绝热式固定床催化反应器.ppt

8）微化工技术 微化工技术是20世纪90年代兴起的一门新的学科,它着重研究时空特征尺度在数百微米和数百毫秒以内的微型设备和并行分布系统中的过程特征和规律。微化工系统通常包括了微热系统、微反应系统、微分离系统和微分析系统。微型设备的面积体积比很大,表面作用增强,传递作用比在常规尺度的设备中提高了2～3个数量级。其最大的优点就是可以实现科研成果从实验室到工业过程的直接放大，而不需要经过小试、中试的过程。这一技术是对现有化工技术和设备制造的重大突破，将对整个化工生产产生巨大影响。 9）催化-吸附耦联 定义：催化-吸附耦连，是催化合成的同时产物被一种固体吸附剂所选择性吸附，使催化与吸附过程同时进行的一种技术。 10）催化-催化耦联 定义：催化-催化耦连是指在一个反应器内，使用双功能催化剂，或两种不同功能的催化剂，将原料气经催化合成中间产品，再进一步催化合成最终产品的技术。 一步法催化-催化耦连生产二甲醚流程 大作业：论文 内容：催化反应过程的必威体育精装版研究进展题目：自拟要求：1）查阅催化反应过程研究进展的必威体育精装版文献资料。2）论文撰写要求观点明确，论据充分，结构严谨，逻辑性强。3）字数2000-3000字。4）论文格式要符合科技论文写作规范。5）独立完成，雷同论文成绩均按0分计。 （2）催化床出口温度受耐热温度限制 A、各段出口温度都受耐热温度限制 平衡温度线 最佳温度线 x T B 平衡温度线 最佳温度线 x T A Tmax D 独立变量数 条件式原形： 最佳分配的条件式分析 条件式的解析分析 最佳分配方法：利用条件式求出第一段的出口转化率X1，确定第一段出口状态点B，过B点做绝热操作线与T轴交于A点，即为第一段进口状态点A, 依次类推做m段绝热操作线，若XAm≥XAf，则分配结束，若XAm＜XAf，则m段不够，需要增加段数。 C 平衡温度线 最佳温度线 x T B A Tmax D 平衡温度线 最佳温度线 x T B、部分段出口温度都受耐热温度限制 若共n段，前n1段受限制，后n-n1段不受限制。 最佳分配时，前n1段按受限制的条件式分配，后n-n1段按不受限制的条件式分配。 Tmax 平衡温度线 最佳温度线 x T （3）给定段数，能否达到出口转化率的预估 在不计较反应体积最小的情况下，分析多段完成规定转化率的最大可能性。 每一段：出口的最大转化率为平衡转化率，进口冷却的最低温度为催化剂起始活性温度。 在平衡温度曲线和催化剂起始活性温度之间，做n段分配，若Xn大于Xf说明可能性存在，若Xn小于Xf，则不可能。 Tmax （4）最佳分配的局限 上述最佳分配的目标函数为催化剂用量，分配结果使反应体积最小，这种方法只适用于确定的初始条件，是局部的最佳化，广义的最佳化为全系统的优化。 4）多段冷激式各段始末温度，转化率和冷激气量的最佳分配 Ⅰ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅳ Ⅲ Ⅱ 反应和换热同时进行，边反应，边换热，换热器设置在床层内。 催化剂装在冷管间而与冷管内未反应气体连续换热，未反应气体经冷管预热至催化床进口温度，故称为自热式。 连续换热式操作状况：开始有一绝热段，为绝热操作，升温至冷却段的进口，已接近最佳温度，冷却段连续换热，接近最佳温度曲线操作。 平衡温度线 最佳温度线 x T 平衡温度线 最佳温度线 x T 5.4 连续换热内冷自热式催化反应器 某些反应热并不大而在高压下进行反应，如中、小型氨合成及甲醇合成，要求高压容器的催化剂装载系数较大，采用连续换热内冷白热式催化反应器。 氨合成过程在超过l0MPa压力且 340-500℃温度下进行，要求使用的材质能耐高温高压及高温、高压下的氮氢腐蚀，催化反应器采用内外简体分开的结构，内筒为高合金钢制，内璧载催化剂，能耐高温，但只承受内外筒间的压力差。未反应的氮氢混合气进入内外筒间的外环隙向下进入床外换热器管间预热后，进入催化床的冷管内继续升温，然后进入催化床反应，反应后气体进入床外换热器管内换热。外筒由进入反应器的未反应气体冷却，只承受高压而不承受高温，可用低合金钢。 内冷自热式催化反应器的一维平推流数学模型 催化剂装载在冷管管间的内冷自热式催化床一般来用一维平推流模型，并计人催化床内筒与高压外筒之间的外环隙传热，现以并流三套管式氨合成催化床为例讨论其一维平推由数学模型。 1) 绝热层 目前，对不同型号的氨合成催化剂，大都发表了本征动力学模型，均可使用基于不均匀表面吸附的捷姆金模型，即： 热量衡算 绝热层的数学模型 2) 冷却层 冷却层反应速率方程 冷却层热量衡算方程 冷却层的数学模型 5.5 催化反应过程进展 5.5.1 概述 1）催化剂的多样性和应