带搅拌釜式反应器的优化控制
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2 CSTR 温度控制系统的分析
使在开车环节中温度的上升速率不能超过安全范围，而且考虑到生产效率等因素，釜内
反应又需要以尽量快的速率达到正常的生产工况。
图 2.1 连续搅拌的釜式反应系统（CSTR）
表 2.1 CSTR 控制条件
符号 含义 参数
F4 反应物 B 进料流量 739kg/h
F5 反应物 A 进料流量 1540kg/h
F6 催化剂 C 进料流量 88kg/h
F7 冷却水流量（蛇管冷却） 最大 25t/h
F8 冷却水流量（夹套冷却） 最大 42t/h
F9 反应物料混合液出口流量 Kg/h
T1 反应温度 ℃
P7 反应压力 MPa（绝压）
L4 反应釜液位 %（0-1.3m，0-100%）
表 2.2 CSTR 设备参数
符号 含义 参数
V4 反应物 B 进料阀 Dg25 KV=3.42 (CV=4)
V5 反应物 A 进料阀 Dg25 KV=5.38 （CV=6.3）
V6 催化剂 C 进料阀 Dg20 KV=0.214 （CV=0.25）
5 XX科技大学硕士学位论文
续表
V7 冷却水阀（蛇管） Dg40 KV=25.64 （CV=30）
V8 冷却水阀（夹套） D 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 V9 流出，同样流量为 F9。此外监测反应物浓度百分比的
测量标示在图 2.1 的 A 上。反应釜内的温度为 T1，内部的液位为 L4。
淤浆法制聚丙烯的整个生产过程为强放热反应，因此 CSTR 采用冷却装置控制温度
的大小。在 CSTR 系统中降温装置有两种，一种为蛇管冷却器，另一种为夹套冷却器，
冷却水分别由 V7 和 V8 控制，其流量的大小用 F7 和 F8 表示。在开车阶段时，CSTR 热
水加入到夹套中从而提高釜内温度，诱发反应进行。热水的开关阀位 S6，反应釜的搅拌
器开关为 S8。
2.2 反应过程动态特性
本反应设备为带搅拌的釜式反应器，反应釜内具有强烈的搅拌作用能使釜内反应物
充分融合，稀释，使得反应物内各个点的温度相对均匀，即反应物出口和反应釜内部温
度相等。
1）反应停留时间
停留时间为反应物料从入口到出口的这一段时间。一般情况下，化学反应过程是需
要时间的，如果反应物停留的时间越长，那么它们之间的转化率也就越高，最终达到平
衡状态。由于在淤浆法制聚丙烯工艺中，反应不可逆，因此在未达到平衡状态之前，两
种物料在釜内的停留时越长反应效率也就越高。但是实际上在这种连续的反应过程下按
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