固定床反应器的优缺点课件.pptVIP

固定床反应器固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层静止不动，气体反应物自上而下流过床层，进行反应的装置称作固定床反应器。

固定床反应器的结构

固定床催化反应器传热方式不同绝换式自热热热式式

（一）绝热式固定床反应器绝热式反应器又分为单段和多段绝热式两类，反应时不与外界进行任何热量交换。放热反应，反应中多放出的热量完全用来加热物料本身，物料的温度将升高，称之为“绝热温升”。反之，为吸热反应时，物料的温度将降低，称为“绝热温降”

1.单段绝热式固定床反应器u反应器外壳包裹绝热保温层，使催化剂床层与外界没有热量交换。中空圆筒的底部放置搁板，上面堆放固体催化剂。气体从上而下通过催化剂床层。u结构简单，床层横截面温度均匀。单位体积内催化剂量大，即生产能力大。但只适用于热效应不大的反应。

原料气绝热式固定床反应器催化剂产物

多段绝热式反应器

2.多段绝热式固定床反应器u热效应大，常把催化剂床层分成几段(层)，段间采用间接冷却或原料气（或惰性组分）冷激，以控制反应温度在一定的范围内。u下图是用于SO转化的多段绝热反应器，2段间引入冷空气进行冷激。对于这类可逆放热反应过程，通过段间换热形成先高后低的温度变化，提高转化率和反应速率。

（二）列管式固定床反应器

乙炔法合成氯乙烯反应器

列管式固定床反应器的特点u热效应较大，不宜采用绝热式反应器，可采用换热式固定床反应器。此设备如同列管式换热器，又称为列管式固定床反应器。u反应器由多根反应管并联构成，管径一般为25-30㎜，管数可达万根以上。管内装催化剂，传热介质流经管间进行加热或冷却，如下图。

列管式反应器优点：l传热较好，管内温度较易控制；l返混小、选择性较高；l只要增加管数，便可有把握地进行放大；l对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰性物料来稀释催化剂l适用:原料成本高，副产物价值低以及分离不是十分容易的情况。

（三）自热式反应器u采用反应放出的热量来预热新鲜的进料，达到热量自给和平衡，其设备紧凑，可用于高压反应体系。u但其结构较复杂，操作弹性较小，启动反应时常用电加热。

二、固定床反应器的优缺点l固定床层内的气相流动接近平推流，有利于实现较高的转化率与选择性；l可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力；l结构简单、催化剂机械磨损小，适合于贵金属催化剂；l反应器的操作方便、操作弹性较大。

固定床反应器缺点l催化剂颗粒较大，有效系数较低；l催化剂床层的传热系数较小，容易产生局部过热；l催化剂颗粒的更换费事，不适于容易失活的催化剂。

练一练1.固定床反应器内的催化剂可以长期使用的原因。2.分析为什么列管内催化剂颗粒不宜过大，也不宜过小？

小结l固定床反应器的分类；l固定床反应器的结构；l固定床催化反应器的特点。

作业布置l1.固定床反应器可分为哪几种？l2.简述不同类型固定床反应器的结构及特点。l3.简述固定床催化反应器的优缺点。