第五章_反應設(shè)備的使用與維護(編輯修改稿)
2025-02-02 03:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 率較低，故不如中間設(shè)有隔板的多段鼓泡塔效果好。 四、固定床反應器 凡是流體通過不動的固體形成的床層而進行化學反應的設(shè)備都稱為固定床反應器。該反應器尤其適用于 氣 固相催化反應過程。 優(yōu)點： ① 化學反應速度較快，為完成同樣生產(chǎn)任務(wù)所需要的催化劑用量和反應器體積較小。 ② 有利于提高化學反應的較化率和選擇性。 ③ 固定床內(nèi)的催化劑不易磨損，可以較長時間連續(xù)使用。 ④ 適宜在高溫高壓條件下操作。 缺點： ① 固定床會傳熱性較差，溫度控制較困難。 ② 固定床反應器不能使用細粒催化劑，否則流體阻力增大，影響正常操作。 隨著化工生產(chǎn)的發(fā)展，已出現(xiàn)多種型式的固定床反應器，以適應不同的傳熱要求和傳熱方式，主要分為絕熱式和換熱式兩大類。 （一）絕熱式固定床反應器 單段絕熱式反應器 一般為一高徑比不大的圓筒體，除在圓筒體下部裝有柵板外，內(nèi)部無其他構(gòu)件，柵板上部均勻堆置催化劑。反應氣體經(jīng)預熱到適當溫度后，從圓筒體上部通入，經(jīng)過氣體預分布裝置，均勻通過催化劑層進行反應，反應后的氣體由下部引出。 優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單，造價低，反應器體積利用率較高； 缺點： 整個反應過程沒有換熱或僅僅依靠床壁散熱，當反應熱效應較大，而反應速度較慢時，則不能僅設(shè)置一層催化劑，因此僅適用于反應熱效應較小、反應溫度允許波動范圍較寬、單程轉(zhuǎn)化率較低的反應過程； 多段絕熱式反應器 多段絕熱式反應器又分為中間換熱式和冷激式。 中間換熱式是在段間裝有換熱器，其作用是上一段的反應氣冷卻，換熱設(shè)備可放在反應器外，也可放在反應器內(nèi)。 冷激式是用冷激氣直接與反應器內(nèi)的氣體混合，以降低反應溫度。根據(jù)冷激氣體的不同，又可分為原料氣冷激式反應器和非原料氣冷激式反應器。 （二）換熱式固定床反應器 當反應熱效應較大時，為了維護適宜的溫度條件，必須利用換熱介質(zhì)來移走或供給熱量。按換熱介質(zhì)不同，可分為對外換熱式反應器和自身換熱式反應器。 對外換熱式反應器 以各種熱載體為換熱介質(zhì)的換熱式反應器稱為對外換熱式（或外換熱式）反應器。 在化工生產(chǎn)中應用最多的是換熱較好的列管式固定床反應器。通常在管內(nèi)充填催化劑，管間通熱載體，氣體原料自上而下通過催化劑床去進行反應，而反應熱由床層通過管壁與管外的熱載體進行熱交換。這種反應器既適用于放熱反應，也適用于吸熱反應。 特點： 換熱效果較好，催化劑層的溫度較易控制，特別適用于以中間產(chǎn)物為目的的強放熱復雜反應過程。又因反應器內(nèi)物料流動近似于理想平推流，有可能將副反應限制在較低程度。但這種反應器的結(jié)構(gòu)比較復雜，而且不宜在高壓條件下操作。 自身換熱式反應器 在反應器內(nèi)，換熱介質(zhì)為原料氣，并通過管壁與反應物料進行換熱以維持反應溫度的反應器。只適用于熱效應不大的放熱反應以及高壓條件的反應過程。優(yōu)點是既能做到熱量自給，又不需要另設(shè)高壓換熱設(shè)備。 選擇固定床反應器的原則： ① 保證徑向、軸向溫度分布均勻，并使反應維持在最適宜的溫度范圍； ② 催化劑裝量充足，并能充分發(fā)揮作用； ③ 氣體物料通過催化劑床層的阻力要小，并可加大空間速度以強化生產(chǎn)，滿足工藝要求，提高產(chǎn)品收率。 ④ 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠。 五、流化床反應器 流體原料以一定的流動速度使催化劑顆粒呈懸浮湍動，并在催化劑作用下進行化學反應的設(shè)備，稱為流化床反
教學課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1