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固定床反应器的三种基本形式

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固定床反应器的三种基本形式

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【摘要】:
  加氢脱硫固定床反应器采用平行反应管的设计结构。反应气体为氢气,液相为1%有机硫十氢萘溶液或成品油。三路气相和二路液相可灵活切换,两个反应器压力下采用氮气检漏。充氢前吹扫并更换空气。

  加氢脱硫固定床反应器采用平行反应管的设计结构。反应气体为氢气,液相为1%有机硫十氢萘溶液或成品油。三路气相和二路液相可灵活切换,两个反应器压力下采用氮气检漏。充氢前吹扫并更换空气。

  固定床反应器主要用于实现气固催化反应,如氨转化器、二氧化硫接触氧化剂、烃类蒸汽转化炉、醋酸乙烯反应器等。当用于气固或液固非催化反应时,床内充满固体反应物。滴流床反应器也可以属于固定床反应器。气相和液相以气-液-固接触的形式向下流经床层。

  固定床反应器有三种基本形式:

  ① 轴向绝热固定床反应器。该反应器的流体沿轴向自上而下流经床层,床层与外界之间没有热交换。

  ② 径向绝热固定床反应器。反应器流体沿径向流经床层,可采用离心流或向心流,床层与外界无热交换。

  ③ 管式固定床反应器由多个并联反应管组成。催化剂放置在管内或管间,热载体流经管进行加热或冷却。管径一般在25~50mm之间,管子数可达数万根。管式固定床反应器适用于反应热效应大的反应(如醋酸乙烯反应)。

  气固相反应器广泛应用于化工行业,主要是固定床反应器和流化床反应器,以及移动床反应器和滴流床反应器。固定床反应器的特点和结构如下:

  优势:

  (1) 流体流动可视为理想置换流,因此化学反应速度快,完成相同生产能力所需的催化剂和反应器体积小。

  (2) 可以严格控制气体停留时间和温度

  分布可以调整,有利于提高化学反应的转化率和选择性。

  (3) 催化剂不易磨损,可长期连续使用。

  (4) 适合在高温高压下工作。

  缺点:

  (1) 导热性差,温度分布复杂。

  (2) 细颗粒催化剂不能使用,催化剂的活性内表面不能充分利用。

  (3) 催化剂的再生和更换不方便。

  固定床反应器的设计方法:

  经验法:以实验室、中间试验装置或工厂现有装置在好的条件下测得的数据,如空速、催化剂时空收率、催化剂负荷等为设计依据,根据规定的生产能力计算确定催化剂用量、床层高度、床层直径等。方法简单,但准确度较差。

  数学模型法:根据反应动力学,可分为非均相和准均相;根据催化床层内的温度分布,可分为一维模型和二维模型;流动模型可分为理想流动模型和非理想流动模型。