固定床反应器简介.ppt

www.EastS www.EastS 固定床反应器装置介绍 目录 一、应用范围 二、工艺设备简介 三、原料和产品 四、工艺原理 五、工艺流程 六、操作方法 一、应用范围 固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。广泛应用在石油炼制工业（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)、有机化学工业等领域(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） 本单元模拟的乙炔加氢反应系统，其作用是除去脱乙烷塔顶气相混合碳二组份中的乙炔。 二、工艺设备简介 绝热式固定床反应器 反应器绝热措施良好，无热量损失且与外界无热量交换。对于可逆放热反应，依靠本身放出的反应热而使反应气体温度逐渐升高，催化剂床层入口气体温度高于催化剂的起始活性温度，而出口气体温度低于催化剂的耐热温度。 绝热式固定床反应器分为：单端绝热式和多段绝热式 优点： ①返混小，流体同催化剂可进行有效接触，固定床反应器当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。 ②催化剂机械损耗小。 ③结构简单。 缺点： ①传热差，反应放热量很大时，即使是列管式反应器也可能出现飞温（反应温度失去控制，急剧上升，超过允许范围）。 ②操作过程中催化剂不能更换，催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用，常代之以流化床反应器或移动床反应器。 对于乙炔加氢反应器（后加氢），常用的固定床反应器有两种：径向绝热式固定床反应器（有时采用多级串联）和列管式固定床反应器（等温反应器）。本单元为两段床层的绝热式固定床反应器。 三、原料和产品 原料：来自脱乙烷塔塔顶的碳二混合烃，包括86%乙烯、12%乙烷、1.6%乙炔；15.8℃氢气和粗氢。 产品：脱除乙炔后的碳二混合烃，温度为-9.6℃，乙炔含量小于5X10-6 反应器 反应器 富炔碳二 氢气 无炔碳二 四、工艺原理 混合烃与氢气混合经过换热之后进入反应器，在催化剂的作用下，进行乙炔加氢反应生成乙烯，固体物通常呈颗粒状，粒径2～15mm左右，堆积成一定高度（或厚度）的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。 五、工艺流程 脱乙烷塔塔顶物料经加热后进入乙炔转化器（R101A/B），采用选择性加氢生成乙烯的方法，除去物料中所含的乙炔。本装置设有两台反应器，进行切换操作，使催化剂在不影响连续操作的情况下，用过热蒸汽和空气的混合物对催化剂进行再生。 该加氢步骤分两步完成以提高反应的选择性。 高纯度氢气 二段反应器进料中 粗氢（含有CO） 一段反应器进料中 反应器进料首先通过换热器（E101）换热，其次由预热器E102中的低压蒸汽加热到反应温度。再次，它进入第一个反应器床层，并向下流经催化剂床层。在第一个床层中应有大约75%的乙炔被转化。一段的排放物流在乙炔转化器中间冷却器中被冷却以脱除反应的热量，最后进入第二个反应器床层，对剩余的乙炔进行加氢反应。 用于该工艺的催化剂是一种采用散布在氧化铝上的钯金属的加氢催化剂。第一段催化剂是作为一种选择性催化剂操作，其操作条件设定用于加强乙炔转换为乙烯的反应。第二段催化剂是一种较小选择的模式，可将反应器排放物流中的乙炔降到最低程度。 六、操作精要 1. 分程控制 分别控制加热蒸汽（LS）量和不经过换热器的原料量，正常温度控制在30℃。 TIC1001的OP值在0~50%之间，对应A阀从100%~0的实际开度，此时B阀处于全关状态，当OP=0，则A阀全开；反之，当 OP=100%,则B阀全开。 E101 E102 TIC 1001 B阀 A阀 LS 2. 比值控制 在本装置中，由于氢气的流量大小影响反应器床层的温度和出口乙炔浓度，所以本装置采用比值控制控制碳二混合烃进料和氢气进料，即当进料量FIC1001接近给定值时（投自动），FIC1002投串级，使氢气投入比值控制；同理，当二段反应器达到投用条件时，FIC1003也用比值控制。 3、开车操作要点 （1）碳二混合烃进料，反应器冲压。 注：初始引入碳二混合烃时，阀门开度不宜过大。 （2）引氢气。 开车时要先建立好碳二混合烃的正常流量，并建立起