目录
固定床列管式反应器1的设计：
一、反应器选择及操作条件说明 ................................... 3 二 工艺计算 .................................................... 5
2.1 催化剂用量 .............................................................................................................................. 5 .......................................................................................................................... 6
2.2 反应器列管数
................................................................................................................................... 6
2.3换热面积
三 设备尺寸计算 ................................................ 7
3.1反应器筒体直径 ................................................................................................................... 7 3.2反应器高度 .......................................................................................................................... 8 3.3筒体和封头厚度 ........................................................................................................................ 8
四 接管零部件尺寸计算 .......................................... 9
4.1进料管 ...................................................................................................................................... 9 4．2 出料管 ................................................................................................................................. 10 4．3 熔盐进出口 .......................................................................................................................... 10 4.4安全阀 .................................................................................................................................... 10 4.5 温度计接管 ............................................................................................................................ 11 4.6孔............................................................................................................................................ 11
五 设计结果汇总 ............................................... 12
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六 参考文献： ................................................. 13
固定床列管式反应器1的设计:
一、反应器选择及操作条件说明 .................................. 14 二 工艺计算 ................................................... 16
2.1 催化剂用量 ............................................................................................................................ 16 ........................................................................................................................ 17
2.2 反应器列管数
................................................................................................................................. 17
2.3换热面积
三 设备尺寸计算 ............................................... 18
3.1反应器筒体直径 ................................................................................................................. 18 3.2反应器高度 ........................................................................................................................ 19 3.3筒体和封头厚度 ...................................................................................................................... 19
四 接管零部件尺寸计算 ......................................... 20
4.1进料管 .................................................................................................................................... 20 4．2 出料 ..................................................................................................................................... 21 4．3 熔盐进出口 .......................................................................................................................... 21 4.4安全阀 .................................................................................................................................... 22 4.5 温度计接管 ............................................................................................................................ 22 4.6孔............................................................................................................................................ 22
五 设计结果汇总 ............................................... 23 六 参考文献： ................................................. 24
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固定床列管式反应器1的设计
一、反应器选择及操作条件说明
A反应器选择：
本工艺反应为气固相反应，返混程度不高，为了很好的控制温度，使传热的面积更大， 我们选择了列管式固定床形式。它的优点有：①返混小，流体同催化剂可进行有效接触，当反应伴有串联副反应时可得较高选择性；②催化剂机械损耗小；③结构简单。它的投资和操作费用介于绝热固定床和流化床之间，气相两步氧化法生产丙烯酸比较理想的反应设备。
B操作条件说明：
1.反应方程式：CH2CHCH3+O2→CH2CHCHO
该步骤中会有副反应发生，副反应产物为乙酸和丙酸等。 进料状态:
丙烯是液态进料，经过丙烯蒸发器后变为气体进入预混合器，空气经过空气压缩机进入预混合器，水直接以液态水形式进入预混合器。
2.工艺条件确定：使用Mo-Bi系列催化剂。在温度为325℃时候单程的丙烯醛收率为90.2％，丙烯酸的收率为6.0％，总收率为96.2％。原料组成反应器一的物料衡算表格可以确定。反应温度控制在320℃左右，出料温度为250℃，该反应是放热反应，反应产生的热量要及时通过熔盐经熔盐换热器带走。
? 反应温度
反应温度对选择性、空时收率及出口气中各组分气体含量有一定关系。当选择操作温度比较低时，反应的选择性较好，但空时收率较低；随着温度的升高，反应选择性略有下降，与此同时空时收率在逐渐提高。温度继续升高，由于完全氧化副反应的加剧，使得反应选择性明显下降，而且因为大量的氧气被消耗在完全氧化副反应上，使得反应器出口气中氧气的含量大幅度地减少，并有一定量的一氧化碳生成，而一氧化碳的存在可使催化剂
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的活性减退，这样必然使得空时收率产生明显下降。因此，丙烯酸合成过程存在着一个最适宜的操作温度范围，并且随着使用催化剂活性的不断下降，需要相应地将操作温度逐渐提高。
? 反应压力
在丙烯酸地合成过程中，由于原料的单程转化率较低，丙烯的单程转化率一般较低。因此，需要有大量的气体物料在系统内循环。丙烯酸合成反应属于分子数减少的反应，增加压力有利于反应向生成丙烯醛和丙烯酸方向进行，同时加压使反应物的浓度提高，有助于反应速度的加快，这样就使得反应的空时收率能有所提高。因此，提高压力不仅可使空时收率提高，而且有利于反应选择性的改善。但是，当压力过大时容易有二聚体的出现，不利于得到所需产品。当然压力的提高要受到设备条件的约束，设备的投资费用随着压力的升高而提高。 3.已知物性参数
由物料衡算得到如下表格：
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