固定床反应器选择与操作

上一页 下一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• 4.正常停车 • 在实验取得有效数据后，可停止加热和进液，通入空气或氮气进行吹
扫，降温至200℃以下时停车、停水、停电。 • 5.实验数据记录与处理 • 实验数据记录与处理详见表3一1.
• 四、玻璃固定床反应器操作
• 1.流程简述 • 两种以上反应气体经混合后进入气一气换热器，经与反应后气体换热
• (2)开启仪表各开关时指示灯不亮，并且没有继电器吸合声，则分保 险坏或接线有脱落的地方。
上一页 下一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• (3)开启电源开关有强烈的交流震动声，则是接触器接触不良，应反 复按动开关可消除。
• (4)仪表正常但电流表没有指示，可能保险坏或固态继电器坏。 • (5)控温仪表、显示仪表出现四位数字，则告知热电偶有断路现象。 • (6)反应系统压力突然下降，则有大泄漏点，应停车检查。 • (7)电路时通时断，有接触不良的地方。 • (8)压力增高，尾气流量减少，系统有堵塞的地方，应停车检查。 • (9)当尾气转子有液体出现时，说明冷却水加入量不够，须增加水量;
上一页 下一页 返回
任务1 固定床反应器的选择
• 工业上催化剂的再生方法一般有如下几种: • (1)空气处理。 • (2)蒸汽处理。 • (3)氢气或还原性气体处理。
• 三、固定床反应器结构与特点
• 固定床反应器的种类有很多，基本结构形式有绝热式和换热式两种。 • 1.绝热式固定床反应器 • 反应过程中不与外界进行热量交换的称为绝热式固定床反应器。其在
上一页 下一页 返回
任务3 学习拓展
• 3.注意事项 • 钢瓶使用应注意安全，减压阀和管路应用肥皂水涂拭接点，防止漏气，
尤其是使用氢气必须严格试漏，并随时检查减压阀压力计是否有明显 的下降，由于色谱的氢气流速在20一30 mL/min，用量很少，一个钢 瓶可供一台色谱使用很长时间。如果短时间氢气无流速，则说明有漏 气的地方，应仔细检查。钢瓶减压阀每次停用后都应将调节器回零， 否则在开启总钢瓶时会造成减压器突然充压而损坏。
虎台上用扳手松开接头螺帽，将原有反应器催化剂倒出，并用脱脂棉 沾丙酮擦洗反应器，吹干后将热电偶套管调整支撑架使该架位于反应 器中段靠下80mm处，插入反应器，下螺帽管内上紧螺帽，同时拧紧 热电偶套管的下封螺帽，加入支撑网和硅酸铝棉(用套管轻轻从上部 压人该棉，直至达到支撑架上部)，此后轻轻倒入催化剂，催化剂用 量筒量取80ml或100ml，加入后用木棍轻轻敲震反应器，使该催化剂 在反应器中互相密实，不架桥，最后在上部再加少许硅酸铝棉，并套 上上盖螺帽，并用扳手拧紧，然后再拧紧热电偶套管上的密封螺帽。 装好催化剂后放人炉内，并拧紧各管路接头，进行下一步试漏工作。
下一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• 2.试漏 • 为了操作安全与物料进出平衡及数据的准确，实验前必须进行试漏，
试漏方法如下: • 关闭尾气出口阀门和加料罐阀门，向设备内通氮气或压缩空气(两者
选一，未采用者关闭进口阀门)，进气至0. 08 MPa压力后停止加气， 并关闭进气阀门，观察压力表在5 min内有无下降，如有下降用肥皂 水涂拭和接点，发现漏点后再进行试漏，直到合格为止，打开各部阀 门。 • 3.升温与活化 • 新催化剂在反应前应进行活化操作，即在系统中通入空气流量在0. 2~0. 5 L/min，同时开启各加热温度控制仪并给定预热温度为200℃， 反应器上段450 ℃、中段500 ℃、下段450 ℃，当反应器内测温温度 在450℃一480 ℃维持2小时。
上一页 下一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• 催化裂化反应实训装置流程示意图如图3一4所示。
• 三、石脑油裂解制乙烯的操作与运行
• 1.氮气吹扫 • 当催化剂活化完成后，以0. 3 L/min的流量通氮气。 • 2.进料 • 通氮气3 min后打开正己烷原料加料的电磁泵，调节流量选定100
mL/h ,150 mL/h , 200 mL/h，温度控制在480℃，加料后待数分钟， 当反应尾气转子浮起来时，说明已有裂化反应发生。 • 3.出料 • 将气液分离的底部阀门打开放出液料，关闭阀门，计时，此时记下煤 气表数值，同时记下泵的流量值(注意泵的流量须在使用前进行校正， 以校正值为准)，尾气取样可通过转动六通阀进样分析或用注射器取 样，一次取1 ml。
内扩散、外扩散。如果其中某一步骤的速率与其他各步骤的速率相比 要慢得多，以致整个反应速率取决于这一步骤的速率，该步骤就称为 速率控制步骤，气固相催化反应过程分为动力学控制和扩散控制。
下一页 返回
任务1 固定床反应器的选择
• 二、固体催化剂知识
• 催化剂(触媒)是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既 • 能提高一也能降低)而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有
发生改变的物质。 • 涉及催化剂的反应称为催化反应，其作用通常是加速反应，例如，铁
催化剂可使氮和氢转变为氨的反应大为加速，使合成氨工业成为可能。 • 固体催化剂的制作方法有沉淀法、浸渍法、机械混合法、离子交换法、 • 熔融法。 • 催化剂在使用过程中，因某些物理和化学作用破坏了催化剂原有的组
织和构造，催化剂会降低或丧失活性，这种现象称为催化剂衰退或催 化剂失活。
上一页 下一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• 2.所用设备 • (1)反应系统。 • ①不锈钢反应器:直径40 mm，长度1 200mm。 • ②反应加热炉:开启式，三段加热，每段加热功率2 kw,温度自动控制。 • ③预热器:直径20 mm，长度400 mm。 • ④预热器加热炉加热功率1.5kW，自动控温。 • ⑤液体进料部分一进口电磁泵:0. 079一0. 79 L/h 。 • ⑥不锈钢原料罐、产物收集罐容积5L. • ⑦计量表:尾气计量0.1~10L/min • ⑧气液分离器:直径76mm，长度300mm。 • ⑨氮气吹扫气体转子流量计。
上一页 返回
图3一1多段绝热式固宗床反应器
返回
图3一2换热式固宗床反应器
返回
图3一3不锈钢固宗床反应器结构图
返回
图3-4催化裂化反应实训装置流程T点图
返回
表3一1实验数据识录表
返回
图3一5固宗床反应系统流程不点图
返回
图3一6径向反应器
返回
下一页 返回
任务3 学习拓展
• 二、气相色谱与气体钢瓶的使用
• 1.尾气产物分析 • 色谱柱GDX102 60一80目，φ3mmx2mm氢气做载气，柱前压0. 04
MPa，柱箱、汽化器、检测器均在40℃温度下能检测出CH4、C2H4、 C2H6、C3H6、C3H8、Co4、C4等气体。 • 2.分析液相产物 • 色谱柱同上，汽化15 0 ℃ ，检测器120℃，柱前压0. 06 MPa，色谱 柱箱100 ℃ ，能检测出未反应的正己烷和少量的烯烃与其他高沸点 物;
• 2.换热式固定床反应器 • 换热式固定床反应器是在反应过程中，一边反应一边与换热介质交换
热量，又称非绝热变温反应器。其结构大部分类似于列管式换热器， 如图3一2所示。
上一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• 一、催化剂的使用
• 1.催化剂的装填 • 拆开反应器的上、下部管路连接接头，打开反应炉，取下反应器，在
反应中放出或需要的热量在反应后再作处理，催化剂床层可以是单段， 一也可以是多段。
上一页 下一页 返回
任务1 固定床反应器的选择
• 而当反应热效应大且反应速率慢时，为了改善反应条件和提高反应的 转化率，常采用多段绝热式固定床反应器。反应气体通过第一段绝热 床反应到一定的温度和转化率后，将反应气体冷却后再进行下一段的 绝热反应，反应与冷却(或加热)过程间隔进行，如图3一1所示。
项目三 固定床反应器选择与操作
• 任务1固定床反应器的选择 • 任务2固定床反应器的操作 • 任务3学习拓展
返回
任务1 固定床反应器的选择
• 一、气固相催化反应动力学基础
• (一)气固相催化反应速率的表示
• (二)气固相催化反应过程 • 气固相催化反应过程步骤为:外扩散、内扩散、吸附、反应、脱附、
或者反应温度过高造成，则应降低反应温度。
上一页 返回
Fra Baidu bibliotek
任务3 学习拓展
• 一、径向固定床催化反应器简介
• 常用的固定床催化反应器，流体在床层中多半呈轴向流动，因此，称 轴向反应器。近年来，随着生产规模的大型化和能源紧张问题的产生， 出现了一种新型的固定床催化反应器—径向流动反应器。所谓径向反 应器是指反应器中的流体通过催化剂时作径向流动的反应器。如图3 -6所示:径向流动的反应器中气体流道短、流速低，采用该方法具有 反应气体沿轴向分配均匀，在催化剂床内作纯径向流动，流经反应器 的压降小等特点。该反应器同样适用于其他的中、低压或负压的气固 相催化反应。
上一页 下一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• 二、石脑油裂解制乙烯的操作原理及工艺流程 简述
• 1.操作原理 • 固定床催化反应装置是化工反应中最常用的一种设备，其中，反应器
内填加固体催化剂(催化剂可为粒状、条状、球状、中孔状、三叶草 状等形体)，普通情况是将催化剂填装在反应管中部，由支撑架、不 锈钢丝网和耐热硅酸铝棉铺垫，在催化剂上部再用耐热棉铺压。 • 催化裂化是在有裂化反应的酸性催化剂上进行的反应过程。主要是炼 油厂用来制造汽油、燃油、液化气等产品，在石油化工生产中占有重 要的地位。
上一页 下一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• (2)控制系统。 • ①智能型控温、测温、测压模块，插件。 • ②计算机与控制、采集软件。 • ③测压(笔式，0~0. 25 MPa)、测温传感器(K型热电偶，直径1. 0~1。
5mm，长600 mm)。 • ④仪表柜与电器件和设备架台、进液、进气、进水接口。 • (3)分析系统。 • ①旋转六通阀在线取样器。 • ②TCD检测器，恒温型气相色谱仪及双通道色谱工作站。 • ③氢气钢瓶及减压器。 • 3.工艺流程简述 • 不锈钢固定床反应器结构如图3一3所示。
后，进入反应器8901顶部，在固定床反应器中和催化剂作用下反应 (一般为放热反应)，反应器壳层用导热油循环，导热油来自V902，由 循环泵P901循环撤走反应所放热量。反应后气体，去气一气换热器 与进入反应器的气体换热后，去后处理系统，采出生成后的气体，一 部分回循环气系统。
上一页 下一页 返回
任务2 固定床反应器的操作
• 2.主要设备 • 其主要设备包括固定床反应器、导热油循环泵、热水循环槽、气一气
换热器、热油冷却器等。其中，最关键设备是固定床反应器和单程列 管式，列管内装有催化剂。 • 3.固定床反应系统流程示意图 • 固定床反应系统流程示意图如图3 -5所示。
• 五、固定床反应器的故障处理及维护
• (1)开启电源开关指示灯不亮，并且没有交流接触器吸合声，则保险 坏或电源线没有接好。