第五章气－固相催化反应工程第五章气－固相催化反应工程第一节概述第一节概述55－－11气－固相催化反应器的基本类型气－固相催化反应器的基本类型55－－22反应器设计原则反应器设计原则55－－33催化反应器的数学模型催化反应器的数学模型第二节第三节固定床的三传特性第二节第三节固定床的三传特性第四节第五节第四节第五节第六节第七节第六节第七节第八节流化床及其数学模型第八节流化床及其数学模型第九节催化反应过程进展第九节催化反应过程进展各类固定床及其数学模型各类固定床及其数学模型第一节概述第一节概述气－固相催化反应器固定床反应器流化床反应器绝热式换热式内冷式外冷(热)多段绝热单段绝热55－－11气－固相催化反应器的基本类型气－固相催化反应器的基本类型一、绝热式固定床催化反应器二、连续换热式固定床催化反应器1，单段绝热式（适用于放热和吸热反应）55－－11气－固相催化反应器的基本类型气－固相催化反应器的基本类型--固定床固定床（（packedbedcatalyticreactor)packedbedcatalyticreactor)（（fixedbedreactor)fixedbedreactor)平衡温度线最佳温度线xxTT原料气产物催化剂平衡温度线最佳温度线xxTT22，多段固定床绝热反应器，多段固定床绝热反应器（（aa）间接换热式）间接换热式ⅠⅠⅣⅣⅢⅢⅡⅡ22，多段固定床绝热反应器，多段固定床绝热反应器平衡温度线最佳温度线xxTT（（bb）原料气冷激式）原料气冷激式ⅠⅠⅣⅣⅢⅢⅡⅡ22，多段固定床绝热反应器，多段固定床绝热反应器(c)(c)非原料气冷激式非原料气冷激式ⅠⅠⅣⅣⅢⅢⅡⅡ平衡温度线最佳温度线xxTT平衡温度线二、连续换热式固定床催化反应器蒸汽原料调节阀催化剂补充水产物（a）内冷自热式（b）外冷列管式（c）外部供热管式二、连续换热式固定床催化反应器①①管径：一般为管径：一般为2525～～50mm50mm的管子，但不小于的管子，但不小于25mm25mm。。②②催化剂粒径：应小于管径的催化剂粒径：应小于管径的88倍，通常固定床用倍，通常固定床用的粒径约为的粒径约为22～～6mm6mm，不小于，不小于1.5mm1.5mm。。③③传热所用的热载体：传热所用的热载体：沸水可以用于沸水可以用于100℃100℃～～300℃300℃的温度范围。的温度范围。联苯与联苯醚的混合物以及以烷基萘为主的石油馏联苯与联苯醚的混合物以及以烷基萘为主的石油馏分能用于分能用于200200～～350℃350℃的范围。的范围。无机熔盐无机熔盐((硝酸钾，硝酸钠及亚硝酸钠的混合物硝酸钾，硝酸钠及亚硝酸钠的混合物))可可用于用于300300～～400℃400℃的情况。的情况。对于对于600600～～700℃700℃左右的高温反应，只能用烟道气作左右的高温反应，只能用烟道气作为热载体。为热载体。列管式反应器优点：列管式反应器优点：①①传热较好，管内温度较易控制；传热较好，管内温度较易控制；②②返混小、选择性较高；返混小、选择性较高；③③只要增加管数，便可有把握地进行放大；只要增加管数，便可有把握地进行放大；④④对于极强的放热反应，还可用同样粒度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的惰性物料来稀释催化剂适用原料成本高，副产物价值低以及分离适用原料成本高，副产物价值低以及分离不是十分容易的情况。不是十分容易的情况。温度温度床层深度床层深度温度温度反应进度反应进度三套管并流式冷管催化床温度分布及操作状况三套管并流式冷管催化床温度分布及操作状况轴向反应器轴向反应器VSVS径向反应器径向反应器111ζ=(3)3th3pveffRkDVSVS固定床反应器优缺点固定床反应器优缺点①固定床中催化剂不易磨损；②床层内流体的流动接近于平推流，与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。③由于停留时间可以严格控制，温度分布可以适当调节，因此特别有利于达到高的选择性和转化率，在大规模的化工生产中尤为重要。①固定床中的传热较差；①固定床中的传热较差；②催化剂的更换必须停产进行。②催化剂的更换必须停产进行。ΔP5003002001005012umf1050100空床流速u0㎝/s固定床流化床夹带开始ΔP=W/At斜率=1流态化现象...
