第3章理想流动反应器上.ppt

第三章理想流动反应器
合肥工业大学化工学院
Hefei university of technology
School of chemical engineering
第一节流动模型概述第二节理想流动反应器
第一节流动模型概述3-1反应器中流体的流动模型3-2 反应器设计的基本方程
间歇过程--
流动过程--

实例1:管式反应器
实例2:串联釜式反应器
Schematic of a Steam Cracker
for Ethylene Production from Naphtha
heating gas
Crack gas cooler
Crack gas
125 bar steam
Steam
Naphtha
preheater
Naphtha
burner
Radiation zone
convection
zone
Feed water
High Pressure Polymerisation of Ethylene
Pressure : 1500 –2500 bar(1bar=)
Residence time: 100 –150 s
Reactor: Diam. 34 – 50 mm; L = 400 –900 m
compression
purge
polymerisation
deposition
LP-stripper
HP-stripper
150-300at
pressor
pressor
1500-3000bar
Tubular reactor and stirred tank
Wax separation
串联反应釜
流动模型:反应器中流体流体与返混的描述
理想流动模型
非理想流动模型
Plug-Flow Reactor (PFR)
Dispersion
Recycle reactor
Continuous stirred tank (CSTR)
(Semi-)Batch reactor
Stirred tank cascade
3-1反应器中流体的流动模型
3-1反应器中流体的流动模型一、理想流动模型
Outlet = f(inlet, ics, contacting pattern)
流动模型:简化,抽象
平推流模型:
Plug-Flow Reactor (PFR)
全混流模型:
Continuous stirred tank reactor(CSTR)
(1)平推流模型
CAf
出料
进料
V0 CA0
一、理想流动模型
PFR:平推流
假设:反应物料以稳定流量流入反应器,在反应器中平行地像气缸活塞一样向前移动
特点:沿着物料的流动方向,物料的温度、浓度不断变化,而垂直于物料流动方向的任一截面上物料的所有参数,如温度、浓度、压力、流速都相同,因此,所有物料质点在反应器中具有相同的停留时间,反应器中不存在返混。
Plug flow reactor
X=Z/2
X=Z
CA,O
CA, out
CA
t
x = 0
time
Z
Z/2
CA,O
CA, out
CA
x
position
x x + x
x
0
Z
Z/2