反应器工艺设计2-1-PPT精品

聚合物合成聚合物合成工艺设计工艺设计材料科学与工程学院材料科学与工程学院许莉莉许莉莉第6章设备的工艺设计设备的工艺设计§1设备选型及设计的原则§2液体输送机械的选型设计§3反应器的工艺设计§4贮罐的选型及工艺设计§5换热设备的选择及工艺设计§3反应器反应器(Reactor)(Reactor)的选型与设计的选型与设计聚合反应过程的特点：聚合反应过程的特点：反应机理复杂，产品质量指标反应机理复杂，产品质量指标多，大多数反应体系随聚合反应的多，大多数反应体系随聚合反应的进行，粘度急剧上升，物理粘壁现进行，粘度急剧上升，物理粘壁现象严重，搅拌流动困难，传热传质象严重，搅拌流动困难，传热传质不均匀等。不均匀等。对反应器的工艺要求与设计要点☞1反应动力学要求反应动力学要求（或产品质量与产量的要求或产品质量与产量的要求）2热量传递的要求热量传递的要求3质量传递过程与动量传递过程的要求质量传递过程与动量传递过程的要求4过程操作与控制的要求过程操作与控制的要求55机械工程的要求机械工程的要求（1）结构型式）结构型式（2）材质选定）材质选定6技术经济管理的要求技术经济管理的要求一对反应器的工艺要求与设计要点对反应器的工艺要求与设计要点聚合反应器分类与选型聚合反应器分类与选型☞1反应动力学要求反应动力学要求（或产品质量与产量的要或产品质量与产量的要求）根据根据动力学动力学确定一定的确定一定的转化转化率和反应时间反应时间，从而决定满足一定生产规模所需的从而决定满足一定生产规模所需的反应器反应器容积容积，进而确定设备的进而确定设备的工艺尺寸工艺尺寸等。该因素对设备的选型该因素对设备的选型、操作方式的确定和设操作方式的确定和设备台数都有较大影响备台数都有较大影响。2热量传递的要求热量传递的要求及时移出反应热，保证反应过程正常进行，及时移出反应热，保证反应过程正常进行，需要解决需要解决传热方式传热方式和传热装置传热装置问题，还需问题，还需设计出可靠的设计出可靠的计测控制系统计测控制系统以便对反应温以便对反应温度实施有效的检测和控制。度实施有效的检测和控制。3质量传递过程与流体动力学过程的要求质量传递过程与流体动力学过程的要求为使反应和传热正常进行反应系统的物料为使反应和传热正常进行反应系统的物料流动需满足既定要求流动需满足既定要求。为此为此，设计时采用设计时采用在管式反应器外面加设在管式反应器外面加设泵用以调节流量和用以调节流量和流速流速，或在釜式反应器内设置或在釜式反应器内设置搅拌搅拌等措施等措施。4工程控制的要求工程控制的要求为保证生产稳定为保证生产稳定、可靠可靠、安全地进行安全地进行，设计反应器时必须重视计反应器时必须重视安全操作安全操作和自动控制自动控制。例如设置防爆膜例如设置防爆膜、安全阀安全阀、自动排料阀以及自动排料阀以及快速终止聚合反应等措施快速终止聚合反应等措施。为此目的而设为此目的而设计地工艺接管和辅助设备等均需仔细考虑计地工艺接管和辅助设备等均需仔细考虑，并尽量采用自动控制并尽量采用自动控制。5机械工程的要求机械工程的要求（1）结构型式结构型式保证反应设备在操作条件下有足保证反应设备在操作条件下有足够的强度够的强度、足够的传热面积足够的传热面积，并易制造并易制造。（2）材质选定材质选定设备所用的材料对反应介质具有设备所用的材料对反应介质具有稳定型。材质必须耐腐蚀，对反应介质稳定，稳定型。材质必须耐腐蚀，对反应介质稳定，且材质力求价廉易得，尽量立足于国内。一般且材质力求价廉易得，尽量立足于国内。一般不用碳钢制作，以防铁离子渗入反应体系干扰不用碳钢制作，以防铁离子渗入反应体系干扰反应或污染产品。用搪瓷或搪玻璃的设备。反应或污染产品。用搪瓷或搪玻璃的设备。6技术经济管理的要求技术经济管理的要求经济效果的好与差是衡量设计质量的关键因素。经济效果的好与差是衡量设计质量的关键因素。设计成果应当投资少，符合优质设计成果应当投资少，符合优质高产低耗高产低耗的要的要求，需采取多方面的措施。求，需采取多方面的措施。