绝热式固定床反应器

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
传热方 式不同
绝 热 式
换 热 式
自 热 式
（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”
小结
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 。
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。
（二）列管式固定床反应器
原料 催化剂 补充水 蒸汽 调节阀
产物
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
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
绝热式
催化剂 固定床 反应器
产物
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。
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？
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）wenku.baidu.com热式反应器