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流化床反应器 采用流化床换热的固定床反应器
自 g 1 宁 年
化 学 工
寝
第
期
1
采 用流化床 换热 的 固定床反应 器
金
涌
毕 德 明 苏 群 尚斌
清 华大 学
北京 第二 制 药厂
摘
要
本 文 讨论 了列 管 式 固 定 床 反应 器 采 用 流化 床 换热 在技术上 的合 理 性 与
可能 性 提 出这类反应 器 的设 计方案 以 及 中型 工 业 装置 的初步 使用 情 况
,
,
。
为 了 有效地 从 固定 床反 应 器 中移 出 反应 热 应 装 置 之一 矿 物油
、
,
列管式 固定 床 反 应器 是 通 用 的气 固 相 催化 反
,
,
列 管 管径通 常采 用在 2 0 ~ 5 0 毫 米之间
,
、
因而 具 有较大 的换 热面 积
,
,
一 般应 用 于
、
强 放 热或 吸 热 反应 过 程 二 苯 混 合物
:
由 于 反 应所 需 控 制温 度 的 不 同
、
管 间 的传 热介 质可 以 采用 水 蒸汽
25 0
。
熔盐
N
a
烟 道气 等 0 % 4
,
、
。
在 反 应 温 度 要求 控制 在
a
, ~ 5 0 。 之 间时 常 常推
荐 熔盐 ( K N O
3 % 5
、
N O:
N
N O。 7%
4 熔 点为 1
:
2 )
譬 如 用 禁或 邻二 甲苯 为原
,
料 生 产 苯 醉 的 固定 床 反 应器 ( 反 应温 度
反 应 器 虽 然 已 应 用 干工 业 生 产
、
37 0 ) 就 是 一 个 典型
的例 子 ( 图 1 )
,
这 种 熔 盐 式 列管
,
但 仍 存 在 着 严 重 的 问题
·
由于 熔盐 载 热 体 在 常 温 下 凝 固
。 。
所 以 需 要 有 熔化 输 送和 使 用 后 熔 盐 升 温 或 降温 等 辅 助 设 备 操 作也不 方 便 容量 也 不 甚 大 C
,
由 于 熔 盐 的热
,
P
一 0
,
.
2 千 卡/ 公斤 3
,
,
所 以 需 要 有适 当的循 环量
,
熔 盐在 管 间 流动
,
利
,
用显 热带 走 反 应 热
所 以 必 然 有轴 向 的温 度 分 布
虽 然 熔 盐多 从 器壁 环 隙 引 出 和 引 入
,
由于
,
其粘 度大 流 动 性能 差
对 反应 控 制也 不 利
由
2 1600
。
中心 与外 壁 附 近 的流 速 差 明 显 所 以 也 必然 有 一定 的径 向温 度梯度
3 6
.
尤 其 是反 应 器 直 径 设 计 得 愈 来 愈 大 ( 据 报 道 有生 产 能 力 为
6
万吨 /年
根 小2 5 毫米 组成 直 径 为
,
米 的 邻二 甲苯 氧化 制 苯醉 的 列 管反 应器 )
,
,
,
为 了 保证 管间
。
的温 度 均 匀 要 求 比 较高
,
必 须 在 反 应 器 管 间 加 有 熔 盐 搅拌装 置 才成
。
这 样使 反 应 器 结 构 更 加 复 杂 化
。
熔盐 对 于 金 属 材 质 有 一 定 的 腐蚀 性
, ,
要 求 相 应 的 合 金 钢 材 和 防 腐措施
熔 盐 反 应器 加 工
,
如 有 渗 漏 可 能 造 成严 重 事故 综 合 以上 原 因 使列 管式 固定床 反 应 器 在 这 一 温 度 区 域 使 用 受 到 限 制 目前 多采 用 流化 床 反应器 但 是 一 般在 流化床 中反 应 的 转化 率 选择性 和 收 率 都 比 固定床 要差 而 且 有 些
反
、
,
应 过程 也 无 法适 应 流 化 床 的操 作
层 温度 一 致
,
,
为 了解 决生 产 实 践 中提 出 的这一 类 课 题
,
,
考虑 到流化 床床
加 热均 匀
,
给 热 系 数大 等 突 出 优 点
, ,
采 用 管 间 流 化床 传 热
。
,
管 内 固定 床 反 应 的
列 管式 反应器 来 代 替熔盐 式反 应 器
叫
可 能 是 解 决 的 有效 途 径 之一 再加 上 矿物 油
, ,
矛
流 化 床可 以调 节 控制 温 度范 围 宽
二苯 混 合 物 本 来也 不 是很理想 的传 热
所 以 采 用流 化 床 冷却 或 加 热
,
介质
,
而 烟 道 气 与 直 接烧嘴 加 热等形 式又 容 易造 成 局 部 过 热
,
可肇有更 广阔的 傅用 前景
一杯 一
·
目 前对子 固 定 床反应 器和 流 化 床 分 别 已 经 作 了大 量 的研 究 工 作
践经 验
, `
,
积 累 了较丰富 的工 亚 卖
根 据 现 有文 献资料
,
可 提 出 以 下 设 计 指导 忘 思
。
一
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1 一 列 管式 固定床 反 应 器 ;
2
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