催化反應(yīng)器設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、 武 漢 工 程 大 學(xué) 化工與制藥學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課題名稱 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名 學(xué)生成績(jī) 指導(dǎo)教師 課題工作時(shí)間 武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院摘 要化學(xué)反應(yīng)器是整個(gè)化工工藝流程的核心設(shè)備，是化工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的必要工序，被譽(yù)為化工廠的“心臟”。本次課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用已學(xué)課程知識(shí)，完成以一個(gè)單元設(shè)備反應(yīng)器設(shè)計(jì)為主的一次實(shí)踐性教學(xué)，是連接理論和實(shí)際的重要橋梁，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中起到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際能力的重要作用。使用迭代方法來(lái)確定滿足所有關(guān)于鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率和溫度分布要求的最優(yōu)設(shè)計(jì)。運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬并計(jì)算得到管長(zhǎng)、管徑、壓力降、冷卻劑流量等設(shè)計(jì)參數(shù)。反應(yīng)器設(shè)計(jì)要求學(xué)生更加熟悉化工工程設(shè)計(jì)

2、的基本內(nèi)容。宗旨是使學(xué)生能夠熟練掌握化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)程序和設(shè)計(jì)方法，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生綜合理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算能力和思考問題的能力，訓(xùn)練學(xué)生查閱技術(shù)資料、選用公式、搜集數(shù)據(jù)和制圖的能力。關(guān)鍵詞：催化反應(yīng)器；設(shè)計(jì)；鄰二甲苯AbstractChemical reactor is the core of the entire chemical process equipment, chemical production processes is necessary to achieve the transformation of chemica

3、l substances, chemical plant known as the heart. The course has been designed to be integrated use of knowledge courses, complete with a unit device once the reactor design based practical teaching, is to connect theory and practice important bridge, play an important practical ability of students i

4、n the teaching process effect. Using an iterative method to determine satisfy all about the o-xylene conversion rate and temperature distribution optimum design requirements. The use of computer simulation and calculate the tube length, diameter, pressure drop, coolant flow and other design paramete

5、rs. Reactor design requires students to become more familiar with the basic content of chemical engineering. Aim is to enable students to master the chemical production process design, design process and design methods, training students to analyze problems, problem-solving abilities. Students compr

6、ehensive theoretical knowledge and ability to solve practical problems, training of students of computing power and the ability to think, and training students ability to access technical data, the choice of formulas, data collection and mapping.Keywords： HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e5%8

7、2%ac%e5%8c%96%e5%8f%8d%e5%ba%94%e5%99%a8&tjType=sentence&style=&t=catalytic+reactors catalytic reactor； HYPERLINK /dict_result.aspx?searchword=%e8%ae%be%e8%ae%a1&tjType=sentence&style=&t=design design； HYPERLINK javascript:showjdsw(jd_t,j_) o-xylene 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc409361909 摘 要

8、PAGEREF _Toc409361909 h I HYPERLINK l _Toc409361910 Abstract PAGEREF _Toc409361910 h II HYPERLINK l _Toc409361911 前 言 PAGEREF _Toc409361911 h 1 HYPERLINK l _Toc409361912 第1章 文獻(xiàn)綜述 PAGEREF _Toc409361912 h 2 HYPERLINK l _Toc409361913 1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 PAGEREF _Toc409361913 h 2 HYPERLINK l _Toc409361914 1.2催化反應(yīng)器的

9、分類 PAGEREF _Toc409361914 h 2 HYPERLINK l _Toc409361915 1.3設(shè)計(jì)原理 PAGEREF _Toc409361915 h 2 HYPERLINK l _Toc409361916 第2章反應(yīng)器設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算 PAGEREF _Toc409361916 h 4 HYPERLINK l _Toc409361918 2.1物質(zhì)的理基礎(chǔ)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc409361918 h 4 HYPERLINK l _Toc409361919 2.2物料衡算 PAGEREF _Toc409361919 h 4 HYPERLINK l _Toc40936

10、1920 2.3計(jì)算機(jī)模擬 PAGEREF _Toc409361920 h 5 HYPERLINK l _Toc409361921 2.4管數(shù) PAGEREF _Toc409361921 h 6 HYPERLINK l _Toc409361922 2.5殼程換熱面積 PAGEREF _Toc409361922 h 6 HYPERLINK l _Toc409361923 2.6壓力降 PAGEREF _Toc409361923 h 7 HYPERLINK l _Toc409361933 2.7.1管程壓力降 PAGEREF _Toc409361933 h 7 HYPERLINK l _Toc40

11、9361934 2.7.2殼程壓力降 PAGEREF _Toc409361934 h 7 HYPERLINK l _Toc409361935 2.7冷卻劑流量 PAGEREF _Toc409361935 h 8 HYPERLINK l _Toc409361936 2.8沿管程溫度分布 PAGEREF _Toc409361936 h 9 HYPERLINK l _Toc409361937 2.9沿管程組成分布 PAGEREF _Toc409361937 h 10 HYPERLINK l _Toc409361938 2.10傳熱速率 PAGEREF _Toc409361938 h 11 HYPER

12、LINK l _Toc409361939 第3章 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總 PAGEREF _Toc409361939 h 12 HYPERLINK l _Toc409361940 第4章 結(jié)論與建議 PAGEREF _Toc409361940 h 14 HYPERLINK l _Toc409361941 致 謝 PAGEREF _Toc409361941 h 15 HYPERLINK l _Toc409361942 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc409361942 h 16 HYPERLINK l _Toc409361943 附 錄 PAGEREF _Toc409361943 h 17武漢工程大學(xué)本

13、科課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)前 言化學(xué)反應(yīng)器是整個(gè)化工工藝流程的核心設(shè)備，是化工生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的必要工序，被譽(yù)為化工廠的“心臟”。本次課程設(shè)計(jì)是綜合運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)工程 化工過(guò)程模擬 化工工藝學(xué) 化工設(shè)計(jì)及開發(fā)和化工制圖等課程知識(shí)，完成以一個(gè)單元設(shè)備反應(yīng)器設(shè)計(jì)為主的一次性實(shí)踐教學(xué)，是連接理論和實(shí)際的重要橋梁，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中起到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際能力的重要作用。本次設(shè)計(jì)使用迭代方法來(lái)確定滿足所有關(guān)于鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率和溫度分布要求的最優(yōu)設(shè)計(jì)。由計(jì)算機(jī)模擬得到的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：完全反應(yīng)所需的管長(zhǎng)，為有效控制溫度所需的管徑，能將溫差減小到可接受程度的冷卻劑流量以及為有效散熱和防止反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)熱點(diǎn)所需的總傳熱系數(shù)。（設(shè)計(jì)

14、參數(shù)包括：反應(yīng)管直徑長(zhǎng)度、催化劑裝填高度、殼程換熱面積、壓力降、冷卻劑流量、沿管程溫度分布、沿管程組成分布、傳熱速率、反應(yīng)物及產(chǎn)物和冷卻劑的流速。）反應(yīng)器課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生更加熟悉化工工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。宗旨是使學(xué)生能夠熟練掌握化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)程序和設(shè)計(jì)方法，鍛煉學(xué)生分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學(xué)生綜合理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，訓(xùn)練學(xué)生的計(jì)算能力和思考問題的能力，訓(xùn)練學(xué)生查閱技術(shù)資料、選用公式、搜集數(shù)據(jù)和制圖的能力。因自己學(xué)識(shí)有限，設(shè)計(jì)中一定有很多疏漏和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)老師同學(xué)批評(píng)指正。在此，感謝老師的耐心指導(dǎo)使得我的設(shè)計(jì)工作得以圓滿完成！第1章 文獻(xiàn)綜述設(shè)計(jì)內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)器是整個(gè)化工

15、工藝流程的核心，是實(shí)現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的必要工序。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)一般包括下列內(nèi)容：根據(jù)反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)基礎(chǔ)和生產(chǎn)工藝的基本要求，進(jìn)行反應(yīng)器的選型設(shè)計(jì)；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)與有關(guān)流體力學(xué)、熱量、質(zhì)量傳遞過(guò)程綜合宏觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，計(jì)算反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)尺寸；反應(yīng)器的機(jī)械設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性分析。催化反應(yīng)器的分類催化反應(yīng)器是一個(gè)在其中發(fā)生催化反應(yīng)的容器或罐，可由各種材料制成，材料的選擇取決于反應(yīng)發(fā)生時(shí)的溫度和壓力以及所要求的抗腐蝕性，催化反應(yīng)器也可能有多種類型，這取決于所用催化劑的種類以及反應(yīng)物和產(chǎn)物的物理特性。催化反應(yīng)器可按各種方法分類， 根據(jù)催化作用的性質(zhì)分類，可分為均相催化反應(yīng)器和非均相催化反應(yīng)器。如果催化劑并不形成與反應(yīng)物

16、或產(chǎn)物分離的單獨(dú)相，則催化作用稱為均相的。如果催化劑形成與反應(yīng)物分離的單獨(dú)相，則催化作用稱為非均相的。根據(jù)在反應(yīng)器中的催化劑顆粒是否移動(dòng)，非均相反應(yīng)器可分為：固定床反應(yīng)器，顆粒固定在位置上稱為密相固定床；移動(dòng)床反應(yīng)器，顆粒堆積在緩慢移動(dòng)的密相床中，排出某些結(jié)垢的顆粒并加入某些新鮮的顆粒；流化床反應(yīng)器，催化劑顆粒被向上流動(dòng)的氣體托住如流化床一樣；懸浮床反應(yīng)器，催化劑顆粒懸浮在液體中。 設(shè)計(jì)原理在過(guò)量空氣存在情況下，以五氧化二釩為催化劑對(duì)鄰二甲苯氧化制備鄰苯二甲酸酐產(chǎn)品，反應(yīng)氣中的苯酐產(chǎn)品通過(guò)兩級(jí)冷卻得以回收，第一級(jí)得到液體產(chǎn)品，第二級(jí)得到固體產(chǎn)品，最后，對(duì)粗品采用精餾的方法進(jìn)行精制。反應(yīng)器為列管

17、式固定床反應(yīng)器，管內(nèi)裝球型催化劑，管外采用熔鹽循環(huán)以移走放應(yīng)熱，并副產(chǎn)高壓水蒸氣。反應(yīng)產(chǎn)物以氣體的形式從反應(yīng)器移出，進(jìn)入氣體冷卻器，用高壓水冷卻，并副產(chǎn)中壓蒸汽。粗品采用精餾的方法進(jìn)行精制得到產(chǎn)品鄰苯二甲酸酐。鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為100，轉(zhuǎn)化為苯酐的選擇性為79.生產(chǎn)時(shí)間按每年8000h計(jì)算。反應(yīng)的方程式為：主反應(yīng)：副反應(yīng)： 使用迭代方法來(lái)確定滿足所有關(guān)于鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率和溫度分布要求的最優(yōu)設(shè)計(jì)。由計(jì)算機(jī)模擬得到的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：完全反應(yīng)所需的管長(zhǎng)，為有效控制溫度所需的管徑，能將溫差減小到可接受程度的冷卻劑流量以及為有效散熱和防止反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)熱點(diǎn)所需的總傳熱系數(shù)。第2章反應(yīng)器設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算物質(zhì)的理基

18、礎(chǔ)數(shù)據(jù)由chemBlink化學(xué)品數(shù)據(jù)庫(kù)查得反應(yīng)物與生成物的基本信息與理化性質(zhì)如表2.1所示。表2.1物質(zhì)的理化性質(zhì)名稱鄰二甲苯苯酐馬來(lái)酸酐英文名o-XylenePhthalic anhydrideMaleic Anhydride分子結(jié)構(gòu)分子式C8H10C8H4O3C4H2O3分子量106.16148.1298.06密度0.8791.50.1g/cm3熔點(diǎn)-26-23 C129-132 C54C沸點(diǎn)143-145 C284 C202.2222C閃點(diǎn)31 C152 C103.3333C溶解性6 g/L (20 C)物料衡算根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)所給定生產(chǎn)要求，已知鄰二甲苯的轉(zhuǎn)化率為100，轉(zhuǎn)化為苯酐的選擇性

19、為79，生產(chǎn)時(shí)間按每年8000h計(jì)算。進(jìn)行物料衡算，計(jì)算出反應(yīng)器出口氣體的總流量，以及進(jìn)出口各組分的質(zhì)量流量，為計(jì)算反應(yīng)器的設(shè)計(jì)參數(shù)提供依據(jù)。如表2.2所示。出口氣體的總流量為：1表2.2反應(yīng)器進(jìn)出口物料組成及流量名稱反應(yīng)器進(jìn)口組成/%進(jìn)口質(zhì)量流率kg/h反應(yīng)器出口組成/%出口質(zhì)量流率kg/h鄰二甲苯9.501130.9524O219.002261.90485.30630.9524N271.508511.904871.508511.9048苯酐10.501250.0000馬來(lái)酸酐0.6071.4286CO26.60785.7143水5.50654.7619雜質(zhì)0.1011.9048計(jì)算機(jī)模擬計(jì)

20、算機(jī)模擬，使用迭代方法來(lái)確定滿足所有關(guān)于鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率和溫度分布要求的最優(yōu)設(shè)計(jì)。圖2.1溫度、轉(zhuǎn)化率與l的關(guān)系圖關(guān)系由計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，為有效控制溫度所需的管徑取為214mm.管數(shù)反應(yīng)器所需要的列管數(shù)（正方形排列，管心距PT=N所以最終排管密度為一根管最小管束面積為3677由公式得最小管束直徑為D=殼程換熱面積使用Kern(1950)的方法，用雷諾數(shù)和普朗特?cái)?shù)來(lái)確定殼程換熱面積：A=其中A：殼程錯(cuò)流面積，m2Di：殼內(nèi)徑，m，Di =3m；C：列管間距，m，B：折流板間距，m，一般取殼徑的（0.21）倍，取B=3PT：管心距，m，取32mm，即P因此，殼程換熱面積為A壓力降管程壓力降通過(guò)催化劑的

21、壓降，由填充床的方程計(jì)算：P其中為填充床層空隙率，=0.405為氣相粘度，=3.34DP為顆粒直徑，DG為質(zhì)量流量，G=2.60 為氣相平均密度，=0.77 kg L為床層高度，L=4m所以PP=1.管程壓降有三部分：催化劑床層、絲網(wǎng)和支撐以及出入口損失。催化劑層壓降：P絲網(wǎng)和支撐：P出入口損失：P管程總壓降P=1.殼程壓力降Kern給出了計(jì)算管式換熱器殼程壓降的關(guān)聯(lián)式：其中f 為摩擦因數(shù)；Gs為熔鹽質(zhì)量流量Ds為殼層內(nèi)徑，D N折流板數(shù)，N=6； 為熔鹽密度，=1851kg/m Ds為有效管徑，Ds為管程數(shù)，當(dāng)Re0則摩擦因數(shù)f所以P冷卻劑流量由公式U設(shè)U初值為70W/(mTAmGuPr(3

22、77)=6.29Re查Re與jH的關(guān)系線圖，得到 因此Nu=j Dhh1則總傳熱系數(shù)為U =69.93 w/(本次迭代以初值U的值相差為70-69.93所以相差小，迭代結(jié)束。因此熔鹽流量為520.27kg/s沿管程溫度分布Calderbank推導(dǎo)了一段反應(yīng)管區(qū)間內(nèi)的能量平衡： T-其中=BSM-T：反應(yīng)氣體溫度，；Tw：管壁溫度，；y0Hr：鄰二甲苯的摩爾放熱量，Cp：反應(yīng)物的熱容，R：列管半徑U-總傳熱系數(shù)，U70W/(m考慮了循環(huán)導(dǎo)熱鹽后，在一段反應(yīng)管區(qū)間內(nèi)的熱平衡如下Tmy0其中m為質(zhì)量流量；T為列管平均溫度 T= A為換熱面積T=T-T用同一區(qū)間的能量平衡可以計(jì)算出鹽的溫度變化UAT=

23、其中ms為熔鹽質(zhì)量流量，kg/s; c =B = =沿管程組成分布假定反應(yīng)具有一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征，速率常數(shù)與溫度無(wú)關(guān)dx x=1-exp(-L)=其中B：催化劑床層的裝填密度， S：指前因子，由Calderbank(1974)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，值為0.8M-：進(jìn)料的平均分子質(zhì)量G：表觀氣體流量kgMG=B傳熱速率管程換熱系數(shù)Kreith和Bohn(1986)給出了基于努塞爾特?cái)?shù)（Nusselt）的管程換熱系數(shù)關(guān)聯(lián)式：N其中 R則RPr=N=0.203h第3章 設(shè)計(jì)結(jié)果匯總設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)匯總表如下所示。表3.1設(shè)計(jì)結(jié)果匯總表項(xiàng)目?jī)?nèi)容反應(yīng)器反應(yīng)器類型管式固定床催化反應(yīng)器方向垂直操作方式連續(xù)進(jìn)料反應(yīng)物100%鄰二

24、甲苯，空氣空氣與烴的比率9.5:1烴負(fù)荷340g/(h.管)總流量39523.80（kg/h）溫度205壓力175kpa催化劑類型五氧化二釩V2O5鄰二甲苯轉(zhuǎn)化率100%苯酐的選擇性79%苯酐產(chǎn)率1.10kg/kg（鄰二甲苯）載體6mm瓷球支撐方式金屬絲網(wǎng)和夾環(huán)列管數(shù)目3677長(zhǎng)度4.0m催化劑填充高度3.9m內(nèi)徑21mm外徑25mm規(guī)格BWG12(高規(guī)格)傳熱面積0.51m2程數(shù)單程，向上列管排列方式正方形直排列管間距7mm壓降2.221kpa入口溫度205出口溫度370殼程流體導(dǎo)熱鹽流體組成（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）40%NaNO2,7%NaNO3,53%KNO2流量215057.23(kg/h)入口

25、溫度371出口溫度385每管移出的熱量2783.3w傳熱系數(shù)82.8697w/(內(nèi)徑5000mm程數(shù)單程折流板3壓降2.221kpa第4章 結(jié)論與建議這次課程設(shè)計(jì)讓我再一次感受到再完美的想象也比不上一次嘗試，理論知識(shí)再扎實(shí)，也只有通過(guò)實(shí)際的操作和驗(yàn)證才能正真領(lǐng)悟理論知識(shí)與工程實(shí)際的聯(lián)系與區(qū)別。剛拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書的時(shí)候，連續(xù)看了幾天的書，卻無(wú)從下手。沒有完全理清楚設(shè)計(jì)思路，就開始嘗試用Aspen Plus模擬，每次模擬到中間的時(shí)候就感覺缺少條件進(jìn)行不下去，換了各種方法模擬，還是不行。經(jīng)過(guò)反思之后，我又重新回到設(shè)計(jì)任務(wù)書。我就把設(shè)計(jì)任務(wù)書重新看了幾遍，然后就去查閱文獻(xiàn)，找相關(guān)的設(shè)計(jì)方法，流程模擬的教

26、程。所以我就按照設(shè)計(jì)任務(wù)書上的進(jìn)度計(jì)劃，先進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，通過(guò)查閱資料，最大的感觸就是書本上學(xué)習(xí)到的知識(shí)只是冰山一角，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中有許多問題不是僅靠書本知識(shí)就能解決的?？傮w的設(shè)計(jì)雖然比較繁瑣，但還是學(xué)到了很多東西。做的比較匆忙，可能存在一些不足之處，之后會(huì)繼續(xù)改進(jìn)的。致 謝最后，感謝學(xué)校開設(shè)了課程設(shè)計(jì)這門課程，讓我有了一次能夠?qū)W以致用的機(jī)會(huì)，此次設(shè)計(jì)不僅鞏固了所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)工程知識(shí)更極大拓寬了我的知識(shí)面，讓我認(rèn)識(shí)了實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程和理論的聯(lián)系和差別，這對(duì)將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)無(wú)疑將起到重要的作用。但因自己學(xué)識(shí)有限，設(shè)計(jì)中一定有很多疏漏和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)老師同學(xué)批評(píng)指正。最難忘的是得

27、到了老師的熱心指導(dǎo)使得我的設(shè)計(jì)工作得以圓滿完成，*老師耐心的輔導(dǎo)和幫助使我這次的課程設(shè)計(jì)事半功倍！在此，向他們表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)吳元欣，丁一剛，劉生鵬. 化學(xué)反應(yīng)工程M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.6吳元欣，張珩. 反應(yīng)工程簡(jiǎn)明教程M. 北京：高等教育出版社，2013.田文德，汪梅，王英龍. 化工過(guò)程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.8孫蘭義. 化工流程模擬實(shí)訓(xùn)：Aspen Plus教程M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.熊杰明, 楊索和. HYPERLINK 10/opac/openlink.php?title=Aspen+Plus%E5%AE%9E%E4

28、%BE%8B%E6%95%99%E7%A8%8B Aspen Plus實(shí)例教程M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.尹先清. 化工設(shè)計(jì)M. 北京：石油工業(yè)出版社，2006.11鄒蘭，閻傳智. 化工工藝工程設(shè)計(jì)M. 成都：成都科技大學(xué)出版社，1998.8米鎮(zhèn)濤. 化學(xué)工藝學(xué)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.3譚榮偉. 化工設(shè)計(jì)CAD繪圖快速入門M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社:，2014.7附 錄附錄1計(jì)算機(jī)程序模擬： FORTRAN清單Program to model temperature and composition profilesIn catalytic tubular fixed b

29、ed reactor for the partialOxidation of ortho-xylene to phthalic anbydrideVariable names refer to equations derived in Appendix B.DOUBLE PRECISION X(0:90),T(0:90),TS(0:90),TW(0:90),ENGTH(0:90),FLOW,S_FLOW,AREA,CP,S_CP,DEL_T(2),TR1,R2,DENS,MW,G,Y0,RADIUS,TOTLEN,EFFLEN,ALPHA,TA,GAMMA,FACTOR,S,HC,U,HEAT

30、_R.WTEGER I,KDefine output file for results.PEN(FILE=“REACTOR.DAT”,UNIT=3.5,STATUS=“OLD”)Physical properties commom to both catalysts.DNS=1500DIUS=0.0125EA=0.003927AT_R=12868HC=210/1000CP=1.19S_CP=1.61Physical properties specific to the LAR catalysts.FLOW=0.00100G=9813.862Y0=0.0952MW=30.9Physical pr

31、operties specific to trational catalystsFLOW=0.00139G=10170Y0=0.0356MW=29.8Define constantsALPHA=DENS*S*MW/GBETA=HEAT_R*Y0*ALPHA/CPGAMMA=2*3600*HC/(RADTUS*G*CP)PRINT*,LAR CATALYSTPRINT*,COUNTER-CURRENT SALT FLOWPRINT*,GRADUATED CATALYST ACTIVITYPRINT*Parameters to be inputted by the user.PRINT*,LENG

32、TH OF TUBULAR REACTOR(m):READ*,TOTLENPRINT*,TOTAL SALT FLOW(T/HR):READ*,S_FLOWPRINT*,HEAT TRANSFER COEFFICIENT(W/M2/C):READ*,UPRINT*,CORRECTION FACTOR FORFLOW ARRANGEMENTREAD*,FACTORCorrections for unitsS_FLOW=S_FLOW/(13500*3600/1000)U=U/1000Set conditions at entrance to reactor.LENGTH(0)=0EFFLEN=0X(0)=0T(0)=300TS(0)=385TW(0)=T(0)Initialize variable