《工业催化原理》第7章 工业催化反应器的基本特征(11)7.ppt

第七章工业催化反应器的基本特征 主要内容 工业催化反应器的基本类型绝热反应器连续换热反应器径向和轴径向反应器三相反应器的结构特征等 化工资源有效利用国家重点实验室1 第一节工业催化反应器的基本类型 一 气 固相固定床反应器 1 按换热方式可分为绝热式和连续换热式 2 按气体流动方向与反应器主轴方向的关系 可分为轴向流动和径向流动反应器 化工资源有效利用国家重点实验室2 第一节工业催化反应器的基本类型 二 气 固相流化床反应器 床层温度均匀 换热系数大 可使用小颗粒催化剂 化工资源有效利用国家重点实验室3 第一节工业催化反应器的基本类型 三 气 液 固三相床反应器 1 催化剂颗粒大时 催化剂固定 气 液并流或逆流 三相滴 涓 流床反应器 2 催化剂颗粒小时 催化剂悬浮于液相中 三相悬浮床反应器 化工资源有效利用国家重点实验室4 第二节多段绝热式催化反应器 一 绝热催化床的特点 1 床层直径远大于催化剂颗粒的直径 2 床层高度与催化剂颗粒直径之比一般都超过100 3 与外界没有热量交换 化工资源有效利用国家重点实验室5 第二节多段绝热式催化反应器 二 多段绝热式催化反应器的特征 1 间接换热式和直接换热式 2 反应器的结构简单 3 适合于热效应小的反应 化工资源有效利用国家重点实验室6 第三节连续换热式催化反应器 一 自热式连续换热催化反应器1 单管逆 并 流式 化工资源有效利用国家重点实验室7 第三节连续换热式催化反应器 2 双套管并流式 化工资源有效利用国家重点实验室8 第三节连续换热式催化反应器 3 三套管并流式 化工资源有效利用国家重点实验室9 第三节连续换热式催化反应器 二 管式连续换热催化反应器 1 结构特点 反应器内壳中有数根细反应管 25 30mm 组成 2 换热载体 通常反应温度300 时 要用熔盐作热载体 3 缺点 填装催化剂要求很高 每根细反应管的压降都要相同 否则气体流量分布不均匀 反应效率会降低 化工资源有效利用国家重点实验室10 第四节径向和轴径向反应器 一 径向反应器1 反应器示意图 化工资源有效利用国家重点实验室11 第四节径向和轴径向反应器 2 特点 1 流体流经催化床的路径短 2 催化床层的压降小 3 流体流通面积大 化工资源有效利用国家重点实验室12 第四节径向和轴径向反应器 二 轴径向反应器1 轴径向二维流动示意图 化工资源有效利用国家重点实验室13 第四节径向和轴径向反应器 2 特点 1 床层顶部采用催化剂自封结构 2 充分有效地利用了催化剂 3 减少了死区引起的副反应 4 提高了选择性 化工资源有效利用国家重点实验室14 第五节气 液 固三相床反应器 一 类型 1 按床的性质分为固定床反应器和悬浮床反应器 悬浮床反应器又分为 1 鼓泡淤浆床反应器 不用机械搅拌 气体鼓泡搅拌 2 搅拌鼓泡悬浮床反应器 机械和气体鼓泡搅拌 3 携带床反应器 不用机械搅拌 气液并流带出催化剂颗粒 4 三相流化床反应器 不带出催化剂颗粒 三相流动 5 内环流反应器 具有导流管 化工资源有效利用国家重点实验室15 第五节气 液 固三相床反应器 二 滴流床 涓流床 三相反应器1 操作方式 a 气体和液体并流向下流动 b 气体上 液体下的逆向流动 c 气体和液体并流向上流动 化工资源有效利用国家重点实验室16 第五节气 液 固三相床反应器 2 优点 1 在平推流条件下操作 催化剂充分湿润 可获得高的转化率 2 液体滞留量少 可减小均相副反应 3 不存在液泛问题 4 压降比鼓泡反应器小 化工资源有效利用国家重点实验室17 第五节气 液 固三相床反应器 三 搅拌鼓泡悬浮床三相反应器1 分类 1 压力布气式 化工资源有效利用国家重点实验室18 第五节气 液 固三相床反应器 2 自吸式 化工资源有效利用国家重点实验室19 第五节气 液 固三相床反应器 2 特点 催化剂处于悬浮状态 有高的传质和传热系数 对于高粘度的非牛顿流体的反应系统优为合适 化工资源有效利用国家重点实验室20 第五节气 液 固三相床反应器 四 鼓泡淤浆床反应器1 操作方式 加入固体催化剂的气 液相鼓泡反应器 化工资源有效利用国家重点实验室21 第五节气 液 固三相床反应器 2 优点 1 可使用细颗粒催化剂 从而消除大颗粒催化剂颗粒内传质 传热的阻力 2 床层可处于等温状态 且温度容易控制 3 催化剂不易产生烧结现象 化工资源有效利用国家重点实验室22 第五节气 液 固三相床反应器 3 缺点 1 要求所使用的液体是耐氧化 热稳定性好的惰性液体 合适的液体较少 2 催化剂颗粒较易磨损 3 气体和液体都有一定程度的返混现象 会影响反应器的总体效率 化工资源有效利用国家重点实验室23 第七章工业催化反应器的特征 思考题