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陈甘棠主编(zhǔbiān)化学反应工程定义:凡是流体(liútǐ)通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置。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。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。///2、固定床反应器的特点(tèdiǎn)缺点(quēdiǎn):3、固定床反应器类型(lèixíng)3、固定床反应器类型(lèixíng)原料气典型的绝热反应是乙苯脱氢制苯乙烯。过程简述如下:反应需供热140kJ/mol,依靠加入2.6倍乙苯质量的高温水蒸气(710°C),乙苯与水蒸气混合后在630°C加入固定床。反应吸热,离开时温度下降到565°C。水蒸气的作用不仅是它可以安全地被预热到高温,热容量大。因此可以带走大量的显热,而且还起了稀释作用,降低了乙苯的分压,使反应的平衡向更有利于生成(shēnɡchénɡ)苯乙烯的方向移动,提高单程转化率。固定床反应器类型(lèixíng)/固定床反应器类型(lèixíng)总之,不论是吸热或放热的反应,绝热床的应用是相当广泛的,特别对于大型的,高温或高压的反应器,希望结构简单,同样大小的装置内能容纳尽可能多的催化剂以增加生产能力(少加换热空间),而绝热床正好能符合这种要求。但绝热床的温度变化总是较大的,由于温度对反应的影响同样不可忽视,故要综合(zōnghé)分析并根据实际情况来决定。(3).列管式固定床反应器管径的大小要根据反应热和允许(yǔnxǔ)的温度情况而定。催化剂的粒径应小于管径的8倍,以防近壁处出现沟流(壁效应:靠近壁面处的空隙率比其它部位大)。但同时粒径越小,流体流动时的压降越大,而床层压降的出现也是在生产实际上的重要限制因素之一。因此固定床用的粒径约为2~6mm不小于1.5mm。传热用的热载体最常用的是水,通过调节压力可在100~300°C的范围应用。对于600°C以上的高温反应,只能用烟道气作为热载体。固定床反应器类型(lèixíng)固定床反应器类型(lèixíng)固定床反应器类型(lèixíng)列管式固定床反应器具有良好的传热性能,单位床层体积具有较大的传热面积,可用于热效应中等或稍大的反应过程。反应器由成千上万根“单管”组成。一根单管的反应性能可以代表整个反应器的反应效果,因而放大设计较有把握,在实际生产中应用(yìngyòng)比较广泛。(4)、自热式反应器/4、传热介质3.熔盐:温度范围300℃~400℃,由无机熔盐KNO3、NaNO3、NaNO2按一定比例组成,在一定温度时呈熔融液体,挥发性很小。但高温下渗透性强,有较强的氧化性。4.烟道(yāndào)气:适用于600~700℃的高温反应。设计固定床反应器的要求:1、生产强度尽量大2、气体通过床层阻力小3、床层温度分布合理4、运行可靠,检修方便计算(jìsuàn)包括三种情况:1、设计新反应器的工艺尺寸2、对现有反应器,校核工艺指标3、对现有反应器,改进工艺指标,达到最大生产强度。5.模型(móxíng)化对于固定床反应器,一般有以下模型:一维拟均相平推流模型一维拟均相带有轴向返混的模型二维拟均相模型二维非均相模型二维非均相带有颗粒(kēlì)内梯度的模型…………一维:参数只随轴向位置而变。二维:参数随轴向和径向位置而变。拟均相:流相和固相结合,是指忽略床层中流体与粒子间浓度和温度的差别。视为同一相。非均相:流相和固相分别考虑(kǎolǜ)。平推流:不考虑(kǎolǜ)轴向返混。带有轴向返混的模型:在平推流模型的基础上叠加了轴向返混。固体(gùtǐ)相模型(móxíng)评述6.2固定床中的传递(chuándì)过程床层空隙(kòngxì)率εB:单位体积床层内的空隙(kòngxì)体积(没有被催化剂占据的体积,不含催化剂颗粒内的体积)。若不考虑壁效应,装填有均匀颗粒的床层,其空隙(kòngxì)率与颗粒大小无关。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(zhíjìng))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(zhíjìng))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(zhíjìng))混合粒子的平均直径(zhíjìng):(各不同粒径的粒子直径(zhíjìng)的加权平均)/床层压降感谢您的观看(guānkàn)。