固定床催化反应器的应用.ppt

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@ 分类：动设备和静设备 定型设备和非标设备 规格（巩固：苯加氢制环己烷） 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 任务一 固定床催化反应器的工业应用 《固定床反应器原理及岗位操作技术》 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 补充知识 反应器：化工生产过程中，存在化学反应的设备：管式反应器、釜式反应器、塔式反应器（包括板式塔、填料塔、鼓泡塔和喷雾塔反应器等）、固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、滴流床反应器等。 停留时间：是指物料质点从进入反应器开始，到离开反应器为止，在反应器中的总停留时间。 返混：在连续反应过程中返混是一个重要的工程概念。返混又称逆向混合，是指不同年龄质点之间的混合。 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 对 A+B R反应而言判断下列为何种操作方式 A B A B A R B A B R 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