采用清潔生產(chǎn)工藝制取對(duì)二甲苯px分廠設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-03-12 08:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 X104m或大于 3X10_3m 的顆粒都由于無(wú)法流化而無(wú)法采用。 ③易造成催化劑損失 流化床反應(yīng)器中 ,催化劑顆粒之間互相接觸碰撞 ,會(huì)對(duì)催化劑造成機(jī)械損失 ,加速催化劑老化失活。在生產(chǎn)中 ,還會(huì)有部分催化劑隨著氣相反應(yīng)產(chǎn)物流 出反應(yīng)器 ,造成催化劑損失 ,同時(shí)還會(huì)對(duì)下游的分離工藝造成影響 ,增加分離設(shè)備投資。 反應(yīng)器選型 反應(yīng)器的形式是由反應(yīng)過(guò)程的基本特征決定的 ,本反應(yīng)的原料以氣相進(jìn)入反應(yīng)器 ,在高溫低壓下進(jìn)行反應(yīng) ,故屬于氣固相反應(yīng)過(guò)程。氣固相反應(yīng)過(guò)程使用的反應(yīng)器 ,根催化劑床層的形式可分為固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器和移動(dòng)床反應(yīng)器。 (1)固定床反應(yīng)器 固定床反應(yīng)器又稱填充床反應(yīng)器 ,催化劑顆粒裝填在反應(yīng)器中 ,呈靜止?fàn)顟B(tài) ,是化工生產(chǎn)中最重要的氣固反應(yīng)器之一 ,廣泛應(yīng)用于合成氨、甲醇合成、甲苯合成和催化重整等化工流程。 固定床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)有 : ①返混小。固定床反應(yīng)器的催化劑床層內(nèi)反應(yīng)流股的流動(dòng)接近于平推流 ,與其他反應(yīng)器相比幾乎不存在返混 ,故可以有效地避免過(guò)度反應(yīng)和反應(yīng)不足 ,保證了反應(yīng)產(chǎn)品收率 ,提高反應(yīng)速率 ,完成同樣的生產(chǎn)能力時(shí)所需的催化劑用量和反應(yīng)器容積都較小。 ②催化劑機(jī)械損耗小固定床反應(yīng)器中催化劑排列致密 ,形成固定床層 ,催化劑顆粒之間不存在相對(duì)移動(dòng) ,使催化劑顆粒間的機(jī)械能損失達(dá)到最小化。 ③便于控制固定床反應(yīng)器中的催化劑以固定床層的形式固定在反應(yīng)器中 ,因此可以嚴(yán)格控制反應(yīng)原料的停留時(shí)間 ,特別有利于提高反應(yīng)的選擇性與轉(zhuǎn)化率。 固定床反應(yīng)器的缺點(diǎn) 如下 : ①傳熱差 ,容易飛溫固定床反應(yīng)器中 ,催化劑顆粒緊密堆砌 ,以固定床層的形式裝填在反應(yīng)器中 ,傳熱形式以熱傳導(dǎo)為主 ,導(dǎo)致反應(yīng)器床層傳熱效果較差 ,對(duì)于強(qiáng)放熱反應(yīng) ,如果不能及時(shí)移走反應(yīng)產(chǎn)生的大量反應(yīng)熱 ,就會(huì)很難控制反應(yīng)的熱點(diǎn) ,從而導(dǎo)致飛溫 ,產(chǎn)生嚴(yán)重后果。 ②催化劑更換困難固定床反應(yīng)器的催化劑床層由固定圈固定 ,兩端使用瓷球填充 ,更換催化劑的時(shí)候必須停產(chǎn) ,將反應(yīng)器卸下 ,更換麻煩 ,并影響生產(chǎn) ,不適用于容易失活的催化劑。 (2)流化床反應(yīng)器 流化床反應(yīng)器 ,又稱沸騰床反應(yīng)器。反應(yīng)器中氣相原料以一定速度通過(guò)催化劑顆粒層 ,使 顆粒處于懸浮狀態(tài) ,并進(jìn)行氣固相反應(yīng)。流態(tài)化技術(shù)在工業(yè)上最早應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。到 20 世紀(jì) 40 年代 ,催化裂化 (FCC)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化后 ,流化床反應(yīng)器在工業(yè)上的應(yīng)用得到了迅速發(fā)展 ,目前已廣泛應(yīng)用在催化裂化、費(fèi)托合成等工業(yè)流程中 ,成為化移動(dòng)床反應(yīng)器是一種新型固定床反應(yīng)器 ,其中催化劑從反應(yīng)器頂部連續(xù)加入 ,并在反應(yīng)過(guò)程中緩慢下移 ,最后從反應(yīng)器底部卸出。反應(yīng)原料氣則從反應(yīng)器底部進(jìn)入 ,反應(yīng)產(chǎn)物由反應(yīng)器頂部輸出。在移動(dòng)床反應(yīng)器中 ,催化劑顆粒之間沒(méi)有相對(duì)移動(dòng) ,但是整體緩慢下降 ,是一種移動(dòng)著的固定床 ,故得名。 時(shí)至今日 ,移動(dòng)床反應(yīng) 器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煤氣化工藝。與固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器相比 ,移動(dòng)床反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)有 : 1. 反應(yīng)器中固體和流體的停留時(shí)間改變范圍比較大 。 2. 由于反應(yīng)器中物料流動(dòng)接近活塞流 ,故可以避免返混現(xiàn)象。 但是為了控制催化劑的均勻下降 ,需要比較復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì) ,而且移動(dòng)床反應(yīng)器也具有固定床反應(yīng)器的一些缺點(diǎn) ,比如傳熱效率差等。本項(xiàng)目的反應(yīng)屬于低放熱反應(yīng) ,物料溫升不到 10176。 C,而且催化劑在小試時(shí)曾連續(xù)運(yùn)行 1000小時(shí)不發(fā)生失活 ,所以為了最大限度的發(fā)揮催化劑高選擇性和高轉(zhuǎn)化率的優(yōu)勢(shì)、減小催化劑損失 ,流程的反應(yīng)器采用技術(shù)最成熟的固 定床反應(yīng)器。 預(yù)分離部分設(shè)計(jì) 根據(jù) 節(jié)確定的反應(yīng)流程模擬 ,可得到反應(yīng)產(chǎn)物 ,其中包含苯、甲苯、對(duì)二甲苯、甲烷、水、氫氣等 ,其組成及物性狀態(tài)見(jiàn)表 由上可知 ,反應(yīng)器出口產(chǎn)物中 ,主要是水、氫兩種載氣 ,其余少量為有機(jī)物。有機(jī)物中主要是苯、甲苯、二甲苯、少量的重沸物和輕烯烴。其中氫氣和水如果能夠分離出來(lái) ,可以循環(huán)利用。產(chǎn)物中水溶性物質(zhì)甲醇所剩無(wú)幾 ,不凝性氣體如甲烷、乙烯等含量也較少 ,可嘗試通過(guò)閃蒸和傾析分層方式分離
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