反应过程与技术 固定床反应器的计算

1£V~~Tp~—ONOVTpR0Tp§2-4 固定床反应器的计算Calculationoffixedbed计算内容：①催化剂用量；②床层高度和直径；③传热面积；④床层压力降。计算基础：反应动力学方程；物料衡算；热量衡算。固定床反应器的经验计算法：利用实验室；中间试验装置；工厂现有装置最佳条件测得数据。一．催化剂用量的计算 Calculationofcatalystuselevel1.空间速度：SpacevelocityS 二;0NfV~原料气体积（标）流量VVONRV、_VR~催化剂填充体积意义：单位体积催化剂在单位时间内通过原料标准体积流量 2.接触时间：ContacttimeVE 广p二 V0〜反应条件下，反应物体积流量 0Y<£〜床层空隙率•/PV=nRT,pV=nRT0ON0:.V 二 VTp^代入 p 二 0ONTp0T 二 273K,p=101.3x103p00a3.空时收率：Spacetimeyield(STY)24.催化剂负CatalystloadW〜原料\Kg/h]W~catWS意义：反应物流经床层时，单位质量（或体积）催化剂在单位时间内所获得的目的产物量。单位质量催化剂在单位时间内通过反应所消耗的原料5.床层线速度与空床速度 LinearvelocityandsuperficialvelocityV线速度：u-—反应体积在反应下，通过催化剂床层自由截面积的速率。空床速度：u0二才在反应条件下，反应气体通过床层截面积时的气速。使用条件：所设计的反应器与提供数据的装置具有相同的操作条件（cat、卩、、原料、u、T、P 等）•••不可能完全相同•••只能估算。二．反应器床层高度及直径的计算 Calculationofreactor体积一定：：床层高度 HTT 床层截面积 A/T 气速uT,流动阻力 APTT 动力消耗 T；'床层高度 H/TATTu/，对传热不利，另：H 太小,气体易产生短路。根据经验：①取气体各空床速度;② 再计算床层工截面积；③ 校床层阻力降;④ 确定床层的结构尺寸。3床层截面积：ARV=—0-uV0~气本体积流量 3/h）气体空床速度（m催化剂床层高度：VH=―^=u-R-AR0V0VR~催化剂床层体积 C3）绝热反应器（圆筒形状）：1/2 d~单管内径 tA列管反应器，管数：n=仃 R兀VR兀"d2H4t圆壳管式反应器（壳程装催化n〜反应管程数；d°〜反应管外径；N〜实际管数采用正三角形排列：总面积：D=A=Nt2Sin6OoR(4AR\1/2+2①V=—D2u实40=-^25-2.5x2)X10-3】三．催化剂床层传热面积的计算A=-^-Q〜热量衡算确定；At~通用公式计算（并、逆流）KAtmmK〜取经验数据或计算四.床层压力降 AP 同前举例：《工厂装备》P96例—8P1014,已知：略求：略解:4②Fx22.4xT=VoT 实Tp)=V 厶标 Tp 丿opV-nRTpV=nRTV=nx22.4oVT3.77x10...