第三章理想流动反应器 第一节流动模型概述 第二节理想流动反应器 合肥工业大学化工学院 Hefei universi ity of technology School of chemical engineering
第三章 理想流动反应器 合肥工业大学化工学院 Hefei university of technology School of chemical engineering 第一节 流动模型概述 第二节 理想流动反应器
第一节流动模型概述 3-1反应器中流体的流动模型 3-2反应器设计的基本方程 间歇过程一一时间变化过程间歇反应器sw 流动过程一一空间变化过程三釜串联s 平推流反应器swf 实例1:管式反应器 实例2:串联釜式反应器
第一节 流动模型概述 3－1反应器中流体的流动模型 3－2 反应器设计的基本方程 v 间歇过程－－时间变化过程间歇反应器.swf v 流动过程－－空间变化过程三釜串联.swf 平推流反应器.swf 实例1：管式反应器 实例2：串联釜式反应器
Schematic of a steam Cracker for Ethylene Production from Naphtha 125 bar stear Crack gas Steam I b Crack gas cooler convection one Naphtha preheater burner Naphtha zin heating gas Radiation zone
Schematic of a Steam Cracker for Ethylene Production from Naphtha heating gas Crack gas cooler Crack gas 125 bar steam Steam Naphtha preheater Naphtha burner Radiation zone convection zone F e e d w ater
High Pressure Polymerisation of Ethylene Pressure 1500-2500bar(1bar=0.1MPa) Residence time 100-150s Reactor Diam.34-50mm;L=400-900m 1c10° reser Tubular reactor and stirred tank purge 1500-3000bar LP-compressorHP-compressor -stripper Wax separation 150-300at LP-stri compression polymerisation deposition
High Pressure Polymerisation of Ethylene Pressure : 1500 –2500 bar（1bar＝0.1MPa） Residence time: 100 –150 s Reactor: Diam. 34 – 50 mm; L = 400 –900 m compression purge polymerisation deposition LP-stripper HP-stripper 150-300at LP-compressor HP-compressor 1500-3000bar Tubular reactor and stirred tank Wax separation
串联反应釜
串联反应釜
3-1反应器中流体的流动模型 流动模型:反应器中流体流体与返混的描述 理想流动模型 Semi-)Batch reactor 非理想流动模型 Plug-Flow Reactor(PFR) Dispersion Stirred tank cascade Recycle reactor Continuous stirred tank(CSTR)
流动模型：反应器中流体流体与返混的描述 理想流动模型 非理想流动模型 Plug-Flow Reactor (PFR) Dispersion Recycle reactor Continuous stirred tank (CSTR) (Semi-)Batch reactor Stirred tank cascade 3－1反应器中流体的流动模型
3—1反应器中流体的流动模型 、理想流动模型 Outlet= f(inlet, kinetics, contacting pattern) 流动模型:简化,抽象 平推流模型: Plug-Flow Reactor(PFR) 全混流模型: Continuous stirred tank reactor(CSTR)
3－1反应器中流体的流动模型 一、理想流动模型 Outlet = f(inlet, kinetics, contacting pattern) 流动模型：简化，抽象 平推流模型： Plug-Flow Reactor (PFR) 全混流模型： Continuous stirred tank reactor(CSTR)
、理想流动模型 (1)平推流模型 V。C 0 AO Af 出料 进料
（1）平推流模型 CAf 出料 进料 V0 CA0 一、理想流动模型
PFR:平推流 假设:反应物料以稳定流量流入反应器,在反 应器中平行地像气缸活塞一样向前移动 特点:沿着物料的流动方向,物料的温度、浓度 不断变化,而垂直于物料流动方向的任 截面上物料的所有参数,如温度、浓度、 压力、流速都相同,因此,所有物料质点 在反应器中具有相同的停留时间,反应器 中不存在返混
PFR：平推流 假设：反应物料以稳定流量流入反应器，在反 应器中平行地像气缸活塞一样向前移动 特点：沿着物料的流动方向，物料的温度、浓度 不断变化，而垂直于物料流动方向的任一 截面上物料的所有参数，如温度、浓度、 压力、流速都相同，因此，所有物料质点 在反应器中具有相同的停留时间，反应器 中不存在返混
° Plug flow reactor z/2 XX+δx posItion time X=0 -X=z2 =Z 2
• Plug flow reactor X=Z/2 X=Z CA,O CA, out CA t x = 0 time Z/2 Z CA,O CA, out CA x position x x + x x 0 Z Z/2