反应器操作与控制 6-2教学课件 0301固定床反应器选型.pptVIP

项目03 乙苯脱氢反应器的设计与选型 任务0301 乙苯脱氢反应器的选型 该装置六十年代建成，采用单段绝热反应器，水蒸汽作稀释剂，同时提供反应所需的热量。 反应器结构简单，制造费用低。但水蒸汽耗量大，水烃比为16；进出口温差大，转化率只有35%，选择性也只有90%。 现想新建一套6万吨/年苯乙烯，欲选择新的脱氢反应器，提高转化率和选择性，以降低乙苯单耗和能耗。 任务点及其要求 0301-1 乙苯脱氢的反应原理及苯乙烯的工业生产方法 能简要说明乙苯脱氢的反应原理及其反应特点 能简述乙苯的工业生产方法并进行简单评价； 0301-2 物料的性质 能简单描述产品、原料、催化剂的物理化学性质 0301-3 生产工艺流程 能画出乙苯脱氢反应的工艺流程图并加以简要说明 0301－4气固相反应器的类型、结构及其应用 能够以表格形式总结说明气固相反应器的类型、结构及其应用 0301－5 气固相反应器的选型分析 能总结固定床反应器的特点，能够根据反应器特点合理选择固定床反应器 0301－6 6万吨/年乙苯脱氢反应器的选型 能根据工艺条件对乙苯脱氢反应器进行分析和选型. 反应特点1、可逆强吸热反应2、体积增大反应3、温度过高会使乙苯热分解反应（平行副反应）和苯乙烯聚合反应（连串副反应）加速，产物苯乙烯收率降低。 乙苯脱氢的反应原理 0301-2 物料的性质 要点：通过查资料，了解以下产品、原料和催化剂的理化性质 1、苯乙烯 　2、乙苯 　3、氢 　4、催化剂（根据具体情况定） 0301-3 苯乙烯的生产工艺流程 流程简述： 循环乙苯和新鲜乙苯与水蒸气总用量中10％的水蒸气混合 以后，与高温的脱氢产物在热交换器4和3间接预热到 520～550℃，再与过热到720℃的其余90％的过热水蒸气混 合，大约是650℃进入脱氢反应器2，在绝热条件下进行脱氢 反应，离开反应器的脱氢产物约为585℃，在热交换器3和4 中，利用其余热间接预热原料气，然后在冷凝器5中进一步 冷却、冷凝，凝液在分离器6中分层，排出水后的粗苯乙烯 送精制工序，尾气中氢含量为90％左右，可作为燃料，也可 精制为纯氢气使用。 单段绝热式 　　　　　　　　　　　　　轴向流　　　　 径向流  　　　　　　　　　　 列管式（对外换热式）固定床反应器 自热式固定床反应器 固定床反应器的分类及性能比较 0301-5 气固相反应器的选型分析 气固相催化反应器的选择应综合考虑： 1、反应特点 热力学角度：反应发生的条件；反应的热效应；是否可逆；体积增大还是减小等 动力学角度：主、副反应的竞争关系（平行、连串等）、主副反应的活化能比较等 2、工艺要求 热力学角度：温度（高温/低温）；压力（高压/低压）；供热还是移热 动力学角度：反应器内是否需要温度、浓度的分布等以提高主反应的速度和选择性 3、反应器特点 固定床（绝热、换热等）、流化床、移动床 4、催化剂性能 活性组分、适宜的使用温度、机械强度等 （1）技术指标:反应速率(对一定的反应器体积和物料处理量, 反应速率与转化率相当) 反应选择性 （2）经济指标：生产成本或利润 （3）生产过程费用:原料费用 设备费用 操作费用:人工费、动力消耗、能量消耗、 设备维修、公共事业等 （4）生产安全 （5）产品质量 （6）对环境的影响等 * 中山石化3万吨/年苯乙烯装置 中 山 石 化 3 万 吨/年 苯 乙 烯 装 置 任务引入： 主反应： 0301-1乙苯脱氢的反应原理及苯乙烯的工业生产方法 1、乙苯直接脱氢法 2、乙苯氧化脱氢法 3、以甲苯为原料的合成法 4、乙烯和苯直接合成法(醋酸钯作用下) 5、裂解汽油中萃取分离苯乙烯 总结苯乙烯的工业生产方法 气－固相催化反应器 固 定床 反应器 流 化床 反 应器 绝热式 换热式 内冷式 外冷(热) 多 段绝 热 单段绝热 总结气－固相催化反应器的基本类型 0301-4 气固相反应器的类型、结构及其应用 多段绝热式 （a）中间换热式 Ⅰ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅳ Ⅲ Ⅱ （b）原料气冷激式 Ⅰ Ⅳ Ⅲ Ⅱ (c)非原料气冷激式 径向绝热反应器 VS ? 30°C ? 100°C 25 mm ? 25 000 tubes Reactor feed Coolant 大型催化反应器 床层温度变化较大 结构简单，便于装卸催化剂，内无冷管，避免由于少数冷管损坏