(48)--9.1 化学反应器的控制-概述过程控制工程.ppt

过程控制工程“Process Control Engineering”第九章化学反应器的控制-概述本节目录CONTENS1化学反应工序2化学反应器的类型3化学反应器的特点4化学反应器的控制要求5化学反应器的基本控制策略1.化学反应工序化工生产过程通常划分为化工生产过程通常划分为前处理前处理、化学反应化学反应及及后处理后处理等三个工序。等三个工序。前处理工序前处理工序为化学反应作准备为化学反应作准备后处理工序后处理工序用于分离和精制反应的用于分离和精制反应的产物产物化学反应工序化学反应工序通常是整个生产过程通常是整个生产过程的关键操作过程的关键操作过程化学反应器的类型化学反应器的类型根据反应器结构可分为根据反应器结构可分为釜式釜式、管管式式、固定床固定床、流化床流化床、鼓泡床鼓泡床等等反应器。不同反应器结构，适用反应器。不同反应器结构，适用场合和控制要求不同，场合和控制要求不同，应应具体情具体情况具体分析。况具体分析。2.化学反应器的类型2.化学反应器的类型3.化学反应器的特点l化学反应过程化学反应过程遵循质量守恒和能量守恒定律遵循质量守恒和能量守恒定律。即反应前后物料。即反应前后物料平衡，能量平衡平衡，能量平衡l反应反应严格按反应方程式严格按反应方程式所示的所示的摩尔比例摩尔比例进行进行l许多反应过程许多反应过程需在一定压力、温度和催化剂存在的条件下需在一定压力、温度和催化剂存在的条件下进行进行l化学反应过程中，除了发生化学反应过程中，除了发生化学变化化学变化外，还发生相应的外，还发生相应的物理物理等等变化，例如，热量和体积的变化变化，例如，热量和体积的变化l化学反应的化学反应的本质本质是物质的原子、分子的是物质的原子、分子的重新组合重新组合4.化学反应器的控制要求p质量指标质量指标l直接质量指标直接质量指标：反应转化率反应转化率l间接质量指标间接质量指标：反应器温度、温差或：反应器温度、温差或反应生成物的浓度反应生成物的浓度p物料平衡和能量平衡物料平衡和能量平衡l保持进入反应器各种保持进入反应器各种物料量的恒定物料量的恒定，或物料的，或物料的配比配比符合要求符合要求l循环反应过程中，循环反应过程中，需需保持保持混合后物料混合后物料浓度浓度恒定恒定l反应过程有反应过程有热效应热效应，为此，应设置相应，为此，应设置相应热量平衡热量平衡控制系统控制系统p约束条件约束条件l为防止反应器的过程变量进入危险区或不正常工况。应设置相为防止反应器的过程变量进入危险区或不正常工况。应设置相应的报警、联锁控制系统应的报警、联锁控制系统。例如，催化剂活性、反应温度和压力、。例如，催化剂活性、反应温度和压力、气流速度等约束条件气流速度等约束条件5.化学反应器的基本控制策略化学反应主要扰动来自外部，反应器控制基本控制策略是化学反应主要扰动来自外部，反应器控制基本控制策略是控制外围控制外围化学反应器的化学反应器的基本控制方案基本控制方案化学反应器的特性-化学反应速度化学反应器的特性-化学反应速度化学反应器的特性-化学反应速度化学反应器的特性-化学反应速度化学反应器的特性-化学平衡常数化学反应器的特性-化学平衡常数化学反应器的特性-转化率化学反应器的特性-化学反应器的热稳定性化学反应器的特性-化学反应器的热稳定性化学反应器的特性-化学反应器的热稳定性化学反应器的特性-化学反应器的热稳定性第九章-化学反应器的控制-概述化学反应器的类型反应器的控制要求:质量指标、物料和能量平衡、约束条件化学反应器的基本控制策略化学反应器特性-化学反应速度化学反应器特性-化学平衡化学反应器特性-转化率化学反应器特性-热稳定性本节本节重点重点