1、化學(xué)反應(yīng)器的控制化學(xué)反應(yīng)器概述 化學(xué)反應(yīng)器是生產(chǎn)過程的重要設(shè)備之一，化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)很大程度決定產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)量。因此反應(yīng)器的操作最優(yōu)化具有實(shí)際意義。反應(yīng)器分類 （1）物料進(jìn)出狀態(tài)：間歇式，連續(xù)式 （2）物料流程分：單程、循環(huán) （3）反應(yīng)器結(jié)構(gòu)：釜式、管道式、塔式、固定床、流化床 （4）傳熱情況：絕熱式、非絕熱式 （5）描述反應(yīng)過程：分布參數(shù)，集中參數(shù)反應(yīng)器分類物流方式反應(yīng)器分類結(jié)構(gòu)a) 釜式反應(yīng)器 b)管式反應(yīng)器 c) 列管式固定床反應(yīng)器d) 固定床反應(yīng)器 氣體固相經(jīng)提升或再生 e)移動(dòng)床固定床反應(yīng)器 再生器提升管反應(yīng)器沉降器待生催化劑再生催化劑空氣煙氣進(jìn)料油反應(yīng)油氣f)硫化床固定床反應(yīng)器化學(xué)反

2、應(yīng)的基本規(guī)律正確設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制系統(tǒng)的前提1、化學(xué)反應(yīng)過程的特點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)遵守物質(zhì)守恒，能量守恒定律。 反應(yīng)嚴(yán)格按著反應(yīng)方程式所示的摩爾比例進(jìn)行 化學(xué)反應(yīng)中除發(fā)生化學(xué)變化外，還發(fā)生相應(yīng)物 理變化 反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行，T、P、催化劑化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律2、化學(xué)反應(yīng)器基本方程 化學(xué)反應(yīng)速度定義：單位時(shí)間內(nèi)單位反應(yīng)體積中某一反應(yīng)物或生成物摩爾數(shù)的變化量。對反應(yīng)物A，其反應(yīng)速度為對生成物M，其反應(yīng)速度為考慮化學(xué)反應(yīng)：相互關(guān)系：化學(xué)反應(yīng)器基本方程(1) 反應(yīng)物的濃度(2) 反應(yīng)溫度(3) 反應(yīng)壓力（對氣體參加的反應(yīng)）(4) 催化劑（加速反應(yīng)，并具有選擇性） 影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素化學(xué)反應(yīng)器基本方程 反應(yīng)化

3、學(xué)平衡當(dāng) r總 = 0 時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡（反應(yīng)物與生成物的濃度均不變）。而化學(xué)平衡常數(shù)為對于可逆反應(yīng)：總的反應(yīng)速度為:K與反應(yīng)溫度有關(guān)：若正向反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則反應(yīng)溫度T K；反之，則T K化學(xué)反應(yīng)器基本方程 反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率與收率對于可逆反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)器控制方案 在設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制方案時(shí)，先要明確反應(yīng)器的控制目標(biāo)和可能的控制手段。 （1）控制目標(biāo)（指標(biāo)） 直接指標(biāo)：轉(zhuǎn)化率、質(zhì)量、產(chǎn)量、收率等 間接指標(biāo)：溫度、壓力、溫差等。 （2）根據(jù)工藝過程特性，確定控制手段 單回路、串級、前饋等 一般情況下，取溫度為被控變量，載熱體流量為操縱變量，構(gòu)成相應(yīng)的控制系統(tǒng)?；瘜W(xué)反應(yīng)器控制方案1、反應(yīng)器入口溫度控制

4、方案1方案2方案1：控制快速，滯后小，但存在進(jìn)料混合不均勻，影響催化劑活性。方案2：控制滯后大，但能避免方案1的情況。化學(xué)反應(yīng)器基本控制方案2、反應(yīng)器溫度的單回路控制方案1 方案2方案1：冷卻劑流量較小，釡溫與冷卻介質(zhì)溫差大，當(dāng)反應(yīng)物攪拌 不均勻時(shí)，易造成釡內(nèi)物料局部過熱或過冷。 方案2：冷卻劑強(qiáng)制循環(huán)，冷卻劑流量大，釡溫與冷卻介質(zhì)溫差小。?化學(xué)反應(yīng)器控制方案3、反應(yīng)器的串級控制出料進(jìn)料冷卻劑FCTC當(dāng)冷卻劑方面存在擾動(dòng)時(shí)，單回路無法獲得滿意控制效果。解決辦法：串級控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案4、反應(yīng)器的前饋串級控制FCFC出料進(jìn)料冷卻劑TC前饋控制前饋串級控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案5、反應(yīng)器的分程控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案6、反應(yīng)器的分段控制目的：使反應(yīng)沿著最佳溫度曲線進(jìn)行固定床反應(yīng)器的溫度分段控制典型反應(yīng)器控制方案舉例聚合反應(yīng)釡的溫度控制典型反應(yīng)器控制方案舉例聚合反應(yīng)