固定床催化反应器的应用课件

任务一固定床催化反应器的工业应用化工系工艺教研室任春梅邮箱：346728312@画出苯加氢岗位工艺流程方框图苯干燥系统方框图苯加氢系统方框图环己烷和气体分离系统方框图脱除庚烷系统方框图知识目标能力目标1.了解固定床反应器的特点和工业应用；2.了解理想流动模型基本概念及特点；3.熟悉固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用。主要内容一、气固相固定床催化反应器的特点及工业应用二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用管式反应器釜式反应器固定床反应器补充知识管式反应器釜式反应器凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器。而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。固定床反应器的定义一、气固相固定床催化反应器的特点及工业应用流体物质固定物料知识拓展：理想流动模型理想置换流动模型理想混合流动模型化工操作过程间歇过程连续过程半连续过程●切面横截面参数在定态情况下：沿物料流动方向：物料的参数会发生变化；垂直于流体流动方向：任一截面上物料的所有参数都相同。浓度、温度、压力、流速在定态情况下：所有空间位置物料的各种参数完全均匀一致，出口处物料性质与反应器内完全相同。●●●●浓度、温度、压力、停留时间参数一、气固相固定床催化反应器的特点及工业应用气固相固定床催化反应器特点优点◆

（1）在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。◆

（2）气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。◆

（3）催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。◆

（4）适宜于高温高压条件下操作。思考:转化率选择性收率之间的关系。一、气固相固定床催化反应器的特点及工业应用缺点◆（1）催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。（补充热点）◆

（2）不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。◆（3）催化剂的再生、更换均不方便。气固相固定床催化反应器特点一、气固相固定床催化反应器的特点及工业应用企业应用实例：石油炼制工业：裂化、重整、异构化、加氢无机化学工业：合成氨、硫酸、天然气转化有机化学工业：乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等气固相固定床催化反应器特点二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（一）苯加氢制环己烷工艺流程图环己烷的制备采用气相苯加氢工艺。该工艺有如下特点：（1）采用双反应器设计，反应完全，环己烷直接分离得到成品，循环氢浓度可控制较低，减少放空损失；（2）使用国内开发并生产的高性能铂系苯加氢催化剂，是国内首家采用国产铂系苯加氢催化剂的生产装置；（3）为避免铂催化剂失活、中毒，配置了苯干燥和脱硫反应器，以延长铂催化剂的使用寿命。苯加氢岗位工艺包括：

苯干燥系统（图1）苯加氢系统（图2）环己烷和气体的分离系统（图3）脱除庚烷系统（图4）图1苯干燥系统图3环己烷和气体的分离系统图4脱除庚烷系统二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（二）工艺流程概述2.苯加氢系统核心设备：前反应器R0101\后反应器R0102说明：前反应器由热油控制温度；入口温度：320-380℃；出口温度：190℃氮来自哪里？？干燥后的苯苯预热器苯蒸发器前反应器后反应器脱硫反应器热油热油热油氢氮混合气苯、氢、氮混合气热油环己烷废热锅炉热油贮槽热油膨胀罐二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（二）工艺流程概述3.环己烷和气体分离系统核心设备：环己烷气液分离器（D0102）反应后混合气环己烷气液分离器苯预热器苯进料换热热器成品冷凝器环己烷冷凝液冷却后混合气体环己烷缓冲罐深冷器说明：冷凝液管线气体管线由压差变化，氢氮苯气态混合物循环氢压机苯蒸发器吸附装置排空二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（三）岗位设备任务：按岗位分系统汇总主要设备系统名称设备位号设备名称苯干燥系统苯加氢系统环己烷和气体分离系统脱除庚烷系统二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（三）岗位设备分类：动设备和静设备定型设备和非标设备静设备：一般指反应、贮存、分离、热交换等设备如反应器、换热器、分离器、贮槽等；

动设备：一些转动机械设备如压缩机、空压机、搅拌机、离心机、泵等；

1.识知链接：设备的分类与规格序号位号设备名称数量规格型号1V101化料罐12000×1500×1000

2V102计量罐1φ900/φ800×1200

4V104汽化器1φ600×65V105空气缓冲罐1φ1200×66V106第一捕集器2φ2400×87V107第二捕集器2φ2400×88V108第三捕集器2φ2400×89V109第四捕集器2φ2400×8长宽高外径内径高度外径厚度规格(例如：均酐生产设备)2.设备位号的认识A-减震器/搅拌器,B-鼓风机/搅拌机,C-压缩机/圆柱形物,D-鼓,E-换热器/排出器,F-风扇/过滤器,H-起重机/热交换器,K-干烧炉,M-搅拌器、混合器,P-泵,R-反应器,S-过滤器/洗涤器,T-塔/水槽,V-容器,A-agitator/absorber,B-blower/blender,C-compressor/column,D-drum,E-heatexchanger/ejector,F-fan/filter,H-hoist/heatexchanger,K-kiln,M-mixer,P-pump,R-reactor,S-strainer/scrubber,T-tower/tank,V-vessel,设备代号工段号顺序号设备代号：二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（四）苯加氢反应器（1）双反应器外形二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（四）苯加氢反应器（2）双反应器的结构简图（前反应器动画演示）前反应器为列管式换热固定床反应器；列管数：4520管径：25*2管长：4000排列方式：正三角换热介质：热油二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（四）苯加氢反应器（2）双反应器的结构简图（后反应器动画演示）后反应器为绝热式固定床反应器；结构简单；催化剂装填均匀；与外界无热交换；床层温度随物料流向发生变化。二、固定床催化反应器在苯加氢装置上的应用（四）苯加氢反应器（2）双反应器的结构简图（后反应器动画演示）后反应器为绝热式固定床反应器；结构简单；催化剂装填均匀；与外界无热交换；床层温度随物料流向发生变化。课后思考及作业1.固定床反应器的定义？气固催化反