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化學反應工程課程設計-乙苯脫氫氧化法合成苯乙烯固定床反應器的設計-資料下載頁

2026-07-06 20:00本頁面

【導讀】相反應過程的一種反應器。固體物通常呈顆粒狀，床層靜止不動，流體通過床層進行反。它與流化床反應器及移動床反應器的區別在于固體顆粒處于靜止狀態。任選一工業可實施的氣固相催化反應，對反應器進行工藝設計和初步結構設計。器角度論述）等等。催化劑、反應方程式、動力學方程等。設計數據和工作參數、反應器進出物料組成、基本物性數據等。反應器的數學模型選取及計算。對以上設計內容匯總，按正規格式編寫《設計說明書》。，并提交設計說明書打印版。

　　

【正文】 (rA)=[121590*exp(11000/T)]*（ 21+ XE） *[（ 1 XE） ()( XE2/（ 21+ XE） ]（ 1）由上可得， dl=（ 21+ XE） /420xx00*e11000/T*[（ 1 XE） ()( XE2/（ 21+ XE） ]1dxE （ 2）設計說明書第 8 頁共 14 頁假設， (21+n△ xE)/420xx000 e11000/T*[1 n△ xE() (n△ xE)2/(21+n△ xE)]1=Bn 由式（ 1）的差分形式得： Tn Tn1=138△ XE 由式（ 2）的差分形式得： lnln1=(Bn+Bn1)/2* △ XE 取△ XE=，逐步計算各計算區間。所得結果附于下表：計算結果匯總表轉化率溫度 T/K 催化劑床層高度 l/m 絕熱絕熱 0 900 886 873 859 845 831 817 因此，需該種反應器。熱量計算查資料，取乙苯的進料帶入熱量 Q1=216*831=196116kJ/kg 反應后帶出熱量 Q2=118*422+118*1025=170746 kJ/kg 反應放熱 Q=1000*118*=1139000 kJ/kg 所以，換熱量 Qc=196116+1139000170746=1164370 kJ/kg 設計說明書第 9 頁共 14 頁 5 初步結構設計假設換熱器冷卻水進口溫度 20℃，出口溫度 40℃。換熱管數據為 φ =27mm管長，管長 6m，催化劑填充高度。查資料得：物料有效導熱率 λ =（ m h℃）粘度 μ = kg/（ m s）密度 ρ =801kg/ m3[9] 反應器管數 n=245/(*π /4***)=4665 根床層換熱面積因轉化率一般，可取平均傳熱溫差 △ tm=（ 90020+90040） /2=870℃ 流體質量流率 G=9000000/(300*24***π /4*1459)=2255 kg/( m2 h) 查資料得總傳熱系數 Kq=1000kJ/（ ( m2 h℃ ) 因此，理論計算傳熱面積為 A=1164370/1000/870= m2 實際傳熱面積 A 實 =π dlN=***4665=1836 m2 床層壓降取床層空隙率 ε = 則 Re=ds*G/（ μ *（ 1ε ）） =318000 所以屬于湍流流動。 △ p=（ ρ *d） [（ 1ε ） /ε 3]L=4590000Pa 設計說明書第 10 頁共 14 頁 6 問題討論溫度對反應有什么影響嗎？答：由反應原理可知，苯烷基化是放熱反應。從熱力學方面分析，在較低溫度下有較好的平衡收率，隨著溫度的升高，乙苯的收率反而下降。同時，在非均相烷基化過程中，溫度過高，不利于乙烯的吸收，催化配合物容易樹脂化而遭破壞。超過 393K，絡合物明顯樹脂化。從動力學方面分析，反應溫度低，反應速度低，對反應進行不利。適宜的溫度隨所用催化劑不同而不同。 [10] 為什么選擇絕熱式固定床反應器？答：絕熱式固定床反應器有單段與多段之分。絕熱式反應器由于與外界無熱交換以及不計熱損失，對于放熱反應，依靠本身放出的反應熱而使反應氣體溫度逐步升高；催化反應器入口氣體溫度要高于催化劑的起始活性溫度，而出口氣體溫度要低于催化劑的耐熱溫度。由于乙苯還原反應是等摩爾的放熱反應，絕熱溫升較小，溫度對產物影響不是特別大，因此本反應選擇單段絕熱固定床催化反應器。 [11] 設計說明書第 11 頁共 14 頁參考文獻 1 徐志剛 , 錢志毅 .,俞豐 . 化學世界 , 20xx, 149 2 王玉慶 ,. 乙苯 /苯乙烯的技術現狀及發展 [J]. 石油化工 ,20xx,06:479485. 3 翁劍峰 . 乙苯脫氫制苯乙烯過程建模與優化 [D].華東理工大學 ,20xx. 4 崔曉明 , 李明 . 苯乙烯國內外生產技術進展 [J]. 中國石油和化工 ,20xx,09:4044 5 王承學 , 胡永琪 , 郭鍇 . 化學反應工程 , 第一版 , 北京 , 化學工業出版社 , 20xx, 125131 6 李明 ,李斌 . 國內外苯乙烯生產技術進展 [J]. 化工文摘 ,20xx,04:4447. 7 徐志剛 ,錢志毅 ,俞豐 ,陳建春 ,李瑞江 ,朱子彬 ,朱中南 . 乙苯脫氫制苯乙烯反應器的技術進展 [J]. 化學世界 ,20xx,01:4952+48. 8 王俊琪 ,姜寧 ,田鳳 . 國內外乙苯脫氫催化劑供需分析 [J]. 石油化工技術與經濟 ,20xx,04:2024. 9 陳敏恒 , 叢德滋 .,方圖南 , 等 . 化工原理上 , 第三版 , 北京 , 化學工業出版社 20xx, 149 10 邱寶軍 ,李紅娟 . 乙苯催化脫氫制苯乙烯技術研究進展 [J]. 遼寧化工 ,20xx,12:861865. 11 魏狄 ,許崢 ,張繼炎 . 乙苯脫氫制苯乙烯催化劑及工藝進展 [J]. 石油化工 ,1995,03:215220.

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