氧化反应器说明书.doc

氧化反应器说明书

PAGE

PAGE

PAGE65

摘要

化学反应器是化工生产过程中一系列设备中的核心设备。化工技术过程开发的成功与否很大程度上取决于反应器内流体的温度、浓度、停留时间及温度分布、停留时间分布的控制水平和控制能力。化工生产的工艺过程决定了反应器的结构型式，反应器的结构型式对工艺过程又有一个促进和完善的作用，同时反应器的结构型式在某种程度上也决定着产品的质量和性能。因此，化学反应器的选型、设计计算和选择最优化的操作条件是化工生产中极为重要的课题。

本课题根据已知的均四甲苯催化氧化法制取均酐的最佳工艺参数，对其核心设备氧化反应器进行了结构选型和较为详细的结构设计计算，并对反应器的制造工艺进行了详细的说明，对反应器的制造、组装、检验及使用进行了说明。最终确定的反应器设备在满足结构合理性的基础上，实现了温度分布、浓度分布及反应时间等化工工艺参数的控制要求，使得产品质量和性能得以保证。

关键词：反应器；结构设计；列管式固定床反应器；均酐装置

62

参考文献……………….……..63

附录……………………….….65

第一章绪论

1.1前言

本设计书是在均四甲苯空气气相氧化法制取PMDA的工艺基础上，根据毕业设计课题“氧化反应器结构设计”的整体设计过程编写而来的。全设计书共分为四章：第一章为前言部分对反应器作了简单的介绍。第二章为反应器的工艺计算。第三章为反应器的结构设计，主要对反应器内各受压元件进行了详细的强度设计及校核。第四章为反应器各部件的制造工艺及组装程序介绍。本设计中各部分严格按照各种规范及标准进行，在保证反应器结构合理的基础上，进一步确保产品的质量和性能。

1.2反应器简介

反应器是一个在其中发生化学反应的容器或罐。它是化工生产过程中一系列设备中的核心设备，反应器的型式、尺寸大小等，在很大程度上决定着产量和质量，因此化学反应器的选型，设计计算和选择最优化的操作条件是化工生产中极为重要的课题。反应器可由各种材料制成，材料的选择取决于反应发生时的温度和压力以及所要求的抗腐蚀性.反应器也可能有多种类型，这取决于所用反应所需催化剂的种类以及反应物和产物的物理特性。反应器的简图如图1-1。

图1-1反应器简图

1.3反应器的分类[19]

反应器的化学反应多数都是伴随有催化剂的，按照催化作用则反应器可分为均相反应器和非均相反应器。

均相催化反应器可以与非催化作用的反应器相似地进行分类。一种标准是存在的相数，另一种标准是返混程度。因此，可有均相气相反应器、均相液相反应器和均相气一掖相反应器。也可以有均相塞流管式反应器和均相连续搅拌罐式反应器。

对装有非均相固体催化剂的反应器，一种分类标准是根据在反应器中的催化剂颗粒是否移动，以此为根据，可以规定有下列类型:

1.如果颗粒固定在位置上成为密相固定床，则为固定床反应器.

2.如果颗粒堆积在缓慢移动的密相床中，排出某些结垢的颗粒并加入某些新鲜的颗粒，则为移动床反应器。本书不讨论这种类型的反应器，因为它们在许多方面与固定床反应器类似。但是，移动床反应器在催化剂结垢和再生方式方面与固定床反应器有根本的区别。

3.如果催化剂颗粒被向上流动的气体托住如流化床那样，则为流化床反应器。如前言中举出的理由，，这类反应器在本书中不加讨论.

4.如果催化剂颗粒悬浮在液体中，则为悬浮床反应器。悬浮床反应器可再细分为下列几类:

（1）..如果催化剂悬浮在机械搅拌的液体中，则为连续搅拌罐式反应器。

（2）.如果催化剂是用上升的气泡维持悬浮在液体中，则为鼓泡反应器或淤浆反应器。。

（3）.如果催化剂是悬浮在向上流动的液体中，则为沸腾床反应器。

（4）.如果催化剂悬浮在液流或气流中，而液流和气流强大到足以在反应系统中携带这些催化剂，则为三相传递式反应器，划分均相和非均相反应器的另外一个标准是它们的操作方式，即是间断、半连续或连续式操作。但是，大多数重要的工业操作都为连续运转，而仅仅在间断式操作有特别充足的理由时才设计间断操作的反应器。

另外一种普遍适用的反应器分类标准是反应器内部的温度分布。假如反应器内部各点温度都是不变的，而且不随时间而变化，则反应器称为恒温的.但如反应器各部分温度是变化的，则反应器称为非恒温的。

还有另外一种反应器分类标准是反应器和器外部之间的换热程度。如果不换热，反应器称为绝热反应器，而如果有某种程度的换热，则称为非绝热反应器。

还有另一种反应器分类标准是反应中包括的相数。当然，相计算相数时，固体催化剂不应算为一相。只处理气体的反应器叫做气相反应器，而那些处理两相反应的叫做气一液相反应器，

我们可用上述几种分类标准