13.1 概述
一、化學反應器的型別
1.按反應器的進出物料狀況分：
間歇式和連續式。
2.從物料流程的排列來分：
單程與迴圈。
3.從反應器的結構形式分：
釜式、管式、塔式、固定床、硫化床等。
4.從傳熱情況分：
絕熱式和非絕熱式。
二、化學反應器的控制要求
1.物料平衡控制
2.能量平衡控制
3.約束條件控制
4.質量控制
舉例丙烯聚合反應釜的控制流程
13.4 反應器的基本控制方案
化學反應器的種類很多，控制上的難易程度也相差很大。較為容易的控制與乙個換熱器相似，而對一些反應速度快、熱效應強烈的反應器，控制難度就比較大。
化學反應器的控制要求，除了保證物料、熱量平衡之外，還需要進行質量指標的控制，以及設定必要的約束條件控制。關於反應器的質量指標控制，與精餾塔的質量指標選取類似。
反應器的質量指標控制的選取：
一種是直接的質量指標，常用出料的成分或轉化率等作為質量控制的被控變數；
另一種以反應器的工藝狀態引數作為被控變數，其中溫度是最常用的間接質量指標。
反應器的基本控制方案是從熱穩定性出發，主要是為了建立乙個穩定的工作點，使反應器的熱量平衡。同時，讓反應過程工作在乙個適宜的溫度上，以此溫度間接反映質量指標的要求，並滿足約束條件。
一、絕熱反應器的控制
絕熱反應器由於與外界沒有熱量的交換。因此，要對反應器的溫度進行控制，只能通過控制物料的進口狀態來實現。所謂的物料進口狀態的控制，即控制物料的進口濃度x0、進料溫度θf、和負荷量g。
1、進口濃度x0的控制
以進口濃度x0作為操縱變數來控制反應器溫度，它的機理可從絕熱反應器的熱量平衡式中得出：
式中：g—反應物的質量流量，kg/s ；
ρ—反應物的密度，kg/m3 ；
x0 —反應物的濃度，mol/m3 ；
h—每摩爾的反應熱，j/mol ；
y—轉化率。
當θf不變時，隨著x0的增大（放熱q1增大），反應器溫度θ也增大。
改變進口濃度的常用方法
①改變主要反應物的量。
②改變已過量的反應物的量。
③迴圈作業系統中改變迴圈量。
④在均相催化反應中改變催化劑的量。
氧化爐溫度與氨氣流量的串級控制系統
合成氨生產中一氧化碳變換爐的溫度控制
2、進料溫度θf的控制
提高進料溫度θf，將使反應溫度θ公升高，這個控制機理由式（13-16）變形可得：
從式（13-17）中可以看出，在其他條件不變的情況下，隨著θf公升高，反應溫度θ也公升高。
改變進料溫度的具體控制方案常用以下幾種：
3、改變負荷g
負荷g的改變同樣能用來控制反應溫度θ。它的機理是，隨著負荷g的增大，物料在反應器內的停留時間減少，導致轉化率y下降，於是反應放熱也減少，在除熱不變的情況下，反應溫度就下降。
在實際控制方案中，這種方法一般很少採用，其原因是負荷g經常變動，影響生產過程的平穩，並且用改變轉化率y來控制θ ，經濟效益較差。
二、非絕熱反應器的控制
由於非絕熱反應器是在反應器上外加傳熱，因此可以像傳熱裝置那樣來控制反應溫度。控制方案中常採用分程控制和分段控制。
13.5 反應器的新型控制方案
一、聚合釜的溫度-壓力串級控制系統
聚合釜的溫度-壓力串級控制系統
二、具有壓力補償的反應釜溫度控制
(a)控制方案b)計算裝置
ry1 ： tc= a p+t0ry2： t0= b∫(t1-tc)dt
具有壓力補償的反應釜溫度-溫度串級控制
化學反應的快慢
第二章第二節化學反應的快慢編號14 編寫人宋新審核人王希健 學習目標 1.掌握化學反應速率的概念 表示方法，並能進行簡單的計算。2.掌握外界條件對化學反應速率的影響。課前預習 1.試舉一例 需點燃或加熱的反應 需光照的反應 無條件的反應 有催化劑的反應 2.寫出下列反應的化學方程式，並比較化學反應的...
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