固定床,流化床,浆态床的优缺点学习资料

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流化床,固定床

流化床,固定床

①对强放热反应固定床温度难控,浆态床易控,这造成固定床催化效率要比浆态床低,因反应温度不能太高,而且固定床内催化剂有一部分没用。

固定床存在床层阻力,压降比浆态床大,在反应器内部,浆态床几乎没压降,但在催化剂过滤器两端的压降会比较大②固定床工业放大比浆态床容易;浆态床内构件比固定床复杂;浆态床虽可实现催化剂在线更换,但细小催化剂分离比较困难;浆态床对催化剂强度的要求比固定床高;固定床停车更换催化剂要比浆态床麻烦的多。

③如果是气液固三相反应,浆态床的气体传质比固定床差,对气体分布的要求较高,如果加热盘管和气体分布设计不好,会在反应器内部出现死区或过热区。

现在大体积大直径的浆态床国内还没有加工技术,国际上也只有少数几家能加工,比如日本,固定床国内都能做。

浆态床催化剂过滤器国内的技术也不过关。

浆态床反应器合成甲醇的优点:1)床层的等温性由于有导热系数大,比热容大的惰性液相热载体和存在高度湍动的气液固三相,导致反应热迅速分散并传向冷却介质,使得床层接近等温操作。

因而,其温度分布和传热速率均优于固定床,不会出现床层温度不合理分布、局部过热及对催化剂和设备造成危害等情况。

2)反应的高效性由于浆态床中一般采用200目甚至更细颗粒催化剂,催化剂表面积大,内表面利用率高,催化剂有效系数接近1,催化剂的利用效率远高于气固相反应。

较佳的温度又兼顾了化学平衡与反应速率的推动力,从而加快了反应速度,且可获得较大的原料气转化率和转化量。

3)原料的适应性由于有优良的传热性能,使得浆态床合成甲醇的原料气适应性强,反应物主要成分CO可大范围内变化,而这对于固定床来说是不可能的。

4)操作的可塑性由于气液固三相有优良的传热性能,加之床层压降低,操作气速或质量空速可在较大范围内变化,反应器操作弹性大。

5)节能的现实性;由于原料气转化率高、循环气量减少、热效率高,因而合成工序可节能25%~30%左右。

6)联产的可行性原则上可用各种合成气制甲醇,特别是可使煤的燃烧、发电、供汽和化工产品联产,大大提高煤的有效利用率,改善经济效益,并可较容易地做到对现有生产装置的技术改造与产品更换。

反应器分类及特点

反应器分类及特点

反应器分类及特点在化工、生物和医药等领域,反应器是实现化学反应的重要设备之一。

根据不同的分类标准,反应器可以分为多种类型。

以下是几种常见的反应器及其特点:1.固定床反应器固定床反应器是一种常见的反应器类型,其特点是在反应器中装填一定量的固体催化剂或固定床催化剂,使反应在催化剂表面进行。

这种反应器的优点是操作简单、催化剂活性高、选择性好,适用于小规模、高附加值的化工生产。

但是,固定床反应器的缺点是催化剂使用寿命有限,需要定期更换或再生。

2.活动床反应器活动床反应器是一种动态反应器,其特点是催化剂在反应器内处于运动状态。

这种反应器的优点是可以根据需要随时更换催化剂,并且可以通过控制催化剂的移动速度来优化反应过程。

但是,活动床反应器的缺点是需要复杂的机械传动系统和密封装置,维护成本较高。

3.流化床反应器流化床反应器是一种高效、大规模的反应器类型,其特点是在反应器中装填一定量的固体颗粒,使反应在颗粒表面进行。

这种反应器的优点是可以实现连续操作、生产能力大、催化剂使用寿命长等。

但是,流化床反应器的缺点是对于某些反应过程控制难度较大,可能会存在局部过热或反应不均匀等问题。

4.膜反应器膜反应器是一种新型的反应器类型,其特点是在反应器中装填一定量的膜材料,使反应在膜表面进行。

这种反应器的优点是可以实现分离和反应两个过程的集成,具有高效、环保等优点。

但是,膜反应器的缺点是膜材料的选择和控制难度较大,需要解决膜堵塞和污染等问题。

5.光敏反应器光敏反应器是一种利用光能激发化学反应的反应器类型,其特点是在反应器中引入光源和光敏剂等元素,通过光能激发化学反应。

这种反应器的优点是可以实现选择性高、条件温和的反应过程。

但是,光敏反应器的缺点是需要精密的光学系统和控制系统,维护成本较高。

6.电化学反应器电化学反应器是一种利用电能实现化学反应的反应器类型,其特点是在反应器中引入电极和电解质等元素,通过电能激发化学反应。

这种反应器的优点是可以实现条件温和、环境友好的化学过程。

一、生物流化床工艺优缺点

一、生物流化床工艺优缺点

一、生物流化床工艺优缺点生物流化床技术起始于20世纪70年代初,是一种新型的生物膜法工艺,生物流化床将普通的活性污泥法和生物膜法的优点有机结合在一起,并引入化工领域的流化技术处理有机废水。

生物流化床是以微粒状填料如砂、活性炭、焦炭、多孔球等作为微生物载体,将空气(或氧气)、废水同时泵入反应器,使载体处于流化状态,反应器内固、液、气充分传质、混合,污水充氧和载体流化同时进行,通过载体表面上不断生长的生物膜吸附、氧化并分解废水中的有机物,颗粒之间剧烈碰撞,生物膜表面不断更新,微生物始终处于生长旺盛阶段,高效地对废水中污染物进行生物降解。

容积负荷高,占地面积小由于BFB采用颗粒、甚至粉末填料,比表面积大,故流化床内能维持极高的微生物量(40-50g/l);由于生物膜表面不断更新,微生物始终处于高活性状态,加之良好的传质条件,废水中的基质在反应器中与均匀分散的生物膜充分接触而被快速降解去除。

BFB容积负荷可高达6-10kgBOD/m3.d,是一般活性污泥法高10~20倍。

耐冲击负荷能力强,能适应各种污水在BFB中,污水和填料之间充分循环流动、传质混合,使反应器具有极大的稀释扩散能力,废水进入反应器后被迅速地混合和稀释;BFB生物膜更新速度快,使其保持着良好的生物活性,废水中的基质在反应器中与均匀分散的生物膜充分接触而被迅速降解而被稀释,从而对负荷突然变化的影响起到缓冲作用;微生物主要以生物膜形式存在,对原水中毒性物质抵抗能力强,从而使系统具有很强的抗冲击复合能力,当出现冲击负荷时,COD去除率开始可能会下降,但很快就恢复正常,通常情况下不需要设调节池。

氧传质效率高:氧是一种难溶性气体,其从气相向液相转移过程中,传质阻力主要来自于液膜,液膜厚度是氧向水相转移的主要限制因素,BFB通过填料对气体切割,大气泡被切割成无数的小气泡或微小气泡,增加接触比表面积,延长气体在水相停留时间,明显压缩液膜和气膜厚度,大大提高氧船只效率;和普通接触氧化生物膜相比,BFB载体表面的生物膜较薄,有利于氧气和有机物等的传质,提高氧利用率;和活性污泥法相比,载体的投加降低反应器悬浮污泥浓度和粘度,使系统氧转化效率提高。

固定床、流化床、移动床、浆态床比较

固定床、流化床、移动床、浆态床比较

四种反应器形式比较一、固定床反应器(一)概念凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器。

而其中尤以利用气态的反应物料,通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。

例如石油炼制工业中的加氢裂化、歧化、异构化、加氢精制等;无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等;有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。

(二)特点结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点,是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。

1、优点主要表现在以下几个方面:1)在生产操作中,除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外,床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动,因此在化学反应速度较快,在完成同样生产能力时,所需要的催化剂用量和反应器体积较小。

2)气体停留时间可以严格控制,温度分布可以调节,因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。

3)催化剂不易磨损,可以较长时间连续使用。

4)适宜于高温高压条件下操作。

2、由于固体催化剂在床层中静止不动,相应地产生一些缺点:1)催化剂载体往往导热性不良,气体流速受压降限制又不能太大,导致床层中传热性能较差,也给温度控制带来困难。

对于放热反应,在换热式反应器的入口处,因为反应物浓度较高,反应速度较快,放出的热量往往来不及移走,而使物料温度升高,这又促使反应以更快的速度进行,放出更多的热量,物料温度继续升高,直到反应物浓度降低,反应速度减慢,传热速度超过了反应速度时,温度才逐渐下降。

所以在放热反应时,通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点,称为“热点”。

如设计或操作不当,则在强放热反应时,床内热点温度会超过工艺允许的最高温度,甚至失去控制而出现“飞温”。

此时,对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。

2)不能使用细粒催化剂,否则流体阻力增大,破坏了正常操作,所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。

固定床移动床流化床

固定床移动床流化床

固定床:当气体以较小的速度流过固定床时,流动气体的上升阻力不致使颗粒的运动状态发生变化,床高维持不变;床层压降随流速对数增大而增大。

流化床:固体颗粒可以像水等液体一样在设备内有明显的界面,即使设备倾斜,界面仍会保持水平;床层压降不随流速变化(基本不变)。

输送床:固体颗粒在设备内无明显界面;床层压力随流速增大而减小。

流化床和沸腾床可能只是叫法上不同。

流化床,也就是沸腾床,接触面大,传热传质效率高,时空产率高,但返混严重。

需要注意的是不能堵塞气体分布器,堵了很麻烦的。

固定床和移动床比较适合气-气、气-液和液-液反应,床层本身作为[wiki]催化剂[/wiki],优点是返混小,固相带出少,分离简单。

流化床的床型是设计中很重要的,与反应体系的匹配要求比较高。

此外,操作中的气速、带出量、与配套的旋风等分离设备设计比较严格。

流化床的传热和破汽泡、沟流措施也是研究比较多的。

固定床反应器是一种被广泛采用的多相催化反应器,反应器内填充有固定不动的固体颗粒,可以是固体催化剂也可以是固体反应物.例如管式固定床反应器,管内装催化剂,管内装催化剂,反应物料自上而下通过床层,管间为载热体与管内反应物进行换热,以维持所需的温度条件.此外,固定床反应器也可用于气固及液固非催化反应.沸腾床是流化床的一种,固体在流化床反应器内流动,流体和固体颗粒所构成的床层犹如沸腾的液体. 沸腾床反应器下部设有分布板,板上放固体颗粒,流体自分布板下送入,当流体速度达到一定数值后,固体颗粒开始松动,再增大流速就进入流化状态.反应器内一般设有挡板,换热器,及流体与固体分离装置等内部部件.移动床与固定床相似,不同的是固体颗粒自顶部连续加入,由底部卸出.沸腾床因为固体处于运动状态,反应或传热效果好,但动力消耗大,而且在煤调湿中粉尘携带量大.固定床:固定床反应器又称填充床反应器,装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。

固体物通常呈颗粒状,粒径2~15mm左右,堆积成一定高度(或厚度)的床层。

固定床与流化床、悬浮床渣油加氢处理技术研究

固定床与流化床、悬浮床渣油加氢处理技术研究

固定床与流化床、悬浮床渣油加氢处理技术研究摘要:随着石油资源的日益减少和原油重质、劣化趋势的加剧,渣油加氢工艺是实现渣油清洁高效转化的关键技术,固定床渣油加氢工艺已成为渣油加工的重要手段。

根据渣油加氢工艺的反应原理,分析了固定床与流化床、悬浮床渣油加氢技术的应用,最后提出了固定床渣油加氢装置高效运行的保障措施。

关键词:炼油;固定床;流化床;悬浮床;渣油加氢工艺技术前言:渣油是原油蒸馏后其中的不理想组分、不理想杂质组成物,渣油的二次加工难度较大,多应用于炼油厂锅炉燃料,也可作为催化裂化装置的原料。

渣油内有较高的硫、氮、残碳和重金属,如果不做处理,燃烧后会产生大量的含硫气体以及温室气体,污染周围环境,威胁生态平衡,也会给下游装置造成较大影响。

渣油加氢技术能脱出渣油中大部分硫、氮、残碳以及重金属,能够大大的降低渣油燃烧后所产生的污染气体,减少废气处理量,增加了重质原油的加工量,减低了企业的加工成本,增加了企业的经济收入。

目前,渣油处理工艺多为固定床渣油加氢处理技术,其他形式的工艺技术也具有相同的效果,但是各有优缺点,本文主要对此进行研讨。

1.固定床渣油加氢工艺反应原理1.1脱硫反应作为脱硫反应沸腾床-固定床组合渣油加氢处理最为重要的化学反应,脱硫反应参与硫化物类型复杂、结构复杂,涉及流程较为复杂。

通常情况下,硫化物脱硫反应可认为是渣油借助硫化物催化作用,促使碳硫反应断裂,属于氢解反应,可释放硫化氢气体、无硫饱和烃,这类化学反应比较强烈,为不可逆反应。

加氢脱硫反应中,催化剂颗粒尺寸、催化剂孔径分布、催化剂颗粒工艺条件为三大主要影响因素。

1.2脱金属反应加氢脱金属反应主要是去除金属杂质,比如:镍、铁,金属杂质会影响残渣二次反应性能。

脱金属与脱硫反应类似,属于沸腾床-固定床组合渣油加氢处理的关键化学反应,属于一个或多个可逆反应。

该反应影响因素为催化剂颗粒尺寸、催化剂孔径分布、反应物分子扩散率。

1.3反硝化反应残渣内的氮元素存在形式为氮杂环化合物,杂环饱和后加氢,能够促进碳氮裂解,并形成气产物。

固定床反应器的优缺点

固定床反应器的优缺点
大时,即使是列管式反应器也可能出现飞 温(反应温度失去控制,急剧上升,超过允许范围)。 2、操作过程中催化剂不能更换,催化剂需要频繁再生的反应一般不 宜使用,常代之以流化床反应器或移动床反应器。固定床反应器中的催化剂 不限于颗粒状,网状催化剂早已应用于工业上。目前,蜂窝状、纤维状催化 剂也已被广泛使用。
固定床反应器的优缺点
固定床反应器的优缺点 优点 (1)流体的流动皆可看成是理想置换流动,因此化学反应速率较 快,在完成同样生产能力时,所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 (2)气体停留时间可以严格控制,温度分布可以调节,因而有利于 提高化学反应的转化率和选择性。 (3)催化剂不易磨损,可以较长时间连续使用。 (4)适宜于在高温高压条件下操作。 缺点
(1)导热性差,温度分布复杂。 (2)不能使用细粒催化剂,催化剂的活性内表面得不到充分利用。 (3)催化剂的再生、更换均不方便。 列管式固定床反应器优缺点 优点: 1、返混小,流体同催化剂可进行有效接触,当反应伴有串联副反应 时可得较高选择性。 2、催化剂机械损耗小。 3、结构简单。

反应器分类

反应器分类

固定床反应器:时可得较高选择性。

②催化剂机械损耗小。

③结构简单。

固定床反应器的缺点是:①传热差,反应放热量很大时,即使是列管式反应器也可能出现飞温(反应温度失去控制,急剧上升,超过允许范围)。

②操作过程中催化剂不能更换,催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用,常代之以流化床反应器或移动床反应器。

流化床反应器:一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。

在用于气固系统时,又称沸腾床反应器。

流化床反应器的结构有两种形式:①有固体物料连续进料和出料装置,用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。

例如催化裂化过程,催化剂在几分钟内即显著失活,须用上述装置不断予以分离后进行再生。

②无固体物料连续进料和出料装置,用于固体颗粒性状在相当长时间(如半年或一年)内,不发生明显变化的反应过程。

与固定床反应器相比,流化床反应器的优点是:①可以实现固体物料的连续输入和输出;②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能,床层内部温度均匀,而且易于控制,特别适用于强放热反应。

但另一方面,由于返混严重,可对反应器的效率和反应的选择性带来一定影响。

再加上气固流化床中气泡的存在使得气固接触变差,导致气体反应得不完全。

因此,通常不宜用于要求单程转化率很高的反应。

此外,固体颗粒的磨损和气流中的粉尘夹带,也使流化床的应用受到一定限制。

为了限制返混,可采用多层流化床或在床内设置内部构件。

这样便可在床内建立起一定的浓度差或温度差。

此外,由于气体得到再分布,气固间的接触亦可有所改善。

(何为返混呢?在有降液管的塔板上,液体横流过塔板与气体呈错流状态,液体中易挥发组分的浓度将沿着流动的方向逐渐下降,但是当上升气体在塔板上使液体形成涡流时,浓度高的液体和浓度低的液体就混在一起,破坏了液体沿流动方向的浓度变化,这种现象叫返混现象。

)移动床反应器:一种用以实现气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。

流化床特征

流化床特征

流化床特征流化床是一种常用的化工装置,具有独特的特征和应用。

本文将从流化床的原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细介绍。

一、流化床的原理流化床是利用气体或液体通过颗粒床层时产生的浮力将颗粒物料悬浮起来的一种装置。

在流化床中,颗粒物料与气体或液体之间形成了一种流态,呈现出液体般的流动特性,这也是流化床的特点之一。

在流化床中,气体或液体通过床层时会产生压力和速度的变化,从而使床层呈现出不同的状态。

当气体或液体流速较小时,床层中的颗粒物料会堆积在一起形成固体床;当流速逐渐增大时,床层中的颗粒物料开始悬浮并形成流态床;当流速进一步增大时,床层中的颗粒物料会被气体或液体带走而形成喷射床。

这种由固态到流态的转变过程就是流化床的原理。

二、流化床的应用领域流化床具有广泛的应用领域,主要包括以下几个方面:1. 化工领域:流化床可以用于催化反应、吸附分离、干燥等化工过程。

由于流化床具有较大的传质和传热特性,可以提高反应速率和产品质量。

2. 石油炼制:流化床可以用于催化裂化、催化重整等石油炼制过程。

由于流化床具有较好的固体混合性和热传导性,可以提高反应效率和产物收率。

3. 燃烧领域:流化床可以用于煤炭、生物质等固体燃料的燃烧。

由于流化床具有较高的燃烧效率和低排放特性,可以减少环境污染。

4. 粉体工程:流化床可以用于粉体干燥、颗粒物料的包覆等粉体工程过程。

由于流化床具有较好的颗粒流动性和均匀性,可以提高产品的质量和工艺的稳定性。

三、流化床的优缺点流化床作为一种特殊的化工装置,具有以下优点:1. 可调性强:流化床可以通过调节气体或液体的流速、温度等参数来控制床层的状态,从而适应不同的工艺要求。

2. 传质传热效果好:由于流化床中颗粒物料与气体或液体之间的接触面积大,传质传热效果较好,可以提高反应速率和产品质量。

3. 可连续运行:流化床可以实现连续生产,不需要停机换料,提高了生产效率。

然而,流化床也存在一些缺点:1. 选材要求高:由于流化床中颗粒物料与气体或液体之间的摩擦作用较大,对床层材料的选择有一定要求。

固定床反应器和流化床反应器

固定床反应器和流化床反应器

固定床反应器1.概述凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器,其中尤以用气态的反应物料通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气-固相催化反应器占最主要的地位。

如炼油工业中的催化重整,异构化,基本化学工业中的氨合成、天然气转化,石油化工中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙苯脱氢制苯乙烯等等。

此外还有不少非催化的气—固相反应,如水煤气的生产,氮与电石反应生成石灰氮(CaCN2) 以及许多矿物的焙烧等,也都采用固定床反应器。

2.固定床反应器优点1)固定床中催化剂不易磨损;2)床层内流体的流动接近于平推流,与返混式的反应器相比,可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。

3)由于停留时间可以严格控制,温度分布可以适当调节,因此特别有利于达到高的选择性和转化率,在大生产中尤为重要。

3.固定床反应器缺点1)固定床中的传热较差;2)催化剂的更换必须停产进行。

4.类型固定床反应器形式多种多样,按床层与外界的传热方式分类,可有以下几类:●绝热式固定床反应器●多段绝热式固定床反应器●列管式固定床反应器,●自热式反应器。

(1)绝热式固定床反应器下图是绝热式固定床反应器的示意图。

它的结构简单,催化剂均匀堆置于床内,床内没有换热装置,预热到一定温度的反应物料流过床层进行反应就可以了。

典型的例子是乙苯脱氢制苯乙烯。

反应需供热140kJ/mol,是靠加入高温(710℃)水蒸汽来供应的(乙苯:水蒸汽=1: 2.6(质量)),混合后在630℃入床,离床时降到565℃。

在此,水蒸汽的作用是:a) 可以带入大量的显热;b) 起稀释作用,使反应的平衡向有利于生成苯乙烯的方向移动,提高单程转化率;c) 使催化剂可能产生的结炭随时得到清除,从而保持反应器长期连续运转。

(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 。

生物接触氧化法固定床与流化床比较

生物接触氧化法固定床与流化床比较

生物接触氧化法固定床与流化床比较
生物接触氧化法固定床与流化床比较
1、固定床一般用弹性填料,半软性填料,比表面积只有100-180m3/m2;流化床用立体柱状空心填料,比表面积可达到1000 m3/m2。

2、固定床填料更换麻烦,需更换支架,要固定安装;流化床填料更换简单,只需从柱修孔加入即可。

3、固定床填料寿命一般只有2-3年;流化床立体柱状空心填料寿命在10年以上。

4、固定床填料生物相单一,水力停留时间长;流化床填料集硝化与反硝化于一体,生物相集中,处理效率高,水力停留时间短。

5、固定床设备体积大,占地多,投资高;流化床设备体积小,占地少,投资省。

6、陶粒每二年增加10%,生物炭每二年增加5%。

7、系统剩余污泥一般为3-6个月抽吸一次,具体时间根据实际定。

江苏鹏鹞集团有限公司
吴彩莉
2002年1月31日
北京西二旗创业者家园污水排放标准
江苏鹏鹞集团有限公司吴彩莉
2002年1月31日。

固定床简述及应用

固定床简述及应用

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固定床反应器类型


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。 右图 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。
原料气
催化剂
产物
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固定床反应器类型


1、绝热式固定床反应器可 分为轴向反应器和径向反 应器。 (1)轴向绝热式固定床反应 器 这种反应器结构最简单 ,实际上是一个容器,催 化剂均匀堆置于床内,预 热到一定温度的反应物料 自上而下流过床层进行反 应,床层同外界无热交换 。
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固定床反应器类型


(2)径向绝热式固定床反 应器 径向反应器的结构较 轴向反应器复杂,催化剂 装载于两个同心圆构成的 环隙中,流体沿径向流过 床层,可采用离心流动或 向心流动。 径向反应器的优点是 流体流过的距离较短,流 道截面积较大,床层阻力 降较小。
5、结构简单、催化剂机械磨损小,适合于贵金属催化剂;
6、反应器的操作方便、操作弹性较大。
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固定床反应器的优缺点
相对于流化床反应器,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
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传热介质

流化床

流化床

1固定床与流化床的比较。

固定床(绝热式、连续式换热式)的优点:不易磨损;接近平推流;可控制停留时间。

缺点:传热较差;催化剂的更换必须停产进行。

流化床优点:实现固体物料连续输出输入;良好的传热性能,温度均匀,适用于强放热反应;便于催化剂的再生、循环,适用于催化剂失活率较高的反应。

缺点:降低产物的收率;降低转化率;催化剂的流失难以脱离实验放大实验操作。

2固定床催化反应器的比较与选型固定床催化反应器有多钟形式,各有不同的特点与适应情况;不同类型的反应所适用的反应器类型是不相同的,有的反应如高压下氨合成反应,大型装置采用多段绝热式,而中小型装置常采用内冷自热式反应器。

如果反应是强吸热并且要求在高温下进行和热通量大但催化剂不易失活,如烃类蒸汽转化反应,则应采用连续换热管式反应器,如果反应是强吸热的气-固相催化反应并且所伴有的深度氧化副反应的活化能和反应热都比主反应高必须加大比传热面积和严格控制反应温度,应采用外冷管式反应器,如果强放热反应所采用的催化剂活性温度范围很窄,应采用流化床反应器以控制床层温度。

绝热反应器与管式反应器相比,结构更简单,易加工、投资少,可以防止出现偏流和沟流,如果反应的绝热温升比较大或催化剂允许的反应温度范围较小,应采用多段绝热而段间采用间接换热或冷激的方式。

3简述相反应及其动力学的研究内容?参加反应的各种物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应,均相反应动力是研究各种因素如温度,催化剂,反应物质组成和压力等对反应速率,反应物分布的邮箱,并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。

3简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系?空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。

反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻到反应达某一程度所需的反应时间。

停留时间指反应时间物进入反应器时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。

由于平推流反应器内物料不发生反混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流速比,所以三者相等。

固定床与流化床特点

固定床与流化床特点

固定床反应器与流化床反应器特点基本形式固定床反应器流化床反应器轴向绝热式、径向绝热式、列壳体、气体分布装置、换热管式装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成主要用于气固相催化反应。

石应用广泛,催化或非催化油炼制工业中的裂化、重整、的气-固、液-固和气-液-固异构化、加氢精制等;无机化反应。

在化工、炼油、冶金、学工业中的合成氨、硫酸、天能源、材料、机械、生化等然气转化等领域都可以见到1、反应速率快,催化剂用量1.采用细分颗粒,并在悬小,反应器体积小;浮状态下与流体接触,2、气体停留时间可以严格流固相界面积大,有利控制,温度分布可以调节,于非均相反应的进行,有利于提高化学反应的转提高了催化剂的利用化率;率;3、催化剂不易磨损,可以较2.由于颗粒在床内混合激长时间连续使用;烈,使颗粒在全床内的4、适宜于高温高压条件下温度和浓度均匀一致,操作床层与内浸换热表面间的传热系数高,全床热容量大,热稳定性高。

3.流化床内的颗粒群有类似流体的性质,可以大量地从装置中移出、引入,并可以在两个流化床之间大量循环;4.流体与颗粒之间传热、传质速率高;5.流态化技术的操作弹性范围宽,单位设备生产能力大,设备结构简单、造价低,符合现代化大生产的需要。

1、催化剂载体往往导热性1、气体流动状态与活塞流不良,床层中传热性能较偏离较大,气流与床层差,操作不当,床内热点颗粒发生返混,以致在温度会超过工艺允许的最床层轴向没有温度差及高温度,甚至失去控制而浓度差,使气固接触不出现“飞温”;良,使反应的转化率降2、不能使用细粒催化剂,否低;则流体阻力增大,破坏了2、催化剂颗粒间相互剧烈应用优点缺点正常操作;碰撞,造成催化剂的损3、催化剂的再生、更换均不失和除尘的困难;方便3、由于固体颗粒的磨蚀作用,管子和容器的磨损严重。

固定床、气流床、流化床的具体区别

固定床、气流床、流化床的具体区别

固定床、‎气流床、流‎化床的具体‎区别‎‎请高手介‎绍固定床、‎气流床、流‎化床的具体‎区别-‎1,是按照‎什么方式分‎的?2,‎各自有什么‎区别?3‎,各适用于‎什么流程?‎4,有没‎有什么更好‎的发展方向‎?5,t‎h anks‎!‎基本代‎表了三代煤‎气化技术。

‎固定床就是‎床层基本不‎动或者说缓‎慢向下移动‎,一般经历‎四个不同阶‎段,用蒸汽‎、空气(或‎富氧造气)‎,采用块煤‎,气化温度‎较低,生产‎负荷小,煤‎气成分复杂‎,含焦油酚‎等,废水处‎理较难。

‎流化床相对‎固定床来说‎,气化剂流‎速更快,将‎床层吹起,‎不断上下浮‎动,象水沸‎腾一样。

属‎第二代煤气‎化技术,现‎在锅炉用的‎比较多,部‎分制气也有‎用的如温克‎勒。

气化‎床采用纯氧‎作气化剂,‎气流速度更‎快,煤粉或‎煤浆为原料‎,被喷头雾‎化,瞬间经‎历干馏、燃‎烧、还原等‎几个阶段,‎煤颗粒在被‎气化的过程‎中随气体一‎起流动,因‎此称气流床‎。

生产能力‎更大,气化‎效率高,目‎前新上项目‎大多采用气‎流床。

‎固定床‎气化是块煤‎从炉顶加入‎,自上而下‎经历干燥、‎干馏、还原‎、氧化和灰‎渣层,灰渣‎最终经灰箱‎排出炉外;‎气化剂自下‎而上经灰渣‎层预热后进‎入氧化层和‎还原层,生‎成的煤气显‎热用于煤的‎干馏和干燥‎。

流化床气‎化是气化剂‎由炉下部吹‎入,使细粒‎煤(﹤6m‎m)在炉内‎呈并逆流反‎应,气化剂‎通过煤粉层‎,使燃料处‎于悬浮状态‎,固体颗粒‎的运动如沸‎腾的液体一‎样,也称沸‎腾床气化炉‎。

气流床气‎化是原料煤‎(煤粉或水‎煤浆)由气‎化剂夹带入‎炉,进行并‎流式燃烧和‎气化反应。

‎受气化空间‎的限制,反‎应时间很短‎(1~10‎s),为了‎弥补反应时‎间短的缺陷‎,要求入炉‎煤粉粒度很‎细,以保证‎有足够的反‎应面积。

并‎流气化气固‎相相对速度‎低,气化反‎应是朝着反‎应物浓度低‎的方向进行‎,为增大反‎应推动力,‎提高反应速‎度,必须提‎高反应温度‎(火焰中心‎温度在20‎00℃以上‎)和反应压‎力,所以采‎用液态排渣‎是并流气化‎的必然结果‎。

流化床简介

流化床简介

循环流化床流化床反应器的优点流化床内的固体粒子像流体一样运动,由于流态化的特殊运动形式,使这种反应器具有如下优点:1、由于可采用细粉颗粒,并在悬浮状态下与流体接触,流固相界面积大(可高达3280~16400m²/m³),有利于非均相反应的进行,提高了催化剂的利用率。

2、由于颗粒在床内混合激烈,使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致,床层与内浸换热表面间的传热系数很高[200~400W/(m²•K)],全床热容量大,热稳定性高,这些都有利于强放热反应的等温操作。

这是许多工艺过程的反应装置选择流化床的重要原因之一。

3、流化床内的颗粒群有类似流体的性质,可以大量地从装置中移出、引入,并可以在两个流化床之间大量循环。

这使得一些反应—再生、吸热—放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。

使得易失活催化剂能在工程中使用。

4、流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高。

5、由于流—固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化,以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。

所以流态化技术的操作弹性范围宽,单位设备生产能力大,设备结构简单、造价低,符合现代化大生产的需要。

流化床反应器的缺点1、气体流动状态与活塞流偏离较大,气流与床层颗粒发生返混,以致在床层轴向没有温度差及浓度差。

加之气体可能成大气泡状态通过床层,使气固接触不良,使反应的转化率降低。

因此流化床一般达不到固定床的转化率。

2、催化剂颗粒间相互剧烈碰撞,造成催化剂的损失和除尘的困难。

3、由于固体颗粒的磨蚀作用,管子和容器的磨损严重。

虽然流化床反应器存在着上述缺点,但优点是主要的。

流态化操作总的经济效果是有利的,特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点,对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。

综上所述,流化床反应器比较适用于下述过程:热效应很大的放热或吸热过程;要求有均一的催化剂温度和需要精确控制温度的反应;催化剂寿命比较短,操作较短时间就需更换(或活化)的反应;有爆炸危险的反应,某些能够比较安全地在高浓度下操作的氧化反应,可以提高生产能力,减少分离和精制的负担。

固定流化床

固定流化床

固定流化床一、用途及特点1、气固相催化反应流化床是一种在反应器内由气流作用使催化剂细粒子上下翻滚作剧烈运动的床型。

它的换热效果比固定床优越,能及时把反应热移走,床层温度均匀,避免产物产生过热现象,提高了催化剂的反应效率。

故流化床在许多有机反应中得到应用,如丙烯氨氧化制丙烯晴、丁烷或苯氧化制顺酐、二甲苯或萘氧化制苯酐、乙烯氯化、石油催化裂化、烷烃催化脱氢、二氧化硫氧化等都有工业规模生产,在实验室用流化床研究催化剂和工艺条件对产品开发有重大作用。

2、装置采用人工智能控制系统,可自动控制床内上、中、下三段加热温度,床内设有螺旋状挡板,无腾涌、沟流现象产生。

反应器扩大段置有过滤器,可防止粉尘飞出。

流程中采用两条气路、一条液路,可做气体进料和汽液混合进料或液体进料惰性气体吹扫使用,反应后的产物采用冷凝器和气液分离器将液体与气体分离后分析、计量。

在设备上附有与不锈钢流化床相同尺寸的玻璃流化床,可进行冷态流化床性能试验。

3、该装置可进行裂解催化剂的评价。

4、教师科研及为企业进行技术服务。

5、化工操作工中级培训及考核。

装置适宜培训工种:操作工、仪表工、分析工、维修工。

二、技术指标1、气体流量: 0—4L/min(氮气)。

2、最高操作压力: 0~0.16MPa。

3、催化剂填装量:10~50ml。

4、反应器:反应段Φ外25mm,长520mm,扩大段φ76×mm,长180mm,总长700mm,1Cr18Ni9Ti;顶部有加料口;出口有通氮气口。

反应炉为三段控温,每段功率为1.5KW。

5、预热器:φ12mm,长350mm,1Cr18Ni9Ti;预热炉0.5KW。

6、最高使用温度预热器: 0~300℃;反应器: 600℃,再生温度800℃7、双气路8、质量流量计:氮气500ml/min,空气1L/min9、列管冷凝器:长300mm10、气液分离器:φ45mm长200mm11、平流泵:美国进口0.01-10ml/min,电磁泵:美国进口0.79L/h12、空压机:无油1m3/h13、制冷槽:DL1015,1台14、气相色谱仪,工作站,电脑。

第六章 固定床和流化床

第六章 固定床和流化床
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➢ 流体在固定床中的流动的复杂性 在床层径向,流速分布不均匀,滞流、过渡流、湍
流同时存在,径向、轴向返混同时存在。 ➢ 使气体分布均匀的办法
a.使催化剂各部位阻力相等。 b.采用气体分布器。如分布锥、分配头、设栅板等。 c.附加导流装置。
40
数学模型
1.拟均相模型 忽略床层中粒子与流体间温度与浓度的差别。 1)平推流的一维模型 2)有轴向返混的一维模型 3)同时考虑径向混合和径向温差的二维模型。
1 n xWi
d
d i1 i
几何平均直径:
di
didi
30
6.2.3 床层空隙率及分布
固定床层是由许许多多的催化剂颗粒堆积而成的, 床层空隙率是表征床层结构的主要参数。 ε-颗粒间自由体积与整个体积之比。
31
1) 床层空隙率分布
• 固定床中同一横截面上的空隙率是不均匀的。 • 对粒度均一的颗粒构成的固定床,在距器壁1~2倍
第六章 固定床和流化床
合成氨工业
1
本章内容
• 1. 固定床反应器的特点及类型
• 2. 催化剂颗粒参数
• 3. 流体在固定床中流动特性
• 4. 固定床中的传热
• 床层对壁总给热系数
• 床层有效导热系数和表观壁膜给热系数
• 流体与催化剂颗粒间给热系数
• 5. 固定床中的传质与混合
2
能力目标:
• 能分析固定床的反应与传质传热规律 • 能掌握固定床反应器的操作控制要领 • 能利用所学固定床反应器知识,在固定床反应器生
53
6.3.1 床层对壁总给热系数
• 在一维模型中,床层径向温度被认为是相同的。 床层热阻和壁膜热阻合并作为一个热阻来考虑
54

固定床-流化床-浆态床的优缺点

固定床-流化床-浆态床的优缺点

固定床反响器定义:气体流经固定不动的催化剂床层进展催化反响的装置。

特点:结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点,是现代化工和反响中应用很广泛的反响器。

应用:主要用于气固相催化反响。

根本形式:轴向绝热式、径向绝热式、列管式。

固定床反响器缺点:床层温度分布不均匀;床层导热性较差;对放热量大的反响,应增大换热面积,与时移走反响热,但这会减少有效空间。

流化床反响器〔沸腾床反响器〕定义:流体〔气体或液体〕以较高流速通过床层,带动床固体颗粒运动,使之悬浮在流动的主体流中进展反响,具有类似流体流动的一些特性的装置。

应用:应用广泛,催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反响。

原理:固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态,可作上下左右剧烈运动和翻动,好象是液体沸腾一样,故流化床反响器又称沸腾床反响器。

结构:壳体、气体分布装置、换热装置、气—固别离装置、构件以与催化剂参加和卸出装置等组成。

优点:传热面积大、传热系数高、传热效果好。

进料、出料、废渣排放用气流输送,易于实现自动化生产。

缺点:物料返混大,粒子磨损严重;要有回收和集尘装置;构件复杂;操作要求高等。

固定床:一、固定床反响器的优缺点但凡流体通过不动的固体物料形成的床层面进展反响的设备都称为固定床反响器,而其中尤以利用气态的反响物料,通过由固体催化剂所构成的床层进展反响的气固相催化反响器在化工生产中应用最为广泛。

气固相固定床反响器的优点较多,主要表现在以下几个方面:1、在生产操作中,除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外,床层气体的流动皆可看成是理想置换流动,因此在化学反响速度较快,在完成同样生产能力时,所需要的催化剂用量和反响器体积较小。

2、气体停留时间可以严格控制,温度分布可以调节,因而有利于提高化学反响的转化率和选择性。

3、催化剂不易磨损,可以较长时间连续使用。

4、适宜于高温高压条件下操作。

由于固体催化剂在床层中静止不动,相应地产生一些缺点:1、催化剂载体往往导热性不良,气体流速受压降限制又不能太大,那么造成床层中传热性能较差,也给温度控制带来困难。

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固定床,流化床,浆态床的优缺点固定床反应器定义:气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。

特点:结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点,是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。

应用:主要用于气固相催化反应。

基本形式:轴向绝热式、径向绝热式、列管式。

固定床反应器缺点:床层温度分布不均匀;床层导热性较差;对放热量大的反应,应增大换热面积,及时移走反应热,但这会减少有效空间。

流化床反应器(沸腾床反应器)定义:流体(气体或液体)以较高流速通过床层,带动床内固体颗粒运动,使之悬浮在流动的主体流中进行反应,具有类似流体流动的一些特性的装置。

应用:应用广泛,催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。

原理:固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态,可作上下左右剧烈运动和翻动,好象是液体沸腾一样,故流化床反应器又称沸腾床反应器。

结构:壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。

优点:传热面积大、传热系数高、传热效果好。

进料、出料、废渣排放用气流输送,易于实现自动化生产。

缺点:物料返混大,粒子磨损严重;要有回收和集尘装置;内构件复杂;操作要求高等。

固定床:一、固定床反应器的优缺点凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器,而其中尤以利用气态的反应物料,通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。

气固相固定床反应器的优点较多,主要表现在以下几个方面:1、在生产操作中,除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外,床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动,因此在化学反应速度较快,在完成同样生产能力时,所需要的催化剂用量和反应器体积较小。

2、气体停留时间可以严格控制,温度分布可以调节,因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。

3、催化剂不易磨损,可以较长时间连续使用。

4、适宜于高温高压条件下操作。

由于固体催化剂在床层中静止不动,相应地产生一些缺点:1、催化剂载体往往导热性不良,气体流速受压降限制又不能太大,则造成床层中传热性能较差,也给温度控制带来困难。

对于放热反应,在换热式反应器的入口处,因为反应物浓度较高,反应速度较快,放出的热量往往来不及移走,而使物料温度升高,这又促使反应以更快的速度进行,放出更多的热量,物料温度继续升高,直到反应物浓度降低,反应速度减慢,传热速度超过了反应速度时,温度才逐渐下降。

所以在放热反应时,通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点,称为“热点”。

如设计或操作不当,则在强放热反应时,床内热点温度会超过工艺允许的最高温度,甚至失去控制而出现“飞温”。

此时,对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。

2、不能使用细粒催化剂,否则流体阻力增大,破坏了正常操作,所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。

3、催化剂的再生、更换均不方便。

固定床反应器虽有缺点,但可在结构和操作方面做出改进,且其优点是主要的。

因此,仍不失为气固相催化反应器中的主要形式,在化学工业中得到了广泛的应用。

例如石油炼制工业中的裂化、重整、异构化、加氢精制等;无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等;有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。

二、固定床反应器的分类随着化工生产的发展,已出现多种固定床反应器的结构形式,以适应不同的传热要求和传热方式,主要分为绝热式和换热式两大类。

绝热式固定床反应器结构简单,催化剂均匀堆置于床内,一般有下列特点:床层直径远大于催化剂颗粒直径;床层高度与催化剂颗粒直径之比一般超过100;与外界没有热量交换,床层温度沿物料的流向而变化。

换热式固定床反应器以列管式为多,通常管内装催化剂,管间走载热体,一般有下列特点:催化剂的粒径小于管径的8倍;利用载热体来移走或供给热量,床层温度维持稳定。

流化床:流化床反应器是工业上应用较广泛的一类反应器,适用于催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应系统。

流化床反应器的结构型式很多,传统流化床反应器一般都由壳体、气体分布装置、内部构件、换热装置、气因分离装置、催化剂的加入和卸出装置等组成。

流化床反应器是利用固体流态化技术进行气固相反应的装置。

将大量固体颗粒悬浮于运动的流体从而使颗粒具有类似于流体的某些宏观表现特性,这种流固接触状态称为固体流态化。

化学工业广泛使用固体流态化技术进行固体的物理加工、颗粒输送、催化和非催化化学加工。

目前流态化技术作为一门基础技术已经渗透到国民经济的许多部门,在化工、炼油、冶金、能源、原子能、材料、轻工、生化、机械、环保等各项领域中都可以见到。

流化床反应器的优点流化床内的固体粒子像流体一样运动,由于流态化的特殊运动形式,使这种反应器具有如下优点:1、由于可采用细粉颗粒,并在悬浮状态下与流体接触,流固相界面积大(可高达3280~16400m2/m3),有利于非均相反应的进行,提高了催化剂的利用率。

2、由于颗粒在床内混合激烈,使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致,床层与内浸换热表面间的传热系数很高[200~400W/(m2?K)],全床热容量大,热稳定性高,这些都有利于强放热反应的等温操作。

这是许多工艺过程的反应装置选择流化床的重要原因之一。

3、流化床内的颗粒群有类似流体的性质,可以大量地从装置中移出、引入,并可以在两个流化床之间大量循环。

这使得一些反应—再生、吸热—放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。

使得易失活催化剂能在工程中使用。

4、流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高。

5、由于流—固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化,以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。

所以流态化技术的操作弹性范围宽,单位设备生产能力大,设备结构简单、造价低,符合现代化大生产的需要。

流化床反应器的缺点1、气体流动状态与活塞流偏离较大,气流与床层颗粒发生返混,以致在床层轴向没有温度差及浓度差。

加之气体可能成大气泡状态通过床层,使气固接触不良,使反应的转化率降低。

因此流化床一般达不到固定床的转化率。

2、催化剂颗粒间相互剧烈碰撞,造成催化剂的损失和除尘的困难。

3、由于固体颗粒的磨蚀作用,管子和容器的磨损严重。

虽然流化床反应器存在着上述缺点,但优点是主要的。

流态化操作总的经济效果是有利的,特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点,对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。

综上所述,流化床反应器比较适用于下述过程:热效应很大的放热或吸热过程;要求有均一的催化剂温度和需要精确控制温度的反应;催化剂寿命比较短,操作较短时间就需更换(或活化)的反应;有爆炸危险的反应,某些能够比较安全地在高浓度下操作的氧化反应,可以提高生产能力,减少分离和精制的负担。

流化床反应器一般不适用如下情况:要求高转化率的反应;要求催化剂层有温度分布的反应。

桨态床:气体以鼓泡形式通过悬浮有固体细粒的液体(浆液)层,以实现气液固相反应过程的反应器。

浆态反应器中液相可以是反应物,也可以是悬浮固体催化剂的载液。

浆态反应器有两种基本形式:其一是搅拌釜式,利用机械搅拌使浆液混合,适用于固体含量高、气体流量小或气液两相均为间歇进料的场合;其二是三相流化床式,借助气体上升时的作用使固体悬浮,并使浆液混合,避免了机械搅拌的轴封问题,尤适于高压反应。

浆态反应器中有两个流体相,所以操作方式比较多样,例如气液两相均为连续进出料,气液两相均为间歇进出料,以及液相为间歇进出料而气相为连续进出料等,可以适应反应系统的不同要求。

与气液固相反应过程常用的另一种反应器涓流床反应器相比,浆态反应器的优点是:①在强放热条件下,易保持温度均匀;②采用细颗粒,使催化剂颗粒内表面利用较充分;③当液相连续进出料时,催化剂排出再生比较方便。

其缺点是:①连续操作时返混严重,当有串联副反应存在时会使选择性降低;②液固比通常较高,在有液相副反应时可使选择性降低;③存在催化剂细粉的分离问题。

移动床:一、移动床反应器的概念固定床催化剂一般无法进行连续再生,而流化床催化剂可以很好地进行连续再生,但只适用于催化剂颗粒较小的工艺。

催化剂颗粒大,难以形成流态化,为了使再生连续进行,可以使用移动床。

在移动床中,当催化剂由于积炭而迅速失活时,可通过特制的闭锁装置,利用催化剂本身的重力,缓缓地将催化剂移出反应器。

这些待再生的催化剂,通过机械传送或气体输送,进入再生器自上而下地再生,再生过的催化剂则用同样的办法,输送回反应器,这样实现了反应与再生的连续操作。

这种系统,催化剂床层相当于在系统移动,称为移动床。

这类反应器最先应用于石油炼制的催化裂化工艺,后来又推广到连续催化重整工艺。

二、移动床反应器的特点移动床反应器具有以下特点:1、连续运转催化剂随着反应时间的增加,表面积炭相应增加,活性下降。

为了确保一定的反应速率,必须将积炭的催化剂移出反应器,不断地补充新鲜的或再生过的催化剂,以保持催化剂的平均活性,这种不间断的过程,确保了反应系统操作的连续性。

2、可以在较苛刻的反应条件下稳定运转固定床的缺点之一是反应初期与末期的催化剂活性变化大,因而反应深度不同,导致产品的分布及产品的质量都有差异,甚至影响到处理量的变化。

移动床反应器,由于催化剂活性可以调节,在一定范围内保持恒定,整个反应器也可以在较苛刻的条件下进行,有利于充分利用催化剂的潜力,提高重整油的品质。

3、较低的反应压力从理论上讲,对于一定的空速及原料特性,反应压力越低,重整油收率和氢纯度就越高。

同时压力低对降低对设备的要求、减少投资是非常有利的,重整的发展历史也表明了这点。

固定床反应器的重整反应压力为3.43MPa,第一代连续重整反应压力为0.69~0.98 MPa,第二代连续重整压力只有0.29~0.49 MPa。

4、操作比较复杂移动床反应器工艺不太适宜强烈放热的反应。

反应器、再生器中的催化剂始终都在流动状态,从上而下依靠重力流动,提升可用氢气或惰性气体。

为了保证整个系统的平稳循环,对控制系统的要求较高,操作相应比固定床反应器要复杂。

浆态床浆态床反应器一般又叫三相床反应器。

实验室这类反应器一般采用搅拌釜,工业上一般采用鼓泡淤浆床反应器,主要用于费托合成,甲醇合成,二甲醚等。

这类反应器一般催化剂为固相,反应物为气体,内有液相介质。

反应器内最重要的内件是:反应器下方的气体分布器,要求均匀分配原料气,气泡小而均匀,强化气液传质,但又不能有大的压降;反应器内部的气固分离装置,用于分离细小催化剂和液体产物。

放热反应的话,反应器内热量靠沸腾水产生蒸汽移热。

优点:反应器结构简单,成本低,容易大型化;易于在线更换催化剂;液相介质热容大,易于反应器内部热量分布均匀,催化剂床层不易飞温,提高产物选择性;使用细颗粒催化剂,无内扩散影响,有利于提高产物选择性;反应器相比固定床反应器小得多,尾气循环压缩机能耗大大减小。

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