文档介绍：第七章化学反应器的控制
陈兆娜
信息与控制工程学院自动化系
过程控制工程
2017/11/29
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Copyright by Zhaona Chen
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本章内容和要点
1、反应器的类型
2、化学反应器的基本规律
3、化学反应器的基本控制方案
1、了解化学反应器的类型,熟悉反应速度与化学
平衡的概念及其主要影响因素
2、掌握化学反应器的基本控制方案
内容
要点
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化学反应器是生产过程的重要设备之一,化学反应状态很大程度决定产品的质量,产量。因此反应器的操作最优化具有实际意义。
(1)物料进出状态:间歇式,连续式
(2)物料流程分:单程、循环
(4)传热情况:绝热式、非绝热式
(5)描述反应过程:分布参数,集中参数
(3)反应器结构:釜式、管道式、塔式、固定床、流化床
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——物流方式
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——结构
a) 釜式反应器
b)管式反应器
c) 列管式固定床反应器
d) 固定床反应器
气体
固
相
经
提
升
或
再
生
e)移动床固定床反应器
再
生
器
提
升
管
反
应
器
沉
降
器
待生催化剂
再生催化剂
空气
烟气
进料油
反应
油气
f)硫化床固定床反应器
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正确设计反应器控制系统的前提。
1、化学反应过程的特点
①化学反应遵守物质守恒,能量守恒定律。
②反应严格按着反应方程式所示的摩尔比例进行
③化学反应中除发生化学变化外,还发生相应物理变化
④反应在一定条件下进行,T、P、催化剂
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2、化学反应器基本方程
化学反应速度
定义:单位时间内单位反应体积中某一反应物或生成物摩尔数的变化量。对反应物A,其反应速度为
对生成物M,其反应速度为
考虑化学反应:
相互关系:
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2、化学反应器基本方程
(1) 反应物的浓度
(2) 反应温度
(3) 反应压力(对气体参加的反应)
(4) 催化剂(加速反应,并具有选择性)
影响化学反应速度的因素
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2、化学反应器基本方程
反应化学平衡
总的反应速度为:
当 r总= 0 时,反应达到平衡(反应物与生成物的浓度均不变)。而化学平衡常数为
对于可逆反应:
K与反应温度有关:若正向反应为吸热反应,则反应温度T↑→ K↑;反之,则T↑→ K↓
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2、化学反应器基本方程
反应转化率、产率与收率
对于可逆反应:
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