固定床反应器(点击下载).pptVIP

作业布置 1. 固定床反应器可分为哪几种？ 2. 简述不同类型固定床反应器的结构及特点。 3. 简述固定床催化反应器的优缺点。 固定床反应器 固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层静止不动，气体反应物自上而下流过床层，进行反应的装置称作固定床反应器。 固定床反应器的结构 固定床催化反应器 绝热式 换热式 自热式 传热方式不同 （一）绝热式固定床反应器 绝热式反应器又分为单段和多段绝热式两类，反应时不与外界进行任何热量交换。放热反应，反应中多放出的热量完全用来加热物料本身，物料的温度将升高，称之为“绝热温升”。反之，为吸热反应时，物料的温度将降低，称为“绝热温降” 1.单段绝热式固定床反应器 反应器外壳包裹绝热保温层，使催化剂床层与外界没有热量交换。中空圆筒的底部放置搁板，上面堆放固体催化剂。气体从上而下通过催化剂床层。 结构简单，床层横截面温度均匀。单位体积内催化剂量大，即生产能力大。但只适用于热效应不大的反应。 原料气 产物 催化剂 绝热式 固定床 反应器 多段绝热式反应器 2.多段绝热式固定床反应器 热效应大，常把催化剂床层分成几段(层)，段间采用间接冷却或原料气（或惰性组分）冷激，以控制反应温度在一定的范围内 。 下图是用于 SO2 转化的多段绝热反应器，段间引入冷空气进行冷激。对于这类可逆放热反应过程，通过段间换热形成先高后低的温度变化，提高转化率和反应速率。 （二）列管式固定床反应器 乙炔法合成氯乙烯反应器 列管式固定床反应器的特点 热效应较大，不宜采用绝热式反应器，可采用换热式固定床反应器。此设备如同列管式换热器，又称为列管式固定床反应器。 反应器由多根反应管并联构成，管径一般为25-30㎜，管数可达万根以上。管内装催化剂，传热介质流经管间进行加热或冷却，如下图。 列管式反应器优点： 传热较好，管内温度较易控制； 返混小、选择性较高； 只要增加管数，便可有把握地进行放大； 对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰性物料来稀释催化剂 适用: 原料成本高，副产物价值低以及分离不是十分容易的情况。 （三）自热式反应器 采用反应放出的热量来预热新鲜的进料，达到热量自给和平衡，其设备紧凑，可用于高压反应体系。 但其结构较复杂，操作弹性较小，启动反应时常用电加热。 二、固定床反应器的优缺点 固定床层内的气相流动接近平推流，有利于实现较高的转化率与选择性； 可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力； 结构简单、催化剂机械磨损小，适合于贵金属催化剂； 反应器的操作方便、操作弹性较大。 固定床反应器缺点 催化剂颗粒较大，有效系数较低； 催化剂床层的传热系数较小，容易产生局部过热； 催化剂颗粒的更换费事，不适于容易失活的催化剂。 练一练 1.固定床反应器内的催化剂可以长期使用的原因。 2.分析为什么列管内催化剂颗粒不宜过大，也不宜过小？ 固定床反应器的分类； 固定床反应器的结构； 固定床催化反应器的特点 。 小结