固定床反应器选择与操作
固定床反应器的日常运行与操作
通过优化固定床反应器的操作和催化剂性能，该机构在化 学反应研究和催化剂开发方面取得了重要突破，为相关领 域的发展提供了有力支持。
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操作员需要通过控制加热和冷却介质 流量来调节反应器的温度。在启动反 应器前，需要预热至适宜的温度，避 免因温度过低导致催化剂失活或因温 度过高导致催化剂烧结。同时，需要 密切关注温度变化，防止因温度过高 或过低对反应结果产生不利影响。
压力调节
压力对固定床反应器的操作具有重要影响，压力波动可能导致催化剂失活或机械 故障。
工作原理
在固定床反应器中，反应物料通过催化剂床层进行化学反应 。催化剂固定在反应器内，不随物料一起流动。反应过程中 ，温度和压力等条件可控制，以获得最佳的反应效果。
流程
固定床反应器的操作流程包括进料、反应、出料等步骤。进 料前需对催化剂进行活化或预处理，出料后通常还需进行后 处理或分离操作。根据不同的化学反应和工艺要求，固定床 反应器的操作参数和流程会有所不同。
03
固定床反应器的操作技巧
进料控制
控制进料流量是固定床反应器操作的关键，流量过快或过慢 都可能影响反应效果。
操作员需要根据反应需求，通过调节进料泵的转速或阀门的 开度，保持稳定的进料流量。同时，需要定期检查进料管线 是否堵塞或泄漏，确保进料流量稳定且符合工艺要求。
温度调节
温度是化学反应的重要参数，对固 定床反应器的温度进行精确控制至关 重要。
优化换热系统
改进换热器设计，提高换 热效率，降低热量损失。
能耗监测与控制
实时监测能耗数据，通过 智能控制技术优化能耗， 降低运行成本。
安全性能提升
安全防护措施
01
安装安全阀、防爆膜等安全设施，预防超压、过热等危险情况。
固定床反应器选择与操作
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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;
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
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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、
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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。
• 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
固定床反应器的操作与控制—固定床反应器工艺计算
n
dP xidi i 1
2、调和平均直径
1 n xi
dP d i1 i
在固定床和流化床的流体力学计算中，用调和平均直径较为符合实验数据。
三、空隙率（ε） 催化剂床层的空隙体积与催化剂床层总体积之比。
颗粒形状 颗粒装填方式 颗粒的粒度分布
颗粒表面的粗糙度
影响因素 越接近球形
越紧密 越不均匀
越光滑
为降低热点温度，减少轴向温差，工业上从工艺上采取措施，其思路是调 整放热速率或移热速率。
0302-6 固定床反应器的工艺计算
总结固定床反应器的工艺计算内容和计算方法 固定床反应器的工艺计算，一般包括催化剂用量、反应器床层高 度和直径、传热面积及床层压力降的计算等。
固定床反应器的工艺计算，主要有经验法和数学模型法。
务点及其要求
0302-1 固体催化剂基础知识 理解催化剂的作用、基本特征，固体催化剂的组成、性能及其表征 0302-2 气固相反应宏观过程 了解气固相反应特点，理解气固相反应宏观过程，了解气固相反应本征动力学及
宏观动力学的含义 0302-3 固定床反应器内的流体流动及压力降计算 理解气固相流体流动相关的特性参数，了解流体在固定床中流动的特性，会应用
项目03 乙苯脱氢反应器的设计与选型 任务0302 乙苯脱氢反应器工艺设计
任务引入：
中山石化原3万吨/年苯乙烯，采用绝热式固定床反应器，试根据以下条件： 主反应：
C6H5-C2H5→C6H5CH = CH2+Ｈ2 （△H=124KJ/mol） 副反应： C6H5-CH2CH3 →C6H6+C2H4 工艺条件：反应温度：550～650 ℃; 常压; 蒸汽 / 乙苯质量比：8：1; 催化 剂：沸石催化剂或EBZ-500 沸石催化剂; 年生产时间为8300小时，乙苯总转化 率达40%，选择性为96%，空速为4830h-1,催化剂堆积密度为1520Kg/m3，生产中 苯乙烯的损失可忽略. 确定（1）催化剂用量；（2）床层的压力降；（3）所需换热面积。
固定床反应器的操作与控制
温度至熄火，然后自然降温。 ⑩ 切断循环上水，排净存水，必要时要加盲板。
第十一章 供应链管理
【知识目标】 理解供应链管理的概念，以及供应链管理与物流管理的
区别,掌握供应链管理的基本内容与原则。 【能力目标】
三、供应链的类型
根据不同的划分标准，我们可以将供应链分为以下几 种类型。
③ 150℃稳定结束，通入动力空气，并控制空气压力和流量。 ④ 恒温结束后，继续以一定的速率升温。 ⑤ 当温度升至500℃时，开大烟囱挡板的角度，并恒温二十四小时。 ⑥ 在500℃恒温过程中，作好通水蒸汽的准备工作，当恒温结束，开始切
换通入水蒸汽。 ⑦ 水蒸汽通入后，仍以一定的速率升温。 ⑧ 温度升为500℃时，水蒸汽以一定的流量进入水蒸汽过热炉的辐射段，
供应链具有如下的特征：复杂性、动态性、面向用户需求和 交叉性。
二、供应链结构模型
根据供应链的定义，供应链的结构可以用下图来表示，如图11-1所示：
图11-1 供应链的网链结构模型 从图5-1可以看出，供应链由所有加盟的节点企业组成，其中一般有一个核
心企业（可以是产品制造企业，也可以是大型零售企业，如美国的沃尔 玛)。节点企业在需求信息的驱动下和信息共享的基础上，通过供应链的 职能分工与合作(生产、分销、零售等)，以资金流、物流或/和服务流为 媒介实现整个供应链的不断增值。
温度指示不得超过850℃。二、固定 Nhomakorabea停车操作
① 接到停车通知后，逐步减少乙苯进料流量，以10℃/h速率降低炉顶温度至 800℃恒温。
② 在800℃恒温下，仍按一定的速率减少乙苯进料量，直至切断乙苯。 ③ 800℃恒温结束后，以15℃/h速率降低炉顶温度至750℃，关小烟囱挡板角度。 ④ 750℃恒温一小时，逐步减少水蒸汽进入量，再关小烟囱挡板角度，以减少
固定床反应器的操作技术—反应原料、产物及用途、催化剂
1
任务三 固定床催化反应器的操作
一、应用生产原理确定固定床反应器操作条件
（一）反应原料Biblioteka 产物及用途、生产方法 1.原料 苯
2.产物 环己烷 3.产物用途
※生产环己醇、环己酮、聚己内酰胺和聚己二酰己二胺有
机化工原料。 ※是纤维素醚、树脂、蜡、沥青和橡胶的优良溶剂。
任务三 固定床催化反应器的操作
一、应用生产原理确定固定床反应器操作条件
（一）反应原料、产物及用途、生产方法 4.催化剂
耐硫性能好 中毒后易再生 耐热性能好 工业操作温度可达200～400℃ 可副产中压蒸汽(1.0MPa) 液苯空速可达1.0～2.0h工业使用寿命大于5年。
活性好，价格便宜 但如耐硫性能差，耐热性差 一般工业使用温度120～180℃ 液苯空速低（一般为0.2～0.8h-） 工业使用寿命短 只能副产低压蒸汽 目前我国镍系苯加氢催化剂主要 用于中小型生产装置；
单元反应设备及操作技术—固定床反应器
5.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 。
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。
G VR SW
(4-17)
知道了同类催化剂上、同样使用条件下的 SW 数据，由生产任务确定了目的 产物的产量后，即可据上式计算出催化剂的需要量。
式中 G ──目的产物产量，kg/h；
SW ──催化剂的空时收率，kg/(m3·h)。
6.固定床反应器的计算 ⑴ 催化剂用量的计算
③由催化剂负荷计算催化剂用量 催化剂负荷是指在一定反应条件下，单位时间内单位 质量催化剂上，通过化学反应所能转化的原料的量
热，并可能影响反应器的热稳定性，且床层太薄易出现沟流和短路。
6.固定床反应器的计算 ⑵ 床高及直径的计算
式中 D──反应器直径，m； At ──床层横截面积，m2； qV 0 ──按入口条件计的气体体积流量，m3/h； u0 ──按入口条件计的气体空床线速度，m/h。
对于列管式的固定床反应器，由同类装置上取得管径数据，然后求出所需
获得较高的产量。
由于停留时间可以严格 控制，温度分布可以适 当地调节，因此有利于 提高化学反应的转化率， 控制或减少副反应的发
生。
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9.固定床的传递特性
• 气体在催化剂颗粒之间 的孔隙中流动，较在管 内流动更容易达到湍流。
• 气体自上而下流过床层。
10.课后任务
（一）作业
1.完成课后习题
化工反应过程之固定床反应器
化工反应过程之固定床反应器固定床反应器是一种常见的化工反应器，广泛应用于工业生产中的催化反应、气体吸附分离、气体净化等领域。
它的特点是反应物固定在反应器内的催化剂床层上，反应过程中通过流体将反应物质质量传递到催化剂表面进行反应，反应生成物质通过床层离开反应器。
固定床反应器的结构主要由反应器本体、进料管、排料管和反应器床层组成。
反应器本体通常由金属材料制成（如不锈钢），具有良好的发热、承压和耐腐蚀性能。
进料管在反应器底部引入反应物质，排料管则在反应器顶部将反应生成物排出。
床层是固定床反应器的核心部分，通常由催化剂颗粒物质装填而成，具有大的比表面积和较高的孔隙度，以提供足够的反应表面积和反应空间。
固定床反应器在化工生产中具有重要的应用。
首先，它广泛用于催化反应。
在固定床反应器中，催化剂床层有效地提供了反应的活性表面，使得反应速率得以提高。
例如，加氢反应、氧化反应、脱氢反应等都可以使用固定床反应器进行。
其次，固定床反应器也被用于气体吸附分离和气体净化。
吸附剂床层能够吸附特定成分，实现气体组分的分离和纯化。
此外，固定床反应器还适用于颗粒物质的固液分离、固气分离等过程。
固定床反应器的工作原理主要包括质量传递和物质平衡两个方面。
在反应物进入床层前，需要先经过预热区，以使其达到适宜的反应温度。
之后，在床层内发生质量传递过程，即反应物质通过流体传递到催化剂表面，发生化学反应。
在反应过程中，需要保持适宜的温度和压力条件，以提供反应的最佳反应速率和选择性。
反应生成物质则随着流体一起流出固定床反应器。
固定床反应器的优势在于：一、反应物质与催化剂的接触充分，反应效率高；二、催化剂寿命长，催化剂载体不易破碎；三、床层的填料物质易于更换和维护；四、反应器体积相对较小，能够实现高度效能的连续化生产。
然而，固定床反应器也有一些缺点需要克服。
首先，反应床层在长时间运行后会出现积碳、堵塞等现象，需进行定期清洗和更换床层。
其次，固定床反应器对反应物料的物理性质要求较高，如化学性质、颗粒度等。
微型固定床反应器安全操作及保养规程
微型固定床反应器安全操作及保养规程微型固定床反应器是一种广泛应用于化学、医药等领域的重要实验设备，其性能优良，操作方便，并且具有多种反应模式，越来越得到了广大科研工作者的青睐。
但是，为了保障实验室安全，必须做好微型固定床反应器的安全操作和保养。
本文介绍微型固定床反应器的安全操作和保养规程。
安全操作规程一、使用前准备1.在使用前，应检查反应器是否正常，确认所有附件是否齐全，多头接口是否密封，防护罩是否牢固，电源线是否接好，仪器能否正常运转。
2.充分了解反应物性质和反应条件，根据表格设置好对应实验参数。
3.在使用固定床反应器时，选用高质量、适用的催化剂，避免使用时间过长的废旧催化剂，否则可能导致反应不稳定、甚至爆炸。
二、操作过程中要注意安全1.反应器在使用时必须放置在水槽内进行操作，以免发生溢流。
要时刻注意反应器的温度、压力和反应物进料量。
2.在操作过程中，应严格控制反应物进口处进料的流速，避免过快或过慢造成反应不稳定，影响实验效果。
3.反应物进口处、出口处和压力表处必须开装有安全措施的防护罩，以免因吸入反应物或高温溅出物而导致伤害。
4.实验室中使用气体和液体时分别采用对应的防护措施，一定要保证操作过程中密闭性。
5.操作结束后，要关闭器内反应物的进口阀门，避免因前端反应物进口处没有关闭阀门而引发事故。
三、实验室人员应有合理的防护措施1.实验室人员在进行反应仪操作前，应该看到化学实验室安全标志并了解反应原理、应急措施等内容。
2.反应器操作时，实验人员应佩戴安全防护服，并戴上防护眼镜、手套等防护用具，严禁从事任何裸露手臂或腿部的操作。
3.在试验过程中，操作者应尽量远离备件和反应物，不允许将头部进入反应室，不可储存在易燃物质的环境中，以避免因溅出物或放射物质而引发伤害。
四、紧急处理和安全制度建立1.实验室应建立完善的安全管理制度，制定对应的实验室第一责任人制度和应急处理方案，以保证实验中发生事故时能够能及时处理。
固定床反应器操作与控制
4.空速操作原则
在操作过程中，需要进行提温提空速时，应“先 提空速后提温”，而降空速降温时则“先降温后降 空速”。如果违背这个原则，会造成剧烈的加氢裂 化反应，使氢纯度下降，增加催化剂表面的积炭 。在不正常的情况下，应尽量避免空速大幅度下 降，从而引起反应温度超高。
14.2 催化剂器内再生操作
器内再生即是反应物料停止进反应器后， 催化剂保留在反应器内，而将再生介质通过 反应器，进行再生操作。这种再生方式，避 免了催化剂的装卸，缩短了再生时间，是一 种广泛使用的方式。
长期停车：钝化处理—用含少量氧的N2（或水蒸 气）缓慢氧化催化剂，逐步降温——卸出催化剂。
卸出催化剂方法：真空抽出，人工卸出； 更换催化剂的停车：降温、氧化、卸出；
14.1.4 催化剂的使用、失活与再生
14.1.4.1 催化剂的使用 1. 催化剂使用中的变化（活性随时间的变化）
Ⅰ. 诱导期（成熟期） Ⅱ. 稳定期 Ⅲ. 衰老期 2. 注意事项
催化剂使用一段时间后，活性将下降。 活性下降的原因分三类： 结构变化－－烧结、粉化、活性组分晶粒长大等。 物理失活－－积碳、粉尘、惰性组分吸附等。 化学中毒－－原料中的有害物质与催化剂活性组分
发生反应，永久性结合。
解决失活。 2、采用“ 中期活性”设计反应器－－反应
化学反应过程与设备
任务14 固定床反应器操作与控制
14.1 催化剂使用
14.1.1运输、贮藏与填装
包装：通常是桶装（内用塑料袋），有金属桶、纤
维板桶。
运输：轻拿轻放，以免破碎。 贮藏：防潮、防污染、防氧化。 装填：保证气流分布均匀、阻力降小——先过筛，
检查支撑箅条、金属支网等状况，顶部用固定栅 条或一层重的惰性物压住——防被吹而移动
固定床反应器安全操作及保养规程
固定床反应器安全操作及保养规程固定床反应器是一种用于化学反应的装置，在许多行业都有广泛的应用。
在正确操作和保养固定床反应器的前提下，可以最大程度地保证其安全性能。
本文将介绍固定床反应器的安全操作和保养规程，以确保其在生产过程中的可靠性和稳定性。
一、操作安全规程1.1 实施安全管控制度固定床反应器操作时应实施安全管控制度，包括对反应器设备、工艺流程、操作人员等的安全监控、管理和控制措施。
同时，应严格落实安全生产管理制度，执行完备的操作规程，确保反应器设备能够安全、高效地运行。
1.2 确认固定床反应器操作规程在使用固定床反应器之前，应了解其清洗、装填填料、启动和运行等各个操作环节的规程，并认真按照规程操作。
在操作固定床反应器时，应有专人进行操作，对于涉及到启停等重要环节，应由两人以上协同操作。
1.3 确认工艺参数在固定床反应器操作之前，需要确认循环液的流量、温度、压力等工艺参数，并分别进行监控。
当预设的工艺参数超出正常范围时，需要进行紧急处理，以保护固定床反应器不受严重损伤。
1.4 定期检修定期检修是保证固定床反应器安全运行的关键环节。
定期检修应该由技术人员进行并记录每次检修的结果。
每次检修应该包括反应器外观检查、管道检查以及底部的粘结物定期清理等工作。
二、保养规程2.1 清洗固定床反应器固定床反应器清洗时应着重清理内部反应器的颗粒填料。
在清洗过程中，应保证填料不受损坏。
在清洗完成后需要进行冲洗，以避免残留的清洁剂对反应器运行带来的不良影响。
2.2 填料保养固定床反应器中的颗粒填料每隔一定时间需要进行替换或保养。
保养过程中，可以选用酸浸或碱洗等方式。
在填料替换时，还需严格按照填料配比和填料压力进行操作，确保填料的填充性和密度达到预设要求。
2.3 润滑固定床反应器固定床反应器在运行的过程中需要进行润滑，常规选用合适的润滑油进行处理。
在润滑时，需要注意油品的清洁度，以免不良化学反应对反应器造成损害。
同时还需要注意润滑油的加注量，以确保润滑的充分性。
固定床反应器操作保养规程
固定床反应器操作保养规程1. 引言固定床反应器是化工行业中常见的一种反应器，其结构简单、易于操作，被广泛应用于各种生产过程中。
本文将介绍固定床反应器的操作和保养规程。
2. 操作规程2.1 准备工作在正式进行反应之前，必须进行充分的准备，以确保反应可以顺利进行。
1.清洁反应器：在进行反应前，必须先清洗反应器，将反应器内的杂质等物质清洗干净，确保反应器内部干净整洁。
2.检查管道：检查固定床反应器的进气口、出气口、进料管道等是否有杂质或者堵塞现象，特别是进气口和出气口，一定要确保通畅。
3.选择反应物料：根据不同的反应需要，选择适合的反应物料，确保反应的成败和产品的质量。
2.2 反应操作在进行反应操作时，需要严格按照操作规程进行，确保反应可以顺利进行。
以下是反应操作步骤：1.打开风机：在反应之前，需要先打开风机，对反应器进行通风，确保空气流通，避免产生有害气体。
2.加热反应器：将反应器加热到规定的温度，一般要根据反应需要来定。
加热过程中，需要逐步加温，不要急于升温，以免对反应产生不良影响。
3.加入反应物料：将准备好的反应物料逐步加入反应器中，逐步搅拌均匀，确保反应可以顺利进行。
4.监测反应过程：在反应过程中，需要不断监测反应的温度、压力等参数，确保反应可以顺利进行，同时避免产生安全事故。
5.停止反应：在反应结束后，需要将反应停止，关闭加热装置和风机，让反应器冷却至室温。
2.3 反应后处理在反应结束后，还需要对反应器进行后处理，以确保反应器能够继续使用。
1.清洗反应器：在反应结束后，需要清洗反应器，将反应器内的杂质等物质清洗干净，确保反应器内部干净整洁。
2.检查反应物料：检查反应物料是否有未反应完全的情况，必要时可以再次进行反应。
3.检查固定床：检查固定床是否存在松散、变形等现象，如果有需要进行处理。
3. 保养规程为了保证固定床反应器的正常运行，需要进行定期的保养。
3.1 定期检查每隔一段时间，需要对固定床反应器进行检查，包括检查固定床是否存在松散、变形等现象，在检查的过程中需要记录下来。
13固定床反应器的选择X
反应器-13固定床反应器的选择气固相催化固定床反应器的选择选择固定床反应器的原则－－什么反应需要用固定床反应器？ 气固相催化反应首选－－非常普遍如，合成氨、硫酸、合成甲醇、环氧乙烷乙二醇、苯酐及炼油厂中的铂重整等流体在固定床反应器内的传递特性:气体在催化剂颗粒之间的孔隙中流动，较在管内流动更容易达到湍流。
气体自上而下流过床层。
床层空隙率εB ：单位体积床层内的空隙体积（没有被催化剂占据的体积，不含催化剂颗粒内的体积）。
壁效应：靠近壁面处的空隙率比其它部位大。
为减少壁效应的影响，要求床层直径至少要大于颗粒直径的8倍以上。
颗粒的定型尺寸－－最能代表颗粒性质的尺寸为颗粒的当量直径。
对于非球形颗粒，可将其折合成球形颗粒，以当量直径表示。
方法有：体积、外表面积、比表面积。
体积：(非球形颗粒折合成同体积的球形颗粒应当具有的直径）外表面积： (非球形颗粒折合成相同外表面积的球形颗粒应当具有的直径）形状系数：用体积相同的球形颗粒的外表面积比上非球形颗粒的外表面积。
比表面积： (非球形颗粒折合成相同比表面积的球形颗粒应当具有的直径）－颗粒密度－床层堆积密度，床层体积颗粒体积床层体积空隙体积P B PBB P B 111ρρρρε-=-=-==V V V31S 3S π66πd V d V =⎪⎭⎫ ⎝⎛⇒=球形体积：a21S 2S ππd S d S =⎪⎭⎫⎝⎛⇒=球形外表面积：1≤≡PS SA A ϕ混合粒子的平均直径：（各不同粒径的粒子直径的加权平均）流体通过固定床的压力降:压降产生原因：摩擦阻力ΔP 1：由于流体颗粒表面之间的摩擦产生。
局部阻力ΔP 2：流体在孔道内的收缩、扩大及再分布所引起的。
压降计算通常利用厄根（Ergun ）方程:压降的计算 ΔP=ΔP 1+ ΔP 2= Pa简化式当 时：ΔP=ΔP 1 当R eM >103时：ΔP=ΔP 2设计要求：ΔP ≤15%P 操 工业上降低压力降的办法： ↑ε、↓L 0、↓u OG 、↑d S 等。
固定床反应器的设计与分析
固定床反应器的设计与分析固定床反应器是一种常见的化学反应装置，广泛应用于石油化工、化肥生产、煤制气等领域。
它以固体催化剂填充在反应器中，流动相经过催化床层进行反应。
固定床反应器的设计与分析是确保反应器安全高效运行的重要环节，下面将从反应器的选择、设计参数的确定以及反应器模型等方面进行详细介绍。
一、反应器的选择固定床反应器的选择首先要考虑反应物性质、反应条件和反应种类等因素，例如反应物的温度、压力、流速、浓度等。
此外，还需要考虑反应产物的性质和选择合适的催化剂。
根据反应物与催化剂的物理化学性质，选择最佳反应器类型。
二、设计参数的确定1.催化剂选择：根据反应种类和反应条件选择合适的催化剂。
催化剂应具有高活性、稳定性和选择性。
2. 催化床层厚度：催化床层厚度的选择应考虑反应物的传质和反应过程。
一般厚度在10-100mm之间。
3.反应器尺寸：根据所需的反应物流量和催化剂的体积大小，确定反应器的尺寸。
主要考虑的因素有反应物的通量和速度以及催化剂的床体积。
4.反应温度和压力：根据反应的热力学特征和催化剂的活性选择最适宜的反应温度和压力。
三、反应器模型固定床反应器的设计与分析通常需要建立数学模型来描述反应过程。
根据质量守恒、动量守恒和能量守恒原理，可以建立物质和能量的平衡方程。
其中，物质平衡方程描述气相和液相中物质的传递过程，动量平衡方程描述流体在反应器中的流动过程，能量平衡方程描述传热过程。
根据质量平衡方程可以得到反应速率方程，研究反应物在催化剂上的吸附和解离等过程。
同时，还可以通过基于浓度、温度和压力的热力学模型，计算反应的平衡常数和热力学参数。
四、反应器的分析1.反应速率：反应速率是反应器设计与分析的重要指标，可以通过实验或数值模拟方法确定。
反应速率受温度、压力、催化剂浓度和反应物浓度等多种因素的影响，需要通过实验或模拟来获得。
2.传质效果：传质过程是固定床反应器中反应物与催化剂之间物质传递的重要过程，影响反应的速率和选择性。
固定床反应器操作规程
固定床反应器操作规程固定床反应器是一种常见的化工设备，用于进行气相、液相或固相反应。
为了保证反应过程的安全、稳定和高效运行，需要遵守一定的操作规程。
下面是固定床反应器的操作规程。
一、安全操作规程1. 操作人员应熟悉反应器的结构、性能和操作规程，了解反应物和产物的性质、危害和特殊要求。
2. 操作人员要经过相关培训并持有相关证书，具备必要的安全操作知识。
3. 在操作过程中要严格遵守安全操作规程，杜绝病态操作和违章行为。
二、操作前准备1. 检查固定床反应器的设备状态，包括设备的完好性、接触料排列情况、阀门开关及其密封状况等。
2. 检查反应器周边环境是否干净，避免杂物和可燃物接触反应器。
3. 对反应器进行预处理，包括洗涤、干燥和预热等。
三、反应操作步骤1. 将反应物准确地加入反应器中，注意按照设计要求控制反应物的质量和比例。
2. 控制进料流速，避免过快或过慢导致反应器堵塞或反应速率受限。
3. 控制反应温度，在可控范围内保持恒定，避免过高或过低温度对反应产物产生不良影响。
4. 控制反应压力，确保反应器正常工作，并注意防止反应器过高压力引发爆炸事故。
5. 定期检查和维护反应器，包括检查压力表、温度计、流量计、阀门、泵等设备的工作状态。
6. 反应结束后，及时停止进料和加热，并排放残余物质和废气。
四、事故应急处理1. 当发生反应器异常情况时，如压力过高、温度过高、浓度过高等，应立即停止进料和加热，并采取相应的紧急措施，如气体排放、降温措施。
2. 当发生火灾或爆炸事故时，应迅速启动火警报警系统，并同时采取紧急撤离和灭火措施，确保人员安全和设备不受损坏。
3. 反应器事故结束后，应及时与相关部门沟通、报备事故情况，并进行事故调查和处理，防止事故再次发生。
五、清洗和维护1. 反应器使用完毕后，应进行彻底的清洗，包括物理清洗和化学洗涤等，确保反应物和产物残留量低于设定标准。
2. 定期维护反应器，对设备进行检查和更换故障部件，确保设备的正常运行。
固定床反应器操作与控制—固定床反应器的计算
2.催化剂空时收率SW
定义为：单位质量(或体积)的催化剂在单位时间内所获
得的目的产R
式中 Sv —— 空速，h-1；
／h;
VON—— 原料气体体积流量(标准状态)，m3
VR —— 催化剂堆积体积，m3。
二、催化剂用量计算
3．催化剂负荷SG
定义为：单位质量的催化剂在单位时间内所处理的某一
《化学反应器操作与控制》
固定床反应器的计算
固定床反应器
流体通过静置的固体物料 所形成的床层并进行反应 的装置。
主要应用于气 固催化反应。
传统合成氨工艺流程
核心设备 氨合成塔
一、计算内容
计算内容
催 化 剂 用 量
高反 度应 和器 直床 径层
传 热 面 积
床 层 压 力 降
二、催化剂用量计算
计算方法
经验法
数学模型法
空速
空时收率 催化剂负荷
二、催化剂用量计算
1.空速Sv
单位体积的催化剂在单位时间内所通过的原料标准体积
流量，称为空间速率，简称空速。即
Sv
=
VON VR
式中 Sv ——空速，h-1；
／h;
VON—— 原料气体体积流量(标准状态)，m3
VR—— 催化剂堆积体积，m3。
二、催化剂用量计算
原料量。即
SG=
wG mS
式中Sw ——催化剂空时收率，kg／(kg·h)或kg／(m3·h)；
ww——目的产物量，kg／h； ms——催化剂用量，kg或m3。
固定床反应器的计算
注意
经验法工艺计算的前提是新设计计 算的反应器也能保持与提供数据的 装置相同的操作条件。
经验法：原始的、不精确的，不能实现高倍数的放大。
固定床反应器操作规程
固定床反应器操作规程《固定床反应器操作规程》一、目的固定床反应器是化工工艺中常用的一种反应器类型，用于催化剂反应或吸附分离等过程。
为了保证固定床反应器的安全操作和稳定运行，制定了本操作规程。
二、操作流程1. 开始操作前，要对固定床反应器进行全面检查，确保设备无漏气、无泄露，并且操作人员已接受了必要的培训。
2. 打开固定床反应器的进料阀门，逐步减小进料流量，保证反应器内的压力稳定并且均匀。
3. 开启反应器的加热或者冷却系统，根据反应条件选择合适的温度，开始反应过程。
4. 在操作中应及时监控反应器内部的温度、压力、流量等参数，根据需要调整操作参数。
5. 反应过程结束后，关闭进料阀门，停止加热或冷却系统，等待反应器内部压力降至安全范围后，进行废气排放处理。
三、安全注意事项1. 操作人员要严格遵守操作规程，严禁在未关闭反应器进料阀门的情况下进行其他操作。
2. 在操作过程中，要定期检查固定床反应器及相关管道的密封情况，发现泄漏要及时处理。
3. 操作人员要了解反应器内介质的性质，以及可能产生的危险情况，如有异味或者异常现象应立即停止操作并报告。
4. 操作人员要穿戴防护装备，如防护眼镜、手套等，以防止意外伤害发生。
四、操作记录每次操作结束后，要对反应器的操作情况进行记录，包括进料流量、操作参数、温度压力变化等，以备日后查阅。
五、紧急处理在发生操作事故或者紧急情况时，操作人员要立即采取相应的应急措施并报告相关部门，确保事故得到及时处理。
六、操作人员的培训所有操作固定床反应器的人员必须接受相关的培训，并且取得相应的操作证书方可参与操作。
以上便是《固定床反应器操作规程》，希望所有操作人员严格遵守，并确保设备的安全运行。
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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。
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。
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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
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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;
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。
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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。
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。
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图3一1多段绝热式固宗床反应器
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图3一2换热式固宗床反应器
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图3一3不锈钢固宗床反应器结构图
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图3-4催化裂化反应实训装置流程T点图
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表3一1实验数据识录表
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图3一5固宗床反应系统流程不点图
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图3一6径向反应器
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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。
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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。
• (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。
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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;
• 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。
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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
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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。
或者反应温度过高造成，则应降低反应温度。
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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。
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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
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。
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任务2 固定床反应器的操作
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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。
• 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。
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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
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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。