第三章第三章管式反应器管式反应器主讲教主讲教师师李成林李成林（上）（上）精细化工过程与设备精细化工过程与设备资环学院化工系第三章管式反应器第三章管式反应器3.1概述3.2管式反应器计算基础方程式3.3液相管式反应器3.4气相管式反应器3.5反应器型式和操作方式评选3.6连续流动反应器停留时间分布精细化工过程与设备精细化工过程与设备资环学院化工系3.13.1概述概述•3.1.13.1.1管式反应器构型管式反应器构型精细化工过程与设备精细化工过程与设备资环学院化工系3.1.13.1.1管式反应器构型管式反应器构型一、水平管式反应器一、水平管式反应器二、立管式反应器二、立管式反应器精细化工过程与设备精细化工过程与设备资环学院化工系3.1.13.1.1管式反应器构型管式反应器构型三、盘管式反应器三、盘管式反应器将管式反应器做成盘管的形式，设备紧凑，节省空间，将管式反应器做成盘管的形式，设备紧凑，节省空间，但检修和请刷管道比较麻烦。图但检修和请刷管道比较麻烦。图33．．33所示的反所示的反应器由许多水平盘管上下重叠串联而成。每一个应器由许多水平盘管上下重叠串联而成。每一个盘管是由许多半径不同的半圆形管子相连接成螺盘管是由许多半径不同的半圆形管子相连接成螺旋形式，螺旋中央留出旋形式，螺旋中央留出ΦΦ400mm400mm的空间，便于的空间，便于安装和检修。安装和检修。四、四、UU形管式反应器形管式反应器UU形管式反应器的管内设有多孔挡板或搅拌装置，形管式反应器的管内设有多孔挡板或搅拌装置，以强化传热与传质过程。以强化传热与传质过程。UU形管的直径大，物料停形管的直径大，物料停留时间增长，可应用于反应速率较馒的反应。例如留时间增长，可应用于反应速率较馒的反应。例如带多孔挡板的带多孔挡板的UU形管式反应器，被应用于己内酰胺形管式反应器，被应用于己内酰胺的聚合反应。带搅拌装置的的聚合反应。带搅拌装置的UU形管式反应器适用于形管式反应器适用于非均液相物料或液固相悬浮物料。如甲苯的连续硝非均液相物料或液固相悬浮物料。如甲苯的连续硝化、蒽醌的连续磺化等反应。图化、蒽醌的连续磺化等反应。图3.43.4是—种内部设是—种内部设有搅拌和电阻加热装置的有搅拌和电阻加热装置的UU形管式反应器。形管式反应器。精细化工过程与设备精细化工过程与设备资环学院化工系3.1.13.1.1管式反应器构型管式反应器构型•管式反应器的加热或冷却可采用各种方式：管式反应器的加热或冷却可采用各种方式：–11、套管或夹套传热、套管或夹套传热，如图，如图3.13.1、、3.2(a)3.2(a)、、3.2(b)3.2(b)等所示反应器，均可用等所示反应器，均可用套管或夹套传热结构；套管或夹套传热结构；–22、套筒传热．、套筒传热．如图如图3.2(c)3.2(c)、、3.33.3所示反应器可所示反应器可置于套周内进行换热；置于套周内进行换热；–33、短路电流加热、短路电流加热，将低电压、大电流的电源，将低电压、大电流的电源直接通到管壁上，使电能转变为热能。这种加直接通到管壁上，使电能转变为热能。这种加热方法升温快、加热温度高、便于实现遥控和热方法升温快、加热温度高、便于实现遥控和自控。短路电流加热已应用于邻硝基氯苯的氨自控。短路电流加热已应用于邻硝基氯苯的氨化和乙酸热裂解制乙烯酮等管式反应器上；化和乙酸热裂解制乙烯酮等管式反应器上；–44、烟道气加热、烟道气加热，利用气体或液体燃烧产生的，利用气体或液体燃烧产生的烟道气辐射直接加热管式反应器，可达数百度烟道气辐射直接加热管式反应器，可达数百度的高温，此法在石油化工中应用较多。图的高温，此法在石油化工中应用较多。图3.53.5表示一种采用烟道气加热圆筒式管子炉。表示一种采用烟道气加热圆筒式管子炉。精细化工过程与设备精细化工过程与设备资环学院化工系3.1.23.1.2管式反应器特点及应用管式反应器特点及应用•特点：–管式反应器结构简单、加工方便；–耐高压、传热面积大，特别适合于强烈放热和加压下的反应；–易实现自动控制、节省动力、生产能力高。•为保证管式反应器内具有良好的传热与传质条件，使之接近于理想置换反应器，一般要求流体在管内作高速湍流运动。•应用–管...
