《化工单元过程及设备的选择与操作》-项目9：化学反应器

《化工单元过程及设备的选择与操作》反应过程及设备的选择与操作引言主讲人：周寅飞引言化学反应原料产品精致在化工生产过程中，为化学反应提供反应空间和反应条件的设备称为反应器。或者说：反应器就是用于化学反应的设备，是化工生产装置中的关键设备。过程化学反应过程是化工生产过程的核心。性能优良的反应器必须具备的条件一个好的反应器既要能够充分有效地利用原料，减轻分离设备的负荷，降低生产过程中的能耗，还要尽可能抑制副反应的发生，提高目的产物的收率，并且能够为操作控制提供方便。具体要求:通过对参加反应的介质充分搅拌，使物料充分混合均匀；强化传热与相际间的传质。如气体在液体中均匀分散、固体颗粒在液相中均匀悬浮、使不相溶的另一相均匀悬 浮或充分乳化。工程项目乙酸正丁酯合成反应器的选择与操作：某化工企业用乙酸和丁醇为原料生产乙酸正丁酯，其反应式为：CH3COOH

C4

H9OH ⎯

CH3COOC

4

H9

H

2O反应在373K等温条件下进行，以硫酸为催化剂,反应速率常数k=0.0174m3/（kmol·min

）。该反应以乙酸（下标以A计）表示的动力学方程式为

:2A A

r

kC工程项目现要求装置的生产能力为：乙酸正丁酯665t/a，工作时间300d/a。已知：原料乙酸密度为970kg/m3,正丁醇密度为811kg/m3，工艺规定进入反应器的原料中，乙酸与正丁醇的摩尔比为1:5.4；要求乙酸转化率控制在xAf=50%，乙酸正丁酯收率为90%。试根据反应任务选择合适的反应器并确定其反应器的有效体积。项目任务分析确定反应器的类型01确定反应器的结构和大小02学会正确操作和维护03教学目标① 理解反应过程设备在化工生产中的重要性；掌握反应器的基本要求及反应器的分类方法。② 掌握釜式反应器、管式反应器工作过程特点。③ 掌握釜式反应器的基本结构、特点及应用场合。④ 掌握间歇釜式反应器基本操作要点和维护要点。教学目标① 了解固定床反应器的分类方法，结构、特点及应用场合。② 了解固定床仿真系统的主要控制指标，掌握固定床反应器的操作与控制要点。③ 了解流化床反应器的分类，掌握各类流化床反应器的结构、特点及应用场合。④ 熟悉流化床仿真系统的流程、反应特点、主要控制指标，掌握流化床反应器的操作与控制要点。反应器的结构分类1可用于均相反应主讲人：周寅飞《化工单元过程及设备的选择与操作》反应器的结构分类釜式01管式02塔式03固定床04流化床05釜式反应器管式反应器釜式反应器结构高径比一般接近于1。通常釜内装有搅拌装置，器内混合比较均匀。釜式反应器010203间歇操作釜式反应器半间歇操作釜式反应器连续操作釜式反应器按操作方式的不同分类间歇操作釜式反应器反应装料卸料反应产物一次性进料，反应完成后一次性出料清洗优

点：结构简单、加工方便，传质效率高，温度分布均匀，便于控制和改变工艺条件（如温度、浓度、反应时间等），操作灵活性大，便于更换品种、小批量生产。缺

点：设备生产效率低，间歇操作的辅助时间有时占的比例较大。间歇操作釜式反应器反应装料卸料反应产物一次性进料，反应完成后一次性出料清洗适用场合：它可用来进行均相反应，也可用于非均相反应。它是化学工业中广泛采用的反应器之一，尤其在精细化学品、高分子聚合物和生物化工产品的生产中，间歇操作釜式反应器约占反应器总数的90%。在精细化工的生产中，几乎所有的单元操作都可以在釜式反应器中进行。连续操作釜式反应器正常情况下均为稳态操作过程，反应器内物料浓度及温度都不随时间变化,但随位置而变进出物料的操作都是连续的优

点：容易实现自动控制，操作简单，节省人力。缺

点：改变产品品种十分困难。连续操作釜式反应器正常情况下均为稳态操作过程，反应器内物料浓度及温度都不随时间变化,但随位置而变进出物料的操作都是连续的适用场合：由于搅拌使加入的浓度高的原料立即和釜内物料完全混合，不存在热量的累积引起局部过热问题，特别适宜对温度敏感的化学反应，不容易引起副反应。连续操作釜式反应器正常情况下均为稳态操作过程，反应器内物料浓度及温度都不随时间变化,但随位置而变进出物料的操作都是连续的由于釜式反应器的物料容量大，当进料条件发生一定程度的波动时，不会引起釜内反应条件的明显变化，稳定性好，操作安全。半间歇操作釜式反应器原料与产物只要其中有一种为连续流入或流出，而其余则为分批加入或卸出优

点：某些强放热反应除了通过冷却介质移走热量外，采用半间歇操作时还可以调节加料速度来控制所要求的反应温度。为了提高某些可逆反应的产品收率，办法之一就是不断移走产物，打破反应的平衡，同时还可以提高反应速率。半间歇操作釜式反应器原料与产物只要其中有一种为连续流入或流出，而其余则为分批加入或卸出适用场合：对于要求一种反应物浓度高而另一种反应物浓度低的化学反应，常采用半间歇操作。广泛应用于精细化工生产，如硝化、磺化、氯化、氧化、酰化及重氮化等许多单元反应中都可以采用半间歇操作形式。釜式反应器适用场合：主要应用于液-液均相反应过程，在气-液、液-液非均相反应过程也有应用。优

点：操作时温度、浓度容易控制，产品质量均一。在化工生产中，既可单釜操作，也可多釜串联使用；既可用于连续操作过程，也可用于间歇操作过程。缺

点：若应用在需要较高转化率的工艺要求时，有需要较大容积的缺点。管式反应器结 构高径比很大，内部中空，不设置任何构件。在与流动方向垂直的截面上，各质点的流速和流向完全相同，好像活塞向前平推移动，这种流动状况称为平推流，又称活塞流、理想置换流。管式反应器特 点所有物料质点在反应器中的停留时间相等，不存在返混。连续管式反应器内物料流况基本符合这一特点，反应器内物料混合作用较小。管式反应器优 点点容积小，易于控制，能承受较高的压力，故用于加压反应尤为合适。管式反应器缺 点点对于慢速反应，则有需要管子长，压降较大。管式反应器使 用 场 合主要用于气相或液相连续反应过程。随着化工生产越来越趋于大型化、连续化、自动化。连续操作的管式反应器在生产中使用越来越多，就是某些传统上一直使用间歇搅拌釜的高分子聚合反应，目前也开始改用连续操作的管式反应器。-----

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谢谢观看主讲人：周寅飞反应器的结构分类2可用于非均相反应主讲人：周寅飞《化工单元过程及设备的选择与操作》塔式反应器床式反应器塔式反应器结 构塔式反应器的高径比介于釜式和管式之间，内部设有为了增加两相接触的构件，如填料、筛板等。塔式反应器适用场合塔式反应器主要用于两种流体相反应的过程，如气液反应和液液反应。参与反应的两种流体的流向可以是逆流，也可以是并流。板式塔反应器板式塔反应器的液体是连续相而气体是分散相，借助于气相通过塔板分散成小气泡而与板上液体相接触进行化学反应。适用场合：板式塔反应器适用于快速及中速反应。优

点：采用多板可以将轴向返混降低至最小程度，并且它可以在很小的液体流速下进行操作，从而能在单塔中直接获得极高的液相转化率。同时，板式塔反应器的气液传质系数较大，可以在板上安置冷却或加热元件，以适应维持所需温度的要求。缺

点：气相流动压降较大和传质表面较小。填料塔反应器适用场合：填料塔反应器是广泛应用于气体吸收的设备，也可用作气、液相反应器，由于液体沿填料表面下流，在填料表面形成液膜而与气相接触进行反应，故液相主体量较少。适用于瞬间反应、快速和中速反应过程。优

点：结构简单、压降下、易于适应各种腐蚀介质和不易造成溶液起泡。缺 点：无法从塔体中直接移去热量，当反应热较高时，必须借助增加液体喷淋量以显热形式带出热量。鼓泡塔反应器适用场合：鼓泡塔反应器广泛应用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应。优

点：1.气体以小的气泡形式均匀分布，连续不断地通过气液反应层，保证了气、液接触面，使气、液充分混合，反应良好；2.结构简单，容易清理，操作稳定，投资和维修费用低；3.具有极高的储液量和相际接触面积，传质和传热效率较高，适用于缓慢化学反应和高度放热的情况；4.在塔的内、外都可以安装换热装置；5.和填料塔相比较，鼓泡塔能处理悬浮液体。鼓泡塔反应器缺

点：1.鼓泡塔的直径不宜过大，一般在2～3m以内；2.液相轴向返混很严重，较难在单一连续反应器中达到较高的液相转化率；3.在鼓泡时所耗压降较大。喷淋塔反应器适用场合：适用于瞬间、界面和快速反应，也适用于生成固体的反应。优

点：结构较为简单，液体以细小液滴的方式分散于气体中，气体为连续相，液体为分散相，具有相接触面积大和气相压降小。缺

点：持液量小和液侧传质系数过小，气相和液相返混较为严重。固定床反应器流化床反应器固定床反应器结

构：固定床反应器为反应器内填充有固体颗粒，这些固体颗粒可以是固体催化剂，也可以是固体反应物。反应过程中催化剂颗粒固定不动。应 用：多用于气固催化反应，如氨的合成、甲醇合成、苯氧化等等。流化床反应器结 构：流化床反应器内装填有小固体颗粒，这些颗粒处于运动状态，其运动方向多种多样。一类是固体被流体带出，经分离后固体循环使用，称为循环流化床。另一类是固体在流化床内运动，流体与固体颗粒所构成的床层犹如沸腾的液体，称为沸腾床反应器。适用场合：流化床反应器可用于气固、液固以及气液固催化或非催化反应，是工业生产中较广泛使用的反应器。典型的例子是石油工业中的催化裂化反应装置。-----

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谢谢观看主讲人：周寅飞《化工单元过程及设备的选择与操作》反应器类型的认识主讲人：周寅飞反应器类型的认识根据物料的聚集状态分类01根据操作方式分类02根据操作温度条件分类03根据反应器的结构型式分类04PART/

01根据物料的聚集状态分类1.

根据物料的聚集状态分类均相反应器气相单一的液相非均相反应器气-液、气-固液-液、液-固以及气-液-固反应器PART/

02根据操作方式分类2.

根据操作方式分类连续操作一般用于产品品种比较单一而产量较大的场合。大规模工业生产的反应器绝大部分都是采用连续操作。半间歇（连续）操作物料有一些是分批加入或取出的，

而另一些则是连续地通过的，或者用蒸馏的方法连续移走部分产品的生产过程。间歇操作适用于反应速率慢的化学反应，

以及产量小的化学品生产过程。对于那些批量小而产品的品种多的企业尤为适合。间歇反应器反应器原料卸出物料一次性加入达到规定的转化率反应产物以及少量未被转化的原料清洗反应器① 间歇反应器又称为分批反应器。② 整个过程中物料浓度随时间变化，是非稳态的生产过程。在反应过程中由于既没有物料的输入，也没有物料的输出，即不存在物料的流动，这个反应过程都是在恒容下进行的。③ 采用间歇操作的反应器几乎都是釜式反应器，其余类型较罕见。特点连续反应器含义：连续将原料加入反应器，反应物也连续从反应器中流出。特点：① 连续操作过程是一个稳态过程，此时反应器内任何部位的物系参数（温度、浓度等）均不随时间而变，但却随位置而改变。② 大规模工业生产的反应器绝大部分都是采用连续操作。因为它具有产品质量稳定、劳动生产率高、便于实现机械化和自动化等优点。③ 但是连续系统一旦建立，想要改变产品品种是十分困难的，甚至要较大幅度改变产品产量也不易实现，灵活性较差。④ 一般用于产品品种比较单一而产量较大的场合。半间歇操作反应器含义：反应器中的物料有一些是分批加入或取出的，而另一些则是连续地通过的，或者用蒸馏的方法连续移走部分产品的生产过程。特点：是一个非稳态生产过程，反应器中物系组成必然既随时间改变，又随位置而变。举例：① 例如由氯气和苯生产一氯苯的反应器就有采用半间歇操作的。② 管式、釜式、塔式以及固定床反应器都有采用半间歇操作的。PART/

03根据操作温度条件分类3.

根据操作温度条件分类反应器010203等温反应器反应过程中反应温度不随时间而变非等温反应器反应过程中反应温度随时间而变化绝热反应器反应过程中反应器与环境没有热量交换PART/

04根据反应器的结构型式分类4.

根据反应器的结构型式分类反应器结构型式釜式反应器管式反应器塔式反应器固定床反应器流化床反应器-----

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谢谢观看主讲人：周寅飞反应器类型的选择原则主讲人：周寅飞《化工单元过程及设备的选择与操作》选择原则反应器的特征反应器物流的状态、返混程度的大小、换热能力的强弱。生产要求生产能力、反应温度、反应压力、反应时间、转化率、选择性、压降及能耗。反应的特征主副反应的生成途径、反应热效应大小、动力学特征、催化剂寿命长短。不同反应器的应用范围① 管式反应器多用于均相反应过程。② 釜式反应器均相和多相反应过程均可。③ 塔式反应器中的代表填料塔、板式塔均可以提高相互接触面积，用于多项反应过程。④ 固定床反应器床层内部装有不动的固体颗粒，固体颗粒可以是催化剂或是反应物，用于多相反应系统。⑤ 流化床反应器内部有固体颗粒的悬浮和循环运动，以提高反应器内流体的混合性能，多相反应体系，可提高传热效率。不同反应器的应用范围釜式反应器管式反应器选择原则生产能力与设备投资比较反应器容积的大小其它因素温度控制、操作难易、生产安全、操作费用反应器的选择均相反应器的选择原则若反应的活化能大，即反应速度对温度非常敏感，则反应在等温条件下操作有利，此时应选用连续操作釜式反应器。若反应物之一的浓度高时，反应非常激烈，甚至具有爆炸的性质（如硝化和氧化反应等），则适于采用连续操作釜式反应器，因为反应物在进入反应釜后，其浓度立即降到反应器出口的浓度。若反应速率小，需要在反应器内有较长的停留时间，最好选用连续操作釜式反应器。均相反应器的选择原则对于平行反应，反应器的选择取决于主反应和副反应级数。若主反应比副反应的反应级数低，则应选用连续操作釜式反应器；反之，则应选用管式反应器。对于连串反应，若中间产物为目的产物，管式反应器一般较为适宜；若最终产物为目的产物，则应选用连续操作釜式反应器。若反应混合物为气体，一般用管式反应器。高压反应最好在管式反应器内进行，因在壁厚相同的情况下设备直径小能耐较高压强。均相反应器的选择原则强的吸热反应，需要在高温下进行，应选用管式反应器。从化学动力学的因素考虑，凡是适合于在管式反应器内进行的反应，若为小批量的生产，均可用间歇操作釜式反应器代替。凡是适合于在连续操作釜式反应器内进行的反应，若为小批量生产，则可采用半连续操作的反应器。即采用将原料中的一种或几种连续而缓慢加入，最后将生成物一次放出的方法，这样可以使反应器内更接近于连续操作釜式反应器的反应条件。-----

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谢谢观看主讲人：周寅飞主讲人：周寅飞管式反应器工作特点《化工单元过程及设备的选择与操作》管式反应器概述① 通常管式反应器的长度和直径之比大于50~100。② 管式反应器在实际应用中，多数采用连续操作，少数采用半连续操作，使用间隙操作的极为罕见。水平管式01立管式02盘管式03U形管式04管式反应器工作特点① 与釜式反应器相比，管式反应器返混较小，在流速较低的情况下，其管内流体流型接近于平推流，反应物的分子在反应器内停留时间相等。② 稳定操作时，管式反应器内各截面处的过程参数不随时间而变化。管式反应器工作特点③ 反应器内浓度、温度等参数仅随轴向位置变化，故化学反应速度随轴向位置而变化，只随管长变化。等温等容过程① 将物料在连续操作管式反应器的空间时间与间歇釜的反应时间进行对比，可以看出等温等容过程是完全相同的。② 在间歇釜内反应物浓度随时间在逐渐减小，而在管式反应器内反应物浓度沿着管子轴向延长（空间时间的延长）也在逐渐减小。等温等容过程① 对于同一个均相一级不可逆反应，选用连续操作的管式反应器时所需要的容积比选用连续操作釜式反应器容积要小得多。② 原因是连续操作的釜式反应器，一直在最低浓度下进行反应，其反应速度较慢，而管式反应器的反应速度则是先大后小，其最低速度为釜式反应器的反应速度。管式反应器特点反应器特 点由于反应物在管式反应器中反应速度快、流速快，所以它的生产能力高；与其它反应器相比管式反应器具有体积小、比表面大、单位容积的传热面积大，特别适用于热效应较大的反应。管式反应器特点反应器特 点管式反应器既适用于液相反应，又适用于气相反应，用于加压反应尤为合适。因此，管式反应器普遍用于大型化和连续化的化工生产，如己内酰胺的聚合反应器、石化企业的管式裂解炉等。均相反应器小结以釜式反应器为代表的全混流反应器机械混合最大，逆向混合最大，所以返混程度无穷大。以管式反应器为代表平推流反应器机械混合为零，逆向混合为零，所以返混程度等于零。反应器内的返混程度不同，会导致停留时间不同，进而使得反应器内浓度分布不同，反应速率不同，最终的反应结果也就不尽相同，生产能力也就有的高低之分。-----

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谢谢观看主讲人：周寅飞《反应过程及设备的选择与操作》理想流动模型及相关术语主讲人：周寅飞化学反应的转化率反应器A

100%A0AxA组分的起始量

n

A组分反应掉的量

100%

nA0

nA① nA0——为反应前加入反应体系中的A组分的摩尔数，② nA——为反应进行一段时间后A组分的摩尔数。在反应过程的分析中，通常用关键组分（A）的转化率来表示反应进行的程度。化学反应速度rs――产物S的生成速度，mol/(m3•s)；V――反应混合物的体积，m3；产物S

+

P化学反应速度是指单位时间内，单位反应混合物体积内，某一组分的变化量。V dtSS

r

1 dnnS――产物S的摩尔数，mol；t

――反应时间，s。反应器A+B反应时间t和停留时间τ停留时间（τ）指物料从进入反应器到离开反应器所经历的时间，它的大小由反应器的体积与物料体积流量的比值来决定。反应时间（t）是指反应从开始至达到一定转化率所需的时间，

通常由反应速度决定。空间速度（SV）和空间时间（τC）空间速度（SV）简称空速，是指单位体积的反应区域内在单位时间内所通过的反应物的标准体积流量，因次：时间-1。空速越大，反应器的原料处理能力越大。空间时间（τC）简称空时，其值的大小等于反应器的体积与反应物进入反应器的物料的

VR

V0体积流量的比值即：

C因次：时间。对于等容反应过程，τC=τ。混合与返混混合反应器内不同位置物料的搅合。反混是指不同停留时间物料的混合。反应器混合增强了不同反应物之间的接触机率，对化学反应有利。返混的存在降低了反应物的浓度，对反应过程的选择性及转化率都会产生影响。理想流动模型理想混合流动模型01为了便于对反应器进行分析和计算，对反应器内物料的流动情况作一些简化处理，提出了理想流动模型。理想置换流动模型02理想混合流动模型理想混合流动模型理想混合流动模型简称全混流模型，是一种返混程度无穷大的理想流动模型。理想混合流动模型理想混合流动模型特点是物料进入反应器的瞬间即与反应器内的原有物料完全混合，反应器的物料的组成和温度处处相等，且等于反应器出口处物料的组成和温度，物流有很宽的停留时间分布。理想置换流动模型理想置换流动模型理想置换流动模型又称平推流模型、活塞流模型，其物料在反应器的流动好比活塞在缸内的平行推移一样，是一种返混量为零的理想化流动模型。理想置换流动模型理想置换流动模型特点是物料在反应器的径向具有严格均匀的流速和流体性质（温度、压力和组成），轴向不存在任何形式的混合，物料具有严格划一的停留时间。-----

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谢谢观看主讲人：周寅飞反应过程及设备的选择与操作釜式反应器的工业应用釜式反应器的认识1、按操作方式的不同分类原料与产物只要其中有一种为连续流入或流出，而其余则为分批加入或卸出。间歇操作釜式反应器连续操作釜式反应器半间歇操作釜式反应器进出物料的操作都是连续的。一次性进料，反应完成后一次性出料。釜式反应器的认识（1）间歇操作釜式反应器优 点：结构简单、加工方便，传质效率高，温度分布均匀，便于控制和改变工艺条件（如温度、浓度、反应时间等），操作灵活性大，便于更换品种、小批量生产。缺 点：设备生产效率低，间歇操作的辅助时间有时占的比例较大。适用场合：它可用来进行均相反应，也可用于非均相反应。它是化学工业中广泛采用的反应器之一，尤其在精细化学品、高分子聚合物和生物化工产品的生产中，间歇操作釜式反应器约占反应器总数的90%。在精细化工的生产中，几乎所有的单元操作都可以在釜式反应器中进行。装

料反

应"

料清

洗是一个非定态反应过程,反应器内物料组成随时间而变。釜式反应器的认识优

点：容易实现自动控制，操作简单，节省人力。由于釜式反应器的物料容量大，当进料条件发生一定程度的波动时，不会引起釜内反应条件的明显变化，稳定性好，操作安全。缺点：改变产品品种十分困难。适用场合：一般适用于产量大的产品生产。由于搅拌使加入的浓度高的原料立即和釜内物料完全混合，不存在热量的累积引起局部过热问题，特别适宜对温度敏感的化学反应，不容易引起副反应。（2）连续操作釜式反应器正常情况下均为稳态操作过程，反应器内物料浓度及温度都不随时间变化,但随位置而变。釜式反应器的认识（3）半间歇操作釜式反应器优 点：容易实现自动控制，操作简单，节省人力。由于釜式反应器的物料容量大，当进料条件发生一定程度的波动时，不会引起釜内反应条件的明显变化，稳定性好，操作安全。缺 点：改变产品品种十分困难。适用场合：一般适用于产量大的产品生产。由于搅拌使加入的浓度高的原料立即和釜内物料完全混合，不存在热量的累积引起局部过热问题，特别适宜对温度敏感的化学反应，不容易引起副反应。釜式反应器的认识2、按釜式反应器所能承受的压力分类低压釜高压釜目前高压釜采用磁力搅拌釜。磁搅拌釜的主要特点是以静密封代替了传统的填料密封或机械密封，从而实现整台反应釜在全密封状态下工作，保证无泄漏。因此，更适合于各种极毒、易燃易爆以及其它渗透力极强的化工工艺过程，是石油化工、有机合成制药、食品等工艺中进行硫化、氟化、氢化、氧化等反应的理想设备。是最常见的搅拌釜式反应器。在搅拌轴与壳体之间采用动密封结构，在低压（1.6MPa以下）条件下能够防止物料的泄漏。谢谢观

看《反应过程及设备的选择与操作》釜式反应器工作特点主讲人：周寅飞特 点间歇釜工作特点反应器间歇操作的釜式反应器，反应物是在操作前一次加入，当反应进行至达到预定的转化率出料为止，离开间歇釜的物料中除了反应产物外还有少量未被转化的原料。特 点间歇釜工作特点反应器间歇釜内随着反应的进行，釜内反应物的浓度随着反应时间不断减小，反应速度和反应体系的温度也有可能随时间而变化，视化学反应的级数与反应器的换热情况不同。间歇釜工作特点间歇釜工作特点反应器特 点由于间歇釜式反应器内物料的组成随反应时间而变化，所以操作过程是一非稳态过程。对搅拌良好的缓慢反应，反应釜内各处物料的组成和温度均匀一致，即任一处的组成和温度皆可作为反应器状态的代表。间歇釜的反应时间反应时间t01辅助时间t’02装料、卸料、检查及清洗设备。① 欲求其体积，必需先求出达到一定转化率所需的反应时间，然后再结合装料、卸料、清洗等非生产时间和处理量，就可以求出间歇釜的体积。② 具体实践证明，转化率越高所需的反应时间越长。大量反应时间花在高转化率上，设备用于等待的时间太多，这在工程上是极大的浪费。间歇釜的反应时间反应时间t01辅助时间t’02装料、卸料、检查及清洗设备。因此在实际生产中一般通过适当降低一次转化率，以提高装置的生产能力；同时利用后处理设备将未反应的原料经分离后再循环使用，以提高原料的利用率。连续釜工作特点特 点连续操作釜式反应器的结构和间歇操作釜式反应器相同，但进出物料的操作是连续的，即一边连续恒定地向反应器内加入反应物，同时连续不断地把反应产物引出反应器。连续釜工作特点在连续操作、搅拌良好的釜式反应器内，物料达到了完全混合，浓度、温度、反应速度处处均一，不随时间变化，并与出口的状态完全相同（如图），而且整个反应都在较低的反应物浓度下进行。这样的流动状况非常接近全混流模型。连续釜工作特点连续操作釜式反应器适用于产量大的产品生产，特别适宜对温度敏感的化学反应。温度容易自动控制，操作简单，节省人力，稳定性好，操作安全。化工生产中，搅拌良好的连续操作釜式反应器流动状况接近理想混合流动模型或全混流模型。其过程参数与空间位置、时间无关，各处的物料组成和温度都是相同的，且等于出口处的组成和温度。整个反应都在较低的反应物浓度下进行。连续釜工作特点具体特点有如下三条：连续操作，属于稳定流动，物料的积累项为零。稳定常态，T、CA、-rA处处均一，不随时间而变，且与出口处完全相同。物料粒子在反应器内的停留时间不同，返混现象严重。串联釜工作特点① 为克服全混流反应器反应速率较慢的缺点，可以采用全混流反应器串联使用。如果采用三个串联的全混流反应器来进行原来由一个全混流反应器所进行的反应，如图所示。串联釜工作特点① 由单釜操作和多釜串联操作时釜内反应物浓度的分布可见，除了最后一个反应器外，前面的反应器都在比原来高的反应物浓度下进行反应。② 对于同一个反应任务，控制相同的最终转化率，几个串联釜式反应器的体积之和肯定比单釜操作反应器容积要小，而且串联的台数越多，总体积就越接近于平推流反应器。-----

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谢谢观看主讲人：周寅飞反应过程及设备的选择与操作釜式反应器的基本结构认识——搅拌装置釜式反应器内搅拌装置的作用1、加强物料的均匀混合2、强化釜内的传热和传质过程常用的搅拌装置化工常用的搅拌装置是机械搅拌装置，包括搅拌器（旋转的轴和装在轴上的叶轮）和辅助部件及附件（包括密封装置、减速箱、搅拌电机、支架、挡板和导流筒）。搅拌器搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主要的组成部分是叶轮，它随旋转轴运动将机械能施加给液体，并促使液体运动。搅拌器主要有两方面性能：产生强大的液体循环流量；产生强烈的剪切作用。搅拌器搅拌器的类型、尺寸和转速不同，液体在釜体内作循环流动的途径不同。液体在釜体围内作循环流动的途径称作液体的“流动模型”，简称“流型”。在搅拌作用下，液体在釜内流型如图所示。(a)轴向流(b)径向流(c)切线流（d）打漩现象搅拌器性能的基本规律在消耗同等功率的条件下，低转速、大直径的叶轮，可增大液体循环流量，同时减少液体受到的剪切作用，有利于宏观混合。反之，高转速、小直径的叶轮，结果与此恰恰相反。搅拌器的选用在工业上可根据物料的性质、要求物料的混合程度以及能耗等因素来选择适宜的搅拌器。在一般情况下，对低粘度的均相液体混合过程，可选用任何形式的搅拌器，而对非均相液体的分散混合，选择涡轮式、旋浆式搅拌器为好。在有固体悬浮物存在，固液密度差较大时选用涡轮式搅拌器，固液密度差较小时选用浆式搅拌器。对于物料粘稠性很大的液体混合过程，一般选用锚式搅拌器，对于需要更大搅拌强度或需要被搅拌物料物料作上下翻腾的运动情况，可根据需要在反应器内再装设横向或竖向挡板及导向筒等，以满足混合要求。搅拌器基本原则综上所述根据被搅拌物料的性质、搅拌的主要目的再结合搅拌器的性能的基本规律，搅拌器选择原则总结如下：①按物料粘度选型 对于低粘度液体，宜选用小直径、高转速搅拌器，如推进式、涡轮式；对于高粘度液体，可选用大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式和浆式。②按搅拌目的选型 对于低粘度均相液体的混合过程，主要考虑循环流量，各种搅拌器的循环流量从大到小排列：推进式、涡轮式、浆式；对于非均相液-液分散过程，首先考虑的是剪切作用，同时要求有较大的循环流量，各种搅拌器的剪切作用按从大到小的顺序排列为：涡轮式、推进式、浆式。谢谢观

看反应过程及设备的选择与操作釜式反应器的基本结构认识——壳体壳体壳体部分的结构包括筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜、安全装置及各种工艺接管等。（1）筒体作用：是反应器用以完成化学反应所需要的主要压力空间，并且有足够的强度和腐蚀能力以保证运行可靠，其内直径和容积需由工艺计算确定。①

筒体直径较小（一般小于500mm）时，可用无缝钢管制作，此时筒体上没有焊缝。②

直径较大时，筒体可用钢板卷成圆筒或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒，再将两者焊接在一起，形成整圆筒。再焊上钢板压成的底和盖就形成了釜式反应器的壳体。壳体（2）封头封头常用的形状有平面形、碟形、椭圆形和球形，釜底也有锥形。① 平面形结构简单，容易制造，一般在釜体直径小、常压（或压力不大）条件下操作时采用；②碟形和椭圆形应用较多；③球形多用于高压反应器。④

当反应后的物料需用分层法使其分离时可用锥形底。壳体（3）手孔或人孔作用：是为了检查设备内部空间以及安装和拆卸设备内部构件而安设的。人孔的形状有圆形和椭圆形两种。①

当釜体内径为450～900mm，一般不考虑开设人孔，可开设1～2个手孔。它的结构一般是在封头上接一短管，并盖以盲板。②当釜体内径为900mm以上时，至少应开设一个人孔。③当釜体内径大于2500

mm时，顶盖与筒体上至少应各开设一个人孔。人孔和手孔已标准化，使用时可以根据需要选择合适的人孔、手孔，并查找相应的标准确定尺寸。附注：碳素钢、低合金钢制的标准为HG21514-1995～HG21535-1995，不锈钢制的标准为HG21594-1999～HG21604-1999。壳体（4）视镜作用：为了便于观察设备内部的物料反应情况，也可作物料液面指示。压力容器视镜带灯视镜带灯有冲洗孔视镜组合视镜目前常用的有壳体（5）安全装置计量检测仪表安全泄放装置安全连锁装置物料在反应过程中，压力有可能增高，这将使操作条件发生变化，并影响反应器的安全，则需设置安全装置。安全装置包括三大类：用于显示和检测容器内部工作介质的各项参数，主要有压力表、温度计和液面计等。是指为了防止操作失误而装设的控制结构，如紧急切断阀、超压连锁保护装置等。壳体安全泄放装置的作用：①

当容器在正常工作压力下运行时，保持严密不漏；②

若容器内的压力一旦超过限定值，则能自动、迅速地排泄出容器内介质，使容器内的压力始终保持在许用压力范围以内；③

自动报警。安全泄放装置主要包括安全阀、爆破片以及两者的组合装置。壳体安全泄放装置主要包括安全阀、爆破片以及两者的组合装置。安全阀的作用原理：通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力。其优点是仅排放容器内高于规定值的部分压力，当容器内的压力降至稍低于正常操作压力时，能自动关闭，避免一旦容器超压就把全部气体排出而造成浪费和中断生产；可重复使用多次，安装调整也比较容易；但密封性能较差，阀的开启有滞后现象，泄压反应较慢。爆破片作用原理：是一种断裂型安全泄放装置，它利用爆破片在标定爆破压力下即发生断裂来达到泄压目的，泄压后爆破片不能继续有效使用，容器也被迫停止运行。虽然爆破片是一种爆破后不重新闭合的泄放装置，但与安全阀相比，它有两大优点：一是密闭性能好，能做到完全密封；二是破裂速度快，泄压反应迅速。因此，当安全阀不能起到有效保护作用时，必须使用爆破片或爆破片与安全阀的组合装置。壳体（6）工艺接管作用：工艺接管主要用于进、出物料及安装压力、温度的测定装置。进料管或加料管应做成不使料液的液沫溅到釜壁上的形状，以避免由于料液沿反应釜内壁向下流动而引起釜壁局部腐蚀。注：釜式反应器的所有人孔、手孔、视镜、安全阀和工艺接管，除出料管外，一律都开在顶盖上。釜式反应器壳体所用材料，一般皆为碳钢。根据需要，可在与反应物料接触部分衬有不锈钢、铅、橡胶、玻璃钢或搪瓷，个别情况也有衬贵重金属的如银等，也可直接用铜、不锈钢制造的反应釜。谢谢观

看反应过程及设备的选择与操作釜式反应器的基本结构认识——密封装置与换热装置密封装置静止的搅拌釜封头和转动的搅拌轴之间设有搅拌轴密封装置，简称轴封，以防止釜内物料泄漏。轴封装置主要有填料密封和机械密封两种，都已标准化，可根据需要直接选用。填料密封结构简单，填料装卸方便，但使用寿命较短，难免微量泄漏。当轴颈处圆周速度在5m/s以上即不能使用，密封压力稍高时也不宜采用。机械密封结构较复杂，造价高，但密封效果甚佳，泄漏量少，使用寿命长，磨擦功耗小。此外还可用新型密封胶密封等。具体密封原理参见流体输送学习情境。此任务采用机械密封。换热装置换热装置是用来加热或冷却反应物料，使之符合工艺要求的温度条件的设备。其结构型式主要有夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式、回流冷凝式等，也可用直接火焰或电感加热。换热装置夹套与反应釜内壁的间距视反应釜直径的大小采用不同的数值，一般取25～100mm。夹套的高度取决于传热面积，而传热面积由工艺要求确定。但必须注意夹套高度一般应高于料液的高度，应比釜内液面高出50～100mm左右，以保证充分传热。（1）夹套式换热装置（2）蛇管式当工艺需要的传热面积大，单靠夹套传热不能满足要求时，或者是反应器内壁衬有橡胶、瓷砖等非金属材料时，可采用蛇管传热。工业上常用的蛇管有两种：水平式和直立式蛇管。排列紧密的水平式蛇管能同时起到导流筒的作用，排列紧密的直立式蛇管同时起到挡板的作用，它们对于改善流体的流动状况和搅拌的效果起积极的作用。蛇管浸没在物料中，热量损失少，且由于蛇管内传热介质流速高，它的给热系数比夹套大很多。对于含有固体颗粒的物料及粘稠的物料,容易引起物料堆积和挂料,影响传热效果。换热装置对于大型反应釜，需高速传热时，可在釜内安装列管式换热器。它的主要优点是单位体积所具有的传热面积大，传热效果好；此外结构简单，操作弹性大。（3）列管式换热装置（4）外部循环式当反应器的夹套和蛇管传热面积仍不能满足工艺要求，或由于工艺的特殊要求无无法在反应器内安装蛇管，而夹套的传热面积又不能满足工艺要求时，可以通过泵将反应器内的料液抽出，经过外部换热器换热后再循环回反应器中。换热装置（5）回流冷凝式当反应在沸腾温度下进行且反应热效应很大时，可以采用此种方式进行换热，使反应器内产生的蒸汽通过外部的冷凝器加以冷凝，冷凝液返回反应器中。采用这种方式进行传热，由于蒸汽在冷凝器中以冷凝的方式散热，可以得到很高的给热系数。谢谢观

看反应过程及设备的选择与操作釜式反应器温度检测与控制方法认识反应温度的检测方式及仪表温度不能直接测量，只能借助于冷热不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同而变化的特性来加以间接测量。反应温度的检测方式及仪表温度测量仪表若按工作原理可分为膨胀式温度计、压力式温度计、热电耦温度计、热电阻温度计和辐射高温计五类。若按测量方式分，则分为接触式与非接触式两大类。前者测温元件直接与被测介质接触，这样可以使被测介质与测温元件进行充分热交换，而达到测温目的；后者测温元件与被测介质不相接触，通过辐射或对流实现热交换来达到测温的目的，按测量方式分类见表所示。反应温度的检测方式及仪表反应温度测量用温度计的种类及优缺点测温方式温度计种类测温范围/℃优

点缺

点接触式测温仪表膨胀式玻璃液体-50～600结构简单、使用方便、测量准确、价格低廉测

量上限和精度受玻璃质量的限制、易碎不能记录远传双金属-80～600结构紧凑、牢固可靠精

度低、

量程

和使用范围有限压力式液体气体蒸汽-30～600-20～3500～250结构简单、耐震、防爆能记录、报警、价格低廉精

度低、

测温距离短、滞后性大热电偶铂铑-铂镍铬-镍硅镍铬-考铜0～1600-50～1000-50～600测温范围广、精度高、便于远距离、多点、集中测量和自动控制需

冷端温度补偿、

在低温段测量精度较低热电阻铂铜-200～600-50～150测量精度高、便于远距离、多点、集中测量和自动控制不

能测高温、须注意环境温度的影响非接触式测温仪表辐射式辐射式光学式比色式400～2000700～3200900～1700测温时，不破换被测温度场低

温段测量不准、

环境条件会影响测温准确度红外线光电探测热电探测0～3500200～2000测温范围大、适于测温度分布不破坏被测温度场、响应快易

受外界干扰标定困难、、釜式反应器温度的控制物料经过预热器（或冷却器）进入反应釜。通过改变进入预热器（或冷却器）的热剂量（或冷剂量），可以改变反应釜的进料温度，从而达到维持釜内温度恒定的目的。（1）改变进料温度釜式反应器温度的控制（2）改变加热剂或冷却剂流量由于大多数反应釜均有传热面，以引入或移走反应热，所以用改变引入传热量多少的方法实现温度控制。当带夹套的反应釜内温度改变时，可用改变加热剂（或冷却剂）流量的方法来控制釜内温度。这种方案的结构比较简单，使用仪表少，但由于反应釜容量大，温度滞后严重，特别是当反应釜用来进行聚合反应时，釜内物料粘度大，传热效果较差，混合又不易均匀，就很难使温度控制达到严格的要求。釜式反应器温度的控制（3）串级控制针对反应釜釜温滞后较大的特点，反应釜温度目前一般采用串级控制方案。串级控制方案就是根据进入反应釜的主要干扰的不同情况，可以采用釜温与加热剂（或冷却剂）流量串级控制见图8-14(a)、釜温与夹套温度串级控制如图8-14(b)所示及釜温与釜压串级控制见图8-14(c)等。釜式反应器温度的控制（3）串级控制(a)

釜温与冷剂流量串级控制(b)

釜温与夹套温度串级控制(c)釜温与釜压串级控制谢谢观

看反应过程及设备的选择与操作固定床反应器特点及应用场合固定床反应器的优点固定床反应器的主要优点是床层内气体的流动接近平推流（除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外），因而与返混式反应器相比，化学反应速度较快，可用较少量的催化剂和较小的反应器体积获得较大的生产能力；气体通过床层的停留时间可以严格控制，温度分布可适当调节，有利于达到较高的转化率和选择性。此外，结构简单，操作方便，催化剂机械磨损小，也是固定床反应器获得广泛应用的重要原因。固定床反应器的缺点固定床反应器的主要缺点是传热能力差，反应器中纵向和横向温度分布不均匀，使床层各处转化率高低不等，不但降低了设备利用率，而且容易发生局部过热，甚至使催化剂失去活性。固定床反应器缺点的原因这是由于催化剂的载体往往是导热性能较差的物质，加之催化剂在床层中静止不动，气体流速受压降限制不能太大。因此，对热效应大的反应过程，传热和温控问题成为固定床反应器技术中的难点和关键。固定床反应器的另一缺点是催化剂的更换必须停产进行，因此用于固定床反应器的催化剂要有足够长的寿命，对催化剂需频繁再生的反应过程不宜使用。此外，由于床层压降的限制，固定床反应器中催化剂粒度一般不小于1.5mm，使催化剂表面利用率不高，对高温下进行的快速反应，可能导致较严重的内扩散影响。由于反应和再生在同一设备中进行，而两者的操作条件相差很大，因此对反应器的材质要求高。固定床反应器的应用固定床反应器是应用最广的工业反应器之一，除催化剂需连续再生的过程外，几乎所有工业上重要的气固相催化反应都是在固定床反应器中进行的，在液固相催化反应及气固或液固非催化反应过程中，固定床反应器也有应用。另外，移动床反应器和滴流床反应器也是特殊形式的固定床反应器。固定床反应器的应用反应催化剂反应器型式操作条件操作周期（年）氨合成Fe3O4-K2O-Al2O3多段绝热450～550℃

20～50MPa5～10烃类水蒸气转化Ni列管式500～850℃

3MPa2～4一氧化碳变换CuO-ZnOFe2O3-Cr2O3绝热绝热200～250℃

3Mpa350～500℃

3MPa2～62～4二氧化硫氧化V2O5-K2O多段绝热420～600℃

0.1MPa5～10甲醇合成CuO-ZnO-Cr2O3多段绝热，列管式200～300℃

3MPa2～8乙苯合成ZSM5分子筛多段绝热350～450℃

1．7～2MPa1/8～1/4乙苯脱氢Fe3O4-K2O-Cr2O3多段绝热,列管式550～650℃0.05～0.1MPa2～4乙烯部分氧化Ag列管式200～270℃

1～2MPa1～4苯氧化V2O5-MnO列管式350℃ 0.1MPa1～2甲醇部分氧化Ag列管式600～700℃

0.1MPa0.3～1丁烯氧化脱氢铁尖晶石绝热350～580℃

0.1MPa催化重整Pt多段绝热460～525℃

0.8～2MPa0.01～0.5乙炔加氢Pd绝热30～100℃ 5MPa0.1～0.5甲醛三聚离子交换树脂绝热离子交换绝热常温 常压表固定床反应器的重要工业应用谢谢观

看反应过程及设备的选择与操作固定床反应器型式选择原则与温度控制固定床反应器型式选择原则在工业上选择固定床反应器时，应考虑以下条件，保证径向、轴向温度分布均匀，并使反应维持最适宜的温度范围；催化剂装填量充足，并能充分发挥作用；气体物料通过催化剂层的阻力要小，并可加大空间速度以强化生产；还要考虑到设备结构简单、操作方便，安全可靠等因素。固定床反应器型式选择原则影响固定床反应器选型的最重要的因素是反应的热效应。单段绝热式固定床反应器由于结构简单往往成为首先考虑的对象，但这种反应器在反应过程中无法和外界进行热交换。当反应热效应较大时，可以采用多段绝热式固定床反应器；对强放热反应，多段绝热式固定床反应器需要的段数可能会多到不经济的程度，这时采用列管式固定床反应器将更有利。固定床反应器的温度控制固定床传热较差，而化学反应又多半伴有热效应，化学反应对温度的依赖关系又很强，因此，传热与控温问题就成为固定床技术中的关键所在。由于反应是在粒内进行的，因此固定床的传热实质上包括了粒内传热，粒子与流体间的传热以及床层与器壁的传热等几方面。对于在非绝热条件下进行的放热反应来说，在反应器的入口端，由于反应物的浓度高，反应速度快，单位反应器容积的放热速度大于除热速度，因而物料的温度将沿轴向逐渐上升。然而随着反应的进行，反应物的浓度下降，逐渐达到放热速度小于除热速度的地步，温度就会沿轴向逐渐下降。这样就会在轴向出现温度极大点，称为热点。如设计或操作不当，强放热反应的热点温度有可能失去控制，飞速上升，称做“飞温”。“飞温”的结果可能造成催化剂失效，甚至引起更严重的事故。固定床反应器的温度控制这是放热反应的轴向温度分布示意图，为防止飞温现象发生，固定床放热反应常采取措施为：严格控制进料温度低于反应器内的平均温度、降低进口反应物浓度、降低入口端催化剂的活性或浓度(用惰性填料稀释)和提高进料速度等方法。总之固定床反应器的操作条件是相当严格的，操作时必须引起重视。谢谢观

看反应过程及设备的选择与操作换热式固定床反应器换热式固定床反应器为了维持适宜的温度条件，需要用换热介质来移走或供给热量。根据换热介质的不同，可分为对外换热式反应器和自身换热式反应器。对外换热式反应器以各种热载体为换热介质的换热式反应器称为对外换热式反应器，在化工生产中应用最多的是换热条件较好的列管式固定床反应器。这种反应器由多根管子并联组成，通常在管内充填催化剂，管间通热载体（在用高压水或高压蒸汽作热载体时，把催化剂放在管间，管内走反应气体），原料气体自上而下通过催化剂床层进行反应，反应热则由床层通过管壁与管外的热载体进行热交换。对外换热式反应器列管式反应器的管子由导热系数较大的金属材料制成。管径的选择和反应热效应有关，为使床层径向温度分布均匀，一般取25～50mm为宜，热效应愈大选用管径愈小。根据生产规模，列管数可为数百根到数千根，甚至达到万根以上。对外换热式反应器为使气体在各管内分布均匀，以满足反应过程所需的停留时间和温度条件，要求催化剂颗粒大小尽可能均匀，装填时保证床层各部分的数量和分布，力求各管阻力相等。催化剂粒径应小于管径的八分之一，防止近壁处出现沟流，但为了减少流动压降，粒径不宜过小，一般在2～6

mm左右，不小于1.5mm。对外换热式反应器热载体的选用可根据反应的温度范围、热效应、操作状况及过程对温度波动的敏感性等来确定，合理地选择热载体，是控制反应温度和保持反应器操作稳定的关键。热载体应在反应条件下稳定、不生成沉积物、无腐蚀性，具有较大的热容及价廉易得等性质。常用的热载体有水、加压水（373～573K）、导生液（联苯和二苯醚混合物，473～623K）、熔盐（如硝酸钠、硝酸钾和亚硝酸钠混合物，573～773K）、烟道气（873～973K）等。热载体温度与反应温度相差不宜太大，以免造成接近管壁的催化剂过冷或过热，影响催化剂作用的发挥。热载体必须循环，以增强传热效果。对外换热式反应器采用不同的热载体和热载体循环方式的列管式固定床反应器的结构如图所示。图1是乙炔与氯化氢合成氯乙烯反应器，采用沸腾水为热载体，反应热使沸腾水部分气化经出口引出，将蒸汽冷凝后由沸腾水入口重新进入反应器循环使用，属沸腾循环，其特点是整个反应器内温度基本恒定。对外换热式反应器图2是萘氧化反应器，以熔盐为热载体，以旋桨式搅拌器强制熔盐循环，属内部循环，此类反应器结构比较复杂。对外换热式反应器图3是乙烯环氧化反应器，以有机热载体带走反应热，反应器外部设置热载体冷却器，属外部循环。对外换热式反应器图4是乙苯脱氢反应器，以燃烧气为载热体。对外换热式反应器列管式固定床反应器换热效果较好，催化剂层的温度较易控制，加上反应器内物料流动接近于平推流，有可能将副反应限制在较低程度，因此，对于原料成本高、副产物价值低以及分离不易的情况特别适用。但这种反应器结构比较复杂，而且不宜在高压条件下操作。自身换热式反应器（双套管）在反应器内，以原料气为换热介质，通过管壁与反应物料进行换热以维持反应温度的反应器，称为自身换热式反应器。这种反应器只适用于高压条件下、热效应不大的放热反应，其优点是热量能做到自给，不需要另设高压换热设备，如图所示。为使催化剂层温度分布合理，工业上常在催化剂层内插入各种各样的冷却管，然而大量冷却管的存在，减少了催化剂的装填量，影响到反应器的生产能力。谢谢观

看反应过程及设备的选择与操作绝热式固定床反应器固定床反应器的基本概念固定床式反应器是因为反应器内填充有固体催化剂颗粒或固体反应物，在反应过程中颗粒固定不动而得名，一般多用于气固相催化反应。固定床反应器的温度调节在气固相固定床反应器操作中，催化反应的温度控制非常重要。对于不可逆反应和可逆的吸热反应，在催化剂活性允许的范围内，应尽可能提高反应温度，

以保持高的反应速率，提高设备的生产能力。对于可逆的放热反应，则存在给

定转化率下的最适宜温度，亦即反应速率最大时的温度。最适宜温度一般随转化率升高而逐步降低，如果能使催化剂床层内的温度随着反应的进行沿着最适

宜温度变化，就可以使反应达到较高的转化率，还可以使反应器保持大的生产

能力。对于有副反应发生的复杂反应，还必须考虑避免发生副反应的温度条件。固定床反应器的温度调节温度对催化剂的活性及使用寿命有直接影响，当温度超过催化剂的耐热温度时，由于催化剂有效组分的升华、半融或烧结，而使催化剂活性很快降低，影响催化剂的使用寿命。因此固定床反应器的温度调节非常重要。固定床反应器的温度调节根据反应器的温度调节方法的不同换热式固定床反应器固定床反应器绝热式固定床反应器绝热式固定床反应器适用场合绝热操作是在与外界断绝热量交换的条件下进行的。若为放热反应，则反应放出的热量将使反应混合物的温度升高。所以绝热式固定床反应器虽然结构简单，设备费用低，但只适用于放热量不大和反应混合物的热容量大的反应，因为催化剂床层进出口的温差较大，不适于温度允许变化范围窄的反应。绝热式固定床反应器分类径向反应器绝热式固定床反应器轴向反应器轴向反应器1-矿渣棉；2-瓷环；3-催化剂轴向反应器一般为空心的圆筒体，在器内下部装有栅板，催化剂均匀堆置其上形成床层；物料进口处有保证气流均匀分布的气体分布器，预