流程图的循环结构.pptx
2025/4/2412013.7.21流程图的循环结构
2025/4定循环结构的决策循环的物料衡算反应器的热效应平衡的限制压缩机的设计和费用反应器的设计小结67
反应系统的总数循环物流的总数如果各反应在不同的温度和压力下进行，和/或需要不同的催化剂是，则每一种操作条件需要一个单独的反应器系统。具有相邻沸点的组分循环到统一反应器时，他们应该在同一物流中循环。循环结构的决策eg.eg.
HDA过程相同的温度及压力下发生，且都不用催化剂，只需要一台反应器新戊二醇生产工艺反应条件和使用的催化剂均不同，需要两个反应器系HDA过程组分正常沸点/℃去向H2-253循环+放空—气体CH4-161循环+放空—气体苯80主产物甲苯111循环—液体联苯255燃料副产物
循环结构的决策反应物的摩尔比某一反应物过量，改善产物的选择性。如：某一反应物过量，促使另一组份接近完全转化，减小分离难度。如：某一反应物过量，改变平衡转化率。如：0102
反应物的摩尔比循环结构的决策回收与循环费用有益因素设计变量
确定循环结构的决策01循环的物料衡算02反应器的热效应03平衡的限制04压缩机的设计和费用05反应器的设计06小结07
确定循环结构的决策01循环的物料衡算02反应器的热效应03平衡的限制04压缩机的设计和费用05反应器的设计06小结07
01反应器热效应02绝热温升03温度限制04热负荷05Q=△H×FEA06Q=F×Cp×（TR，入-TR，出）07反应特征，对于反应温度是否有限制
加入热载体如催化剂的钝化过程，采用空气作为反应物流反应器的选择：如HDA过程，净化循环氢物流，出口温度升高，超过温度界限，不适用绝热反应器。替代方案：冷却反应器或加大循环氢流率。热效应的启示
01确定循环结构的决策05压缩机的设计和费用04平衡的限制02循环的物料衡算03反应器的热效应06反应器的设计07小结
如何改变平衡转化率2025/4/2414稀释剂的加入，如乙苯脱氢反应，水蒸气做稀释剂，降低产物分压，作为热载体，易分离改变温度、压力和摩尔比分离型反应器，如异丙醇脱氢可逆放热反应：反应速率和平衡转化率的折中
01确定循环结构的决策02循环的物料衡算03反应器的热效应04平衡的限制05压缩机的设计和费用06反应器的设计07小结
多级压缩设计准则：每级压缩比应该相等，所需要的功最小其他效率，备件，年均建设费用，操作费用和灵敏度等功率
确定循环结构的决策01循环的物料衡算02反应器的热效应03平衡的限制04压缩机的设计和费用05反应器的设计06小结07
应结合化学反应特点和不同反应器的性能进行比较来决定。简单反应：比较生产能力复合反应：比较反应选择性针对某特定反应，采用什么型式的反应器和操作方法？
生产能力的比较2025/4/241901020304简单反应（无副反应：无产品分布问题）间歇反应器和平推流反应器的比较05对于确定的反应过程，反应结果由动力学唯一确定定义：单位时间、单位体积反应器所能得到的产无量（越多越好），或给定生产任务所需反应器体积（越小越好）相同点：具有相同的返混特征——不存在返混不同点：虽然达到要求的VR相同，但间歇釜存在辅助时间和装料系数，所以总反应器体积VT较大06
【2】全混流反应器和平推流反应器的比较容积效率：对同一等温等容反应过程，在相同产量、相同转化率、相同初始浓度和温度下，平推流反应器和全混流反应器所需有效体积之比。影响因素：反应级数和转化率动力学方程式：生产能力的比较
生产能力的比较2025/4/2421基础方程式（恒容过程）：可知：反应级数越高，容积效率越低；转化率越高，容积效率越低。结论：高级数高转化率反应：选平推流。若只有反应釜，可用间歇付（存在辅助时间）或多釜串联。零级反应与浓度无关。流动形式不想影响反应体积，选任何反应器均可。对于n＜0的不可逆反应，选具有返混的全混流反应器。
【1】平行反应1反应选择性的比较
讨论：结论：平行反应，提高CA，有利于级数高的反应，平推流最优，多釜串联次之，全混流最差。降低CA，有利于级数低的反应。
【1】平行反应22025/4/2424反应级数大小对浓度的要求合适的操作方式a1a2，b1b2CA、CB均高a1a2，b1b2CA高、CB低a1a2，b1b2CA低、CB高a1a2，b1b2CA、CB均低
连串反应
自催化反应
确定循环结构的决策01循环的物料衡算02反应器的热效应03平衡的限制04压缩机的设计和费用05反应器的设计06小结07
初期设计，某些决策的设计准则如果各反应在不同的温度和压力下进行，和/或需要不同的催化剂是，则每一种操作条件需要一个单独的反应器系统。具有相邻沸点的组分循环到统一反应器时，他们应该在同一物流中循环