固定床反应器的优缺点

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,固定床反应器,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。,固定床反应器的结构,固定床催化反应器,绝热式,换热式,自热式,传热方式不同,（一）绝热式固定床反应器,绝热式反应器又分为,单段和多段绝热式,两类，反应时不与外界进行任何热量交换。放热反应，反应中多放出的热量完全用来加热物料本身，物料的温度将升高，称之为“绝热温升”。反之，为吸热反应时，物料的温度将降低，称为“绝热温降”,1.,单段绝热式固定床反应器,反应器外壳包裹绝热保温层，使催化剂床层与外界没有热量交换。中空圆筒的底部放置搁板，上面堆放固体催化剂。气体从上而下通过催化剂床层。,结构简单，床层横截面温度均匀。单位体积内催化剂量大，即生产能力大。但只适用于热效应不大的反应。,原料气,产物,催化剂,绝热式,固定床,反应器,多段绝热式反应器,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。,下图是用于,SO,2,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。,（二）列管式固定床反应器,乙炔法合成氯乙烯反应器,列管式固定床反应器的特点,热效应较大，不宜采用绝热式反应器，可采用换热式固定床反应器。此设备如同列管式换热器，又称为列管式固定床反应器。,反应器由多根反应管并联构成，管径一般为,25-30,，管数可达万根以上。管内装催化剂，传热介质流经管间进行加热或冷却，如下图。,列管式反应器优点：,传热较好，管内温度较易控制；,返混小、选择性较高；,只要增加管数，便可有把握地进行放大；,对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰性物料来稀释催化剂,适用,:,原料成本高，副产物价值低以及分离不是十分容易的情况。,（三）自热式反应器,采用反应放出的热量来预热新鲜的进料，达到热量自给和平衡，其设备紧凑，可用于高压反应体系。,但其结构较复杂，操作弹性较小，启动反应时常用电加热。,二、固定床反应器的优缺点,固定床层内的气相流动接近平推流，有利于实现较高的转化率与选择性；,可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力；,结构简单、催化剂机械磨损小，适合于贵金属催化剂；,反应器的操作方便、操作弹性较大。,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。,练一练,1.,固定床反应器内的催化剂可以长期使用的原因。,2.,分析为什么列管内催化剂颗粒不宜过大，也不宜过小？,固定床反应器的分类；,固定床反应器的结构；,固定床催化反应器的特点。,小结,作业布置,1.,固定床反应器可分为哪几种？,2.,简述不同类型固定床反应器的结构及特点。,3.,简述固定床催化反应器的优缺点。,