文档介绍：固定床气-固相催化反应工程
本章授课内容
固定床气-固相催化反应器的基本类型和数学模拟
固定床流体力学
固定床热量与质量传递过程
绝热式固定床催化反应器
连续换热内冷自热式催化反应器
连续换热式外冷及外热管式催化反应器
薄床层催化反应器
第一节固定床气-固相催化反应器的 基本类型和数学模型
一、固定床气-固相催化反应器的基本类型
图5-1 单段绝热催化床
图5-2 多段固定床绝热反应器
图5-3 单一可逆放热反应三段间接换热式操作状况
图5-4 单一可逆放热反应三段原料冷却式操作状况
图5-5 单一可逆放热反应三段非原料冷却式操作状况
图5-6 外冷管式
催化铂重整是石油加工中的重要过程,它以石脑油为原料,可生产高辛烷值汽油和芳烃,其中的大部分反应都是强吸热反应,在绝热反应器中由于反应吸热而降低了反应气体的温度,必须采用三至四段反应器串联,中间由加热炉补充供热,一般重整催化床的入口温度为480℃~530℃。为了降低固定床反应器的压力降,一些重整流程采用径向流动反应器。
连续换热式催化床中反应与换热过程同时进行。乙烯催化氧化合成环氧乙烷、萘氧化制邻苯二甲酸酐及乙烯与乙酸气相氧化制乙酸乙烯脂等反应的反应热大,采用管式催化床,见图5-6,催化剂装载在管内,以增加单位体积催化床的传热面积。载热体在管间流动或汽化以移走反应热。合理地选择载热体是控制反应温度和保持稳定操作的关键。载热体的温度与催化床之间的温差宜小,但又必须移走大量的反应热。
反应温度不同,选用的载热体不同。—般反应温度200℃~250℃时采用加压热水汽化作载热体而副产中压蒸汽。反应温度250℃~300℃时,可采用挥发性低的有机载热体如矿物油,联苯-联苯醚混合物;反应温度在300℃以上采用熔盐作载热体,有机载热体和熔盐吸收的反应热都用来产生蒸汽。
图5-7 三套管并流式冷管催化床温度分布及操作条件