管式反应器的结构及其应运.PPT

* 管式反应器的结构及其应运 第三小组 管式反应器 管式反应器是一种呈管状、长径比很大可连续操作的由多根细管串联或并联而构成的一种反应器。是一种适用于气体和液体、液体和液体的反应的设备，还可用于腐蚀性物料的稀释。 1 由于反应物的分子在反应器内停留时间相等，所以在反应器内任 何一点上的反应物浓度和化学反应速度都不随时间而变化，只随 管长变化。 2 管式反应器的单位反应器体积具有较大的换热面，特别适用于热效应 较大的反应。 3 由于反应物在管式反应器中反应速度快、流速快，所以它的生产率高。 4 管式反应器适用于大型化和连续化的化工生产。 5 和釜式反应器相比较，其返混较小，在流速较低的情况下，其管内流 体流型接近于理想置换流。 管式反应器的特点　 管式反应器的分类 D 直管式反应器 B 多管反应器 C 盘管式反应器 A U形管式反应器 直管式反应器 水平管式反应器 (1)水平管式反应器 (a)结构类似单程套管换热器； (b)结构由无缝管与U型管连接而成，类似多程套管换热器。 此类反应器是进行气相或液相均相反应常用的一种管式反应器，这种结构易于加工制造和检修。 (a) (b) （a）单程式 （b）夹套式 立管式反应器 （2）立管式反应器 （a）为单程式立管式反应器； （b）为夹套式立管式反应器，其特点是将一束立管安装 在一个加热套筒内，以节省地面。 立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等工艺中。 直管式反应器 盘管式反应器 盘管式反应器 盘管式反应器是将管式反应器做成盘管的形式，设备紧凑，节省空间，但检修和清刷管道比较麻烦。 盘管式反应器由许多水平盘管上下重叠串联而成。每一个盘管是由许多半径不同的半圆形管子相连接成螺旋形式，螺旋中央留出φ400 mm的空间，便于安装和检修。 多管反应器 多管式反应器的传热面积较大，可适用于热效应较大的均相反应过程。多管式反应器的反应管内还可充填固体颗粒，以提高液体湍动或促进非均相流体的良好接触，并可用来贮存热量使反应器温度能够更好的控制，亦可适用于气-固、液-固非均相催化反应过程。 通常按管式反应器管道的连接方式的不同，把管式反应器分为多管串联管式反应器和多管并联管式反应器 多管并联结构 的管式反应器一般用于气固相反应，例如气相氯化氢和乙炔在多管并联装有固相催化剂的反应器中反应制氯乙烯，气相氮和氢混合物在多管并联装有固相铁催化剂的反应器中合成氨。 多管反应器 多管串联结构 的管式反应器，一般用于气相反应和气液相反应。例如烃类裂解反应和乙烯液相氧化制乙醛反应。 U形管式反应器 U形管式反应器 上图是一种内部设有搅拌和电阻加热装置的U形管式反应器。U形管式反应器的管内设有挡板或搅拌装置，以强化传热与传质过程。 U形管的直径大，物料停留时间增长，可以应用于反应速率较慢的反应。 管式反应器的结构 管式反应器的结构 它包括直管、弯管、密封环、法兰及紧固件、温度补偿器、传热夹套及联络管和机架等几部分。 一，直管 直管的结构如图3.7所示。内管长8米，根据反应段的不同，内管内径通常也不同，有Φ27mm和Φ34mm，夹套管用焊接形式与内管固定。夹套管上对称地安装一对不锈钢Ω形补偿器，以消除开停车时内外管线膨胀系数不同而附加在焊缝上的拉应力。 反应器预热段夹套管内通蒸汽加热进行反应，反应段和冷却段通热水移去反应热或冷却。所以在夹套管两端开了孔，并装有连接法兰，以便和相邻夹套管相连通。为安装方便，在整管中间部位装有支座。 图3.7直管 二，弯管 弯管结构与直管基本相同（见图3.8）。弯头半径R≥5D（1±4%）。弯管在机架上的安装方法允许其有足够的伸缩量，故不再另加补偿器。内管总长（包括弯头弧长）也是8米。 图3.8 弯管 管式反应器的结构 管式反应器的结构 三，密封环 套管式反应器的密封环为透镜环。透镜环有两种形状。一种是圆柱形的，另一种是带接管的T形透镜环，如图3.9.圆柱形透镜环用反应器内管同一材质制成。带接管的T形透镜环是安装测温、测压元件用的。 图3.9 带接管的T形透镜环 管式反应器的结构 四，管件 反应器的连接必须按规定的紧固力矩进行。所以对法兰、螺柱和螺母都有一定要求。 五，机架 反应器机架用桥梁钢焊接成整体。地脚螺栓安放在基础桩的柱头上，安装管子支架部位装有托架。管子用抱箍与