1. 《过程控制工程》课程组

2. 化学反应器概述 化学反应器是生产过程的重要设备之一，化学反应状态很大程度决定产 品的质量，产量。因此反应器的操作最优化具有实际意义。  反应器分类 （ 1 ）物料进出状态：间歇式，连续式 （ 2 ）物料流程分：单程、循环 （ 3 ）反应器结构：釜式、管道式、塔式、固定床、流化床 （ 4 ）传热情况：绝热式、非绝热式 （ 5 ）描述反应过程：分布参数，集中参数

3. 《过程控制工程》课程组 反应器分类 —— 物流方式

4. 《过程控制工程》课程组 反应器分类 —— 结构 a) 釜式反应器 b) 管式反应器 c) 列管式固定床反应器 d) 固定床反应器 气体 固 相 经 提 升 或 再 生 e) 移动床固定床反应器 再 生 器 提 升 管 反 应 器 沉 降 器 待生催化剂 再生催化剂 空气 烟气 进料油 反应 油气 f) 硫化床固定床反应器

5. 《过程控制工程》课程组 化学反应的基本规律  正确设计反应器控制系统的前提 1 、化学反应过程的特点 ① 化学反应遵守物质守恒，能量守恒定律。 ② 反应严格按着反应方程式所示的摩尔比例进行 ③ 化学反应中除发生化学变化外，还发生相应物 理变化 ④ 反应在一定条件下进行， T 、 P 、催化剂

6. 《过程控制工程》课程组 化学反应的基本规律 2 、化学反应器基本方程  化学反应速度 定义：单位时间内单位反应体积中某一反应物或生成物摩尔数的变化 量。对反应物 A ，其反应速度为 对生成物 M ，其反应速度为 考虑化学反应： 相互关系：

7. 《过程控制工程》课程组 化学反应器基本方程 (1) 反应物的浓度 (2) 反应温度 (3) 反应压力（对气体参加的反应） (4) 催化剂（加速反应，并具有选择性） 影响化学反应速度的因素

8. 《过程控制工程》课程组 化学反应器基本方程  反应化学平衡 当 r 总 = 0 时，反应达到平衡（反应物与生成物的浓度均不变）。而化 学平衡常数为 对于可逆反应： 总的反应速度为 : K 与反应温度有关：若正向反应为吸热反应，则反应温度 T↑→ K↑ ；反之， 则 T↑→ K↓

9. 《过程控制工程》课程组 化学反应器基本方程  反应转化率、产率与收率 对于可逆反应： ×

10. 《过程控制工程》课程组 化学反应器控制方案 在设计反应器控制方案时，先要明确反应器的控制目标和可能的控制手 段。 （ 1 ）控制目标（指标） 直接指标：转化率、质量、产量、收率等 间接指标：温度、压力、温差等。 （ 2 ）根据工艺过程特性，确定控制手段 单回路、串级、前馈等 一般情况下，取温度为被控变量，载热体流量为操纵变量，构成相应的 控制系统。

11. 《过程控制工程》课程组 化学反应器控制方案 1 、反应器入口温度控制 方案 1 方案 2 方案 1 ：控制快速，滞后小，但存在进料混合不均匀，影响催化剂活性。 方案 2 ：控制滞后大，但能避免方案 1 的情况。

12. 《过程控制工程》课程组 化学反应器基本控制方案 2 、反应器温度的单回路控制 方案 1 方案 2 方案 1 ：冷却剂流量较小，釡温与冷却介质温差大，当反应物搅拌 不均匀时，易造成釡内物料局部过热或过冷。 方案 2 ：冷却剂强制循环，冷却剂流量大，釡温与冷却介质温差小。

13. 《过程控制工程》课程组 化学反应器控制方案 3 、反应器的串级控制 出料 进料 冷却剂 FC TC 当冷却剂方面存在扰动时，单回路无法获得满意控制效果。 解决办法：串级控制

14. 《过程控制工程》课程组 化学反应器控制方案 4 、反应器的前馈－串级控制 ∑ FC 出料 进料 冷却剂 ∑ TC 前馈控制 前馈－串级控制

15. 《过程控制工程》课程组 化学反应器控制方案 5 、反应器的分程控制

16. 《过程控制工程》课程组 化学反应器控制方案 6 、反应器的分段控制 目的：使反应沿着最佳温度曲线进行 固定床反应器的温度分段控制

17. 《过程控制工程》课程组 典型反应器控制方案举例 聚合反应釡的温度控制

18. 《过程控制工程》课程组 典型反应器控制方案举例 聚合反应釡的温度－压力串级控制

19. 《过程控制工程》课程组 典型反应器控制方案举例 3 、具有压力补偿的聚合釜内温控制

20. 《过程控制工程》课程组 典型反应器控制方案举例 催化裂 化反应 再生系 统的控 制

21. 《过程控制工程》课程组