第五章 反應(yīng)設(shè)備的使用與維護(hù)

1、第五章第五章 反應(yīng)設(shè)備的使用與維護(hù)反應(yīng)設(shè)備的使用與維護(hù) 第一節(jié) 反應(yīng)設(shè)備的工作過(guò)程及類型 第二節(jié) 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 第三節(jié) 反應(yīng)設(shè)備的使用及維護(hù) 第一節(jié)第一節(jié) 反應(yīng)設(shè)備的工作過(guò)程及類型反應(yīng)設(shè)備的工作過(guò)程及類型 定義：用于完成化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備稱為反應(yīng)設(shè) 備（也稱反應(yīng)器）。 一、反應(yīng)設(shè)備的工作過(guò)程及作用一、反應(yīng)設(shè)備的工作過(guò)程及作用 煉油、化工生產(chǎn)過(guò)程中，在反應(yīng)器中進(jìn)行的不 僅僅是單純的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，同時(shí)還存在著流體 流動(dòng)、物料傳熱、傳質(zhì)等物理傳遞過(guò)程 。 反應(yīng)器的工作過(guò)程就是以化學(xué)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的 反應(yīng)過(guò)程和以熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、動(dòng)量傳遞為 基本內(nèi)容的傳遞過(guò)程同時(shí)進(jìn)行、相互作用、相互 影響的復(fù)雜過(guò)程

2、。 一個(gè)設(shè)計(jì)合理、性能良好的反應(yīng)器，應(yīng)能滿足如下 幾方面的要求： 滿足化學(xué)動(dòng)力學(xué)和傳遞過(guò)程的要求，做到反應(yīng)速 度快、選擇性好、轉(zhuǎn)化率高、目的產(chǎn)品多、副產(chǎn) 物少。 能及時(shí)有效地輸入或輸出熱量，維持系統(tǒng)的熱量 平衡，使反應(yīng)過(guò)程在適宜的溫度下進(jìn)行。 有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕能力，滿足反應(yīng)過(guò)程 對(duì)壓力的要求，保證設(shè)備經(jīng)久耐用，生產(chǎn)安全可 靠。 1. 制造容易，安裝、檢修方便，操作調(diào)節(jié)靈活，生 產(chǎn)周期長(zhǎng)。 二、反應(yīng)設(shè)備的類型二、反應(yīng)設(shè)備的類型 分類型式分類型式反應(yīng)器類別反應(yīng)器類別1反應(yīng)器類別反應(yīng)器類別2應(yīng)用應(yīng)用 1、根據(jù)物料、根據(jù)物料 的聚焦?fàn)顟B(tài)分的聚焦?fàn)顟B(tài)分 類（其實(shí)質(zhì)按類（其實(shí)質(zhì)按 宏觀動(dòng)力學(xué)特宏觀

3、動(dòng)力學(xué)特 征分類）征分類） 均相反應(yīng)器均相反應(yīng)器 氣相反應(yīng)器氣相反應(yīng)器 液相反應(yīng)器液相反應(yīng)器 非均相反應(yīng)器非均相反應(yīng)器 氣氣-液反應(yīng)器液反應(yīng)器苯烴化制乙苯苯烴化制乙苯 氣氣-固反應(yīng)器固反應(yīng)器 乙烯直接氧化乙烯直接氧化 制環(huán)氧乙烷制環(huán)氧乙烷 液液-液反應(yīng)器液反應(yīng)器 液液-固反應(yīng)器固反應(yīng)器 氣氣-液液-固反應(yīng)固反應(yīng) 器器 2、根據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型、根據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型 式分類（其實(shí)質(zhì)是按式分類（其實(shí)質(zhì)是按 傳遞過(guò)程的特性分類）傳遞過(guò)程的特性分類） 釜式反應(yīng)器釜式反應(yīng)器均相反應(yīng)過(guò)程均相反應(yīng)過(guò)程 管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器 均相反應(yīng)過(guò)程均相反應(yīng)過(guò)程 塔式反應(yīng)器塔式反應(yīng)器 非均相反應(yīng)過(guò)程非均相反應(yīng)過(guò)程 固定床反應(yīng)器固

4、定床反應(yīng)器 非均相反應(yīng)過(guò)程非均相反應(yīng)過(guò)程 流化床反應(yīng)器流化床反應(yīng)器 非均相反應(yīng)過(guò)程非均相反應(yīng)過(guò)程 3、根據(jù)操作方法分類、根據(jù)操作方法分類 間歇式反應(yīng)器間歇式反應(yīng)器 半間歇式反應(yīng)器半間歇式反應(yīng)器 連續(xù)式反應(yīng)器連續(xù)式反應(yīng)器 4、根據(jù)溫度條件、根據(jù)溫度條件 分類分類 等溫反應(yīng)器等溫反應(yīng)器 適用于熱效應(yīng)不適用于熱效應(yīng)不 大，或能及時(shí)輸大，或能及時(shí)輸 入或輸入熱量能入或輸入熱量能 夠保證等溫條件夠保證等溫條件 的反應(yīng)過(guò)程。的反應(yīng)過(guò)程。 非等溫反應(yīng)器非等溫反應(yīng)器 5、根據(jù)傳熱方式、根據(jù)傳熱方式 分類分類 絕熱式反應(yīng)器絕熱式反應(yīng)器 外熱式反應(yīng)器外熱式反應(yīng)器 自熱式反應(yīng)器自熱式反應(yīng)器 第二節(jié)第二節(jié) 反應(yīng)器的結(jié)

5、構(gòu)及特點(diǎn)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 一、釜式反應(yīng)器（槽式反應(yīng)器） 優(yōu)點(diǎn)：適用的溫度和壓力范圍寬、適應(yīng)性強(qiáng)、 操作彈性大、連續(xù)操作時(shí)溫度濃度容易控 制、產(chǎn)品質(zhì)量均一。 缺點(diǎn)：用在較高轉(zhuǎn)化率工藝要求時(shí)，需要較 大容積。 適用范圍：通常在操作條件比較緩和的情 況下操作，如常壓、溫度較低且低于物料 沸點(diǎn)時(shí)，應(yīng)用此類反應(yīng)器最為普遍。 基本結(jié)構(gòu)： 殼體 攪拌器 密封裝置 換熱裝置 1、殼體 結(jié)構(gòu)包括：筒體、底、蓋（封頭）、人孔或 手孔、視鏡及各種工藝接管口等。 筒體為圓筒形。 底、蓋常用的形狀有平面、碟形、橢圓形 和球形封頭。 手孔或人孔是為了檢查設(shè)備內(nèi)部空間以及 安裝拆卸設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件而設(shè)置的。 釜式反應(yīng)器的視鏡

6、主要是為了觀察設(shè)備內(nèi) 部的物料反應(yīng)情況。 工藝接管口主要用于進(jìn)、出物料及安裝溫 度、壓力的測(cè)定裝置。 2、攪拌器 攪拌器是釜式反應(yīng)器最重要部件，其作用是加 強(qiáng)物料的均勻混合，強(qiáng)化釜內(nèi)的傳熱和傳質(zhì) 過(guò)程。 常用攪拌器有槳式、框式、錨式、旋槳式、渦 輪式和螺帶式等。槳式、框式和錨式攪拌器 均屬于低速攪拌器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方 便的特點(diǎn)。 v槳式槳式 彎葉開(kāi)啟渦輪彎葉開(kāi)啟渦輪 折葉開(kāi)啟渦輪折葉開(kāi)啟渦輪 推進(jìn)式推進(jìn)式 v平直葉圓盤平直葉圓盤 框式框式 錨式錨式 渦輪螺帶式渦輪螺帶式 螺桿式螺桿式 槳式攪拌器由鋼條制 成，一端為平軛形，是 攪拌器中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的 一種。因槳葉水平裝設(shè)， 故可造成水平液流

7、，一 般僅適用于不需要?jiǎng)×?混合的過(guò)程。 框式攪拌器在水平槳之外增設(shè)垂直槳葉， 形成一個(gè)框，可較好地?cái)嚢枰后w。 錨式攪拌器由鑄鐵制成， 形狀如錨，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)幾乎觸 及釜體的內(nèi)壁，可及時(shí)刮 除壁面沉積物，有利于傳 熱。此種攪拌器適用于粘 稠物料的攪拌。 旋槳式攪拌器用23片推進(jìn) 式槳葉裝于轉(zhuǎn)軸上而成。具有 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、可在較 小的功率下得到高速旋轉(zhuǎn)的優(yōu) 點(diǎn)，但攪拌較高粘度液體時(shí)， 攪拌效率不高。 渦輪攪拌器由一個(gè)或數(shù)個(gè)裝置在直軸上的 渦輪所構(gòu)成。最適用于大的連續(xù)攪拌操作， 除稠厚的漿糊物料外，幾乎可應(yīng)用于任何 情況。缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本較高。 3、密封裝置 靜止的攪拌釜封頭和轉(zhuǎn)運(yùn)的攪拌軸之間設(shè) 有

8、攪拌軸密封裝置，以防止釜內(nèi)物料泄漏。 軸封裝置主要有填料密封和機(jī)械密封兩種。 填料密封的 結(jié)構(gòu)大體上 如圖所示， 它是由襯套、 填料箱體、 填料環(huán)、壓 蓋、壓緊螺 栓等組成。 機(jī)械密封是一種功耗小、泄漏率低、密封性 能可靠、使用壽命長(zhǎng)的轉(zhuǎn)軸密封，被廣泛地應(yīng)用 于各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。與填料密封相比，機(jī)械密封的 泄漏率大約為填料密封的百分之一。機(jī)械密封在 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，除了裝在軸上的浮動(dòng)環(huán)由于磨損需作軸 向移動(dòng)補(bǔ)償外，安裝在浮動(dòng)環(huán)上的輔助密封則隨 浮動(dòng)環(huán)沿軸表面作微小的軸向移動(dòng)，故軸或軸套 被磨損是微不足道的。因而可免去軸或軸套的維 修。由于機(jī)械密封有很多優(yōu)點(diǎn)，因此，在攪拌設(shè) 備上已被大量采用。 雙 端 面

9、機(jī) 械 密 封 的 具 體 結(jié) 構(gòu) 機(jī)械密封的原理是：當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)置在垂直于 轉(zhuǎn)軸的兩個(gè)密封面（其中一個(gè)安裝在軸上隨軸轉(zhuǎn) 動(dòng)，另一個(gè)安裝在靜止的機(jī)殼上），通過(guò)彈簧力 的作用，始終使它們保持接觸，并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 使泄漏不致發(fā)生。機(jī)械密封常因軸的尺寸和使用 壓力增加而使結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。在機(jī)械密封中，由 于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)密封環(huán)須作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而產(chǎn)生磨損和 熱，為了使密封得到潤(rùn)滑和冷卻必須使冷卻潤(rùn)滑 液在密封腔中不斷循環(huán)。 4、換熱裝置 換熱裝置是用來(lái)加熱和冷卻反應(yīng)物料， 使之符合工藝要求的溫度條件的設(shè)備。 各種換熱裝置的選擇主要決定傳熱表面 是否易被污染而需要清洗、所需傳熱面積 的大小、傳熱介質(zhì)的泄漏可能造

10、成的后果 以及傳熱介質(zhì)的溫度和壓力等因素。 二、管式反應(yīng)器 管式反應(yīng)器主要用于氣相、液相、氣-液 相連續(xù)反應(yīng)過(guò)程，由單根（直管或盤管） 連續(xù)或多根平行排列的管子組成，一般設(shè) 有套管或殼管式換熱裝置。 優(yōu)點(diǎn)：容積小、比表面大、返混少、反應(yīng)混 合物連續(xù)性變化、易于控制； 缺點(diǎn)：反應(yīng)速度較慢時(shí)，則所需管子長(zhǎng)，壓 降較大。 單管式反應(yīng)器是最簡(jiǎn)單的一種反應(yīng)器，因其 傳熱面積較小，一般僅適用于熱效應(yīng)較大 的均相反應(yīng)過(guò)程。 多管式反應(yīng)器的反應(yīng)管內(nèi)還可填固體顆粒， 以提高流體湍動(dòng)或促進(jìn)非均一流體相的良 好接觸，并可用來(lái)儲(chǔ)存熱量以更好地控制 反應(yīng)器的溫度。適用于氣-固、液-固非均 相催化反應(yīng)過(guò)程。 單管式反應(yīng)器

11、單管式反應(yīng)器 三、鼓泡塔反應(yīng)器 氣體以鼓泡形式通過(guò)液層進(jìn)行化學(xué)反應(yīng) 的塔式反應(yīng)器，稱為鼓泡塔反應(yīng)器。它廣 泛用于氣-液相反應(yīng)過(guò)程。 鼓泡塔反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)是內(nèi)盛液體的 空心圓筒，底部裝有氣體分布器，殼外裝 有夾套或其他型式換熱器或設(shè)有擴(kuò)大段、 液滴捕集器等。 水平多孔隔板：提高氣體分散程度和減少液 體軸向循環(huán)。 夾套換熱裝置：當(dāng)吸收或反應(yīng)過(guò)程熱效應(yīng)不 大時(shí)，可采用此裝置。 換熱蛇管或塔外換熱裝置：當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)較 大時(shí)可采用此裝置。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、易于實(shí)現(xiàn)大型 化、適宜于加壓操作、在采取防腐措施 （如襯橡膠、瓷磚、搪瓷等）后可以處理 腐蝕性介質(zhì)。 缺點(diǎn)：在簡(jiǎn)單鼓泡塔內(nèi)不能處理密度不均

12、一 的液體。 填料鼓泡塔：為增加氣、液相接觸面積 和減少返混，在塔內(nèi)的液體層中放置填料。 該塔與一般的填料塔不同，其填料是浸 沒(méi)在液體中，填料間的空隙全是鼓泡液體。 該塔中液體在反應(yīng)器中的平均停留時(shí)間 很短，因此雖有利于傳質(zhì)過(guò)程，但傳質(zhì)效 率較低，故不如中間設(shè)有隔板的多段鼓泡 塔效果好。 四、固定床反應(yīng)器 凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體形成的床層而 進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的設(shè)備都稱為固定床反應(yīng)器。 該反應(yīng)器尤其適用于氣-固相催化反應(yīng)過(guò)程。 優(yōu)點(diǎn)： 化學(xué)反應(yīng)速度較快，為完成同樣生產(chǎn)任務(wù)所需 要的催化劑用量和反應(yīng)器體積較小。 有利于提高化學(xué)反應(yīng)的較化率和選擇性。 固定床內(nèi)的催化劑不易磨損，可以較長(zhǎng)時(shí)間連 續(xù)使用。

13、適宜在高溫高壓條件下操作。 缺點(diǎn)： 固定床會(huì)傳熱性較差，溫度控制較困難。 固定床反應(yīng)器不能使用細(xì)粒催化劑，否則 流體阻力增大，影響正常操作。 隨著化工生產(chǎn)的發(fā)展，已出現(xiàn)多種型式的固定隨著化工生產(chǎn)的發(fā)展，已出現(xiàn)多種型式的固定 床反應(yīng)器，以適應(yīng)不同的傳熱要求和傳熱方式，主床反應(yīng)器，以適應(yīng)不同的傳熱要求和傳熱方式，主 要分為絕熱式和換熱式兩大類。要分為絕熱式和換熱式兩大類。 （一）絕熱式固定床反應(yīng)器 1、單段絕熱式反應(yīng)器 一般為一高徑比不大的圓筒體，除在圓筒體下 部裝有柵板外，內(nèi)部無(wú)其他構(gòu)件，柵板上部均勻 堆置催化劑。反應(yīng)氣體經(jīng)預(yù)熱到適當(dāng)溫度后，從 圓筒體上部通入，經(jīng)過(guò)氣體預(yù)分布裝置，均勻通 過(guò)催化

14、劑層進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體由下部引出。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，反應(yīng)器體積利用 率較高； 缺點(diǎn)：整個(gè)反應(yīng)過(guò)程沒(méi)有換熱或僅僅依靠床 壁散熱，當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)較大，而反應(yīng)速度 較慢時(shí)，則不能僅設(shè)置一層催化劑，因此 僅適用于反應(yīng)熱效應(yīng)較小、反應(yīng)溫度允許 波動(dòng)范圍較寬、單程轉(zhuǎn)化率較低的反應(yīng)過(guò) 程； 2、多段絕熱式反應(yīng)器 多段絕熱式反應(yīng)器又分為中間換熱式和冷激式。 中間換熱式是在段間裝有換熱器，其作用是上 一段的反應(yīng)氣冷卻，換熱設(shè)備可放在反應(yīng)器 外，也可放在反應(yīng)器內(nèi)。 冷激式是用冷激氣直接與反應(yīng)器內(nèi)的氣體混合， 以降低反應(yīng)溫度。根據(jù)冷激氣體的不同，又 可分為原料氣冷激式反應(yīng)器和非原料氣冷激 式反應(yīng)器。 （二

15、）換熱式固定床反應(yīng)器 當(dāng)反應(yīng)熱效應(yīng)較大時(shí)，為了維護(hù)適宜的 溫度條件，必須利用換熱介質(zhì)來(lái)移走或供給 熱量。按換熱介質(zhì)不同，可分為對(duì)外換熱式 反應(yīng)器和自身?yè)Q熱式反應(yīng)器。 1、對(duì)外換熱式反應(yīng)器 以各種熱載體為換熱介質(zhì)的換熱式反應(yīng) 器稱為對(duì)外換熱式（或外換熱式）反應(yīng)器。 在化工生產(chǎn)中應(yīng)用最多的是換熱較好的 列管式固定床反應(yīng)器。通常在管內(nèi)充填催 化劑，管間通熱載體，氣體原料自上而下 通過(guò)催化劑床去進(jìn)行反應(yīng)，而反應(yīng)熱由床 層通過(guò)管壁與管外的熱載體進(jìn)行熱交換。 這種反應(yīng)器既適用于放熱反應(yīng)，也適用于 吸熱反應(yīng)。 特點(diǎn)：換熱效果較好，催化劑層的溫度 較易控制，特別適用于以中間產(chǎn)物為目的 的強(qiáng)放熱復(fù)雜反應(yīng)過(guò)程。又

16、因反應(yīng)器內(nèi)物 料流動(dòng)近似于理想平推流，有可能將副反 應(yīng)限制在較低程度。但這種反應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 比較復(fù)雜，而且不宜在高壓條件下操作。 2、自身?yè)Q熱式反應(yīng)器 在反應(yīng)器內(nèi)，換熱介質(zhì)為原料氣，并通 過(guò)管壁與反應(yīng)物料進(jìn)行換熱以維持反應(yīng)溫 度的反應(yīng)器。只適用于熱效應(yīng)不大的放熱 反應(yīng)以及高壓條件的反應(yīng)過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)是既 能做到熱量自給，又不需要另設(shè)高壓換熱 設(shè)備。 選擇固定床反應(yīng)器的原則： 保證徑向、軸向溫度分布均勻，并使反應(yīng)維持在 最適宜的溫度范圍； 催化劑裝量充足，并能充分發(fā)揮作用； 氣體物料通過(guò)催化劑床層的阻力要小，并可加大 空間速度以強(qiáng)化生產(chǎn)，滿足工藝要求，提高產(chǎn)品 收率。 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠

17、。 五、流化床反應(yīng)器 流體原料以一定的流動(dòng)速度使催化劑顆粒 呈懸浮湍動(dòng)，并在催化劑作用下進(jìn)行化學(xué) 反應(yīng)的設(shè)備，稱為流化床反應(yīng)器。它是氣 固相催化反應(yīng)常用的一種反應(yīng)器。 特點(diǎn)： 由于流化床所用固體顆粒比固定床小得多，因而 具有較大的比表面積，使得流化床單位體積內(nèi)氣 固相間接觸面積很大，并且降低了內(nèi)擴(kuò)散阻力， 增加了內(nèi)表面的利用率，從而提高了相界面的傳 質(zhì)、傳熱速度。 由于流化床內(nèi)固體顆粒不斷沖刷換熱器表面的激 烈運(yùn)動(dòng)，促使壁面氣膜變薄，使床面不斷更新， 從而提高了床層對(duì)壁面的給熱系數(shù)，因此所需換 熱器的傳熱面積較小。 由于流化床中的固體顆粒有類似于流體的流動(dòng)性， 因此從床層中取出顆?；蛳虼矊又屑?/p>

18、入新的顆粒都 很方便，可使反應(yīng)過(guò)程和再生過(guò)程實(shí)現(xiàn)連續(xù)化及自 動(dòng)化。 流化床內(nèi)氣流和固體顆粒沿設(shè)備軸向混合（返混） 很嚴(yán)重，使已反應(yīng)的物質(zhì)返回，稀釋了參加反應(yīng)的 物質(zhì)，致使反應(yīng)速度降低。又由于氣體部分成為大 氣泡通過(guò)床層接觸不良，催化劑的利用率降低，氣 體在床層內(nèi)的停留時(shí)間分布不均勻，因而增加了副 反應(yīng)，導(dǎo)致反應(yīng)過(guò)程的轉(zhuǎn)化率下降和選擇性變差。 由于固體顆粒間劇烈碰撞，造成催化劑磨損破 碎，增加了催化劑的損失和防塵的困難。同時(shí)， 由于固體顆粒的磨蝕作用，管子和容器的磨損 也很嚴(yán)重。 適用范圍 熱效應(yīng)很大的放熱或吸熱反應(yīng)，要求有均勻的催 化劑溫度并需要精確控制溫度的化學(xué)反應(yīng)； 催化劑使用壽命短，操作

19、較短時(shí)間就要更新或活 化的反應(yīng)； 某些可以在高濃度下比較安全操作的氧化反應(yīng)。 不適用范圍： 要求高轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)， 要求催化劑床層溫度分布的反應(yīng) （二）流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)（二）流化床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 1、按、按 照固體照固體 顆粒是顆粒是 否循環(huán)否循環(huán) 分類分類 非循環(huán)操作流化床（單器）非循環(huán)操作流化床（單器） 多用于催化劑使用多用于催化劑使用 壽命較長(zhǎng)的氣固相壽命較長(zhǎng)的氣固相 催化反應(yīng)過(guò)程催化反應(yīng)過(guò)程 循環(huán)操作流化床（雙器）循環(huán)操作流化床（雙器） 多用于催化劑使用多用于催化劑使用 壽命較短且容易再壽命較短且容易再 生的氣固相催化反生的氣固相催化反 應(yīng)過(guò)程應(yīng)過(guò)程 2、按、按 照床層照床層 的外形的外

20、形 分類分類 圓筒形流化床圓筒形流化床應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛 圓錐形流化床圓錐形流化床 適用于催化劑粒度適用于催化劑粒度 分布較寬的體系；分布較寬的體系； 也適用于氣體體積也適用于氣體體積 增大的反應(yīng)過(guò)程增大的反應(yīng)過(guò)程 3、按照床層、按照床層 中是否置有中是否置有 內(nèi)部構(gòu)件分內(nèi)部構(gòu)件分 類類 自由床自由床 反應(yīng)速度快、延長(zhǎng)接觸時(shí)間不致反應(yīng)速度快、延長(zhǎng)接觸時(shí)間不致 產(chǎn)生嚴(yán)重副反應(yīng)，或?qū)τ诋a(chǎn)品要產(chǎn)生嚴(yán)重副反應(yīng)，或?qū)τ诋a(chǎn)品要 求不嚴(yán)的催化反應(yīng)過(guò)程求不嚴(yán)的催化反應(yīng)過(guò)程 限制床限制床 反應(yīng)速度慢、級(jí)數(shù)高和副反應(yīng)嚴(yán)反應(yīng)速度慢、級(jí)數(shù)高和副反應(yīng)嚴(yán) 重的氣固相催化反應(yīng)重的氣固相催化反應(yīng) 4、按照床層、按照床層 內(nèi)層數(shù)

21、的多內(nèi)層數(shù)的多 少分類少分類 單層流化床單層流化床氣固相催化反應(yīng)氣固相催化反應(yīng) 多層流化床多層流化床 逆相操作、氣固接觸時(shí)間短，且逆相操作、氣固接觸時(shí)間短，且 滿足不了高轉(zhuǎn)化率及程序變溫要滿足不了高轉(zhuǎn)化率及程序變溫要 求的反應(yīng)求的反應(yīng) 第三節(jié)第三節(jié) 反應(yīng)設(shè)備的使用與維護(hù)反應(yīng)設(shè)備的使用與維護(hù) 一、釜式反應(yīng)器的運(yùn)行與操作 （一）開(kāi)車 通往氮?dú)鈱?duì)聚合系統(tǒng)進(jìn)行試漏、氮?dú)庵脫Q； 檢查轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的潤(rùn)滑情況，投運(yùn)冷卻水、蒸汽、 熱水、氮?dú)?、工廠風(fēng)、儀表風(fēng)、潤(rùn)滑油等系統(tǒng)， 投運(yùn)儀表、電氣、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)； 向聚合釜中加入溶劑或液態(tài)聚合單體； 當(dāng)釜內(nèi)液體淹沒(méi)最低一層攪拌葉后啟動(dòng)釜攪拌器； 繼續(xù)加入溶劑或單體，直到達(dá)

22、正常料位為止； 開(kāi)始升溫，當(dāng)溫度達(dá)某一規(guī)定值時(shí)，向釜內(nèi)加催化 劑、單體、溶劑、分子量調(diào)節(jié)劑等； 控制聚合溫度、壓力、聚合釜料位等工藝指示，使 之達(dá)到正常值。 （二）聚合系統(tǒng)的操作 1、溫度控制（關(guān)鍵操作） 控制聚合溫度的三種方法：控制聚合溫度的三種方法： 通過(guò)夾套冷卻水換熱；通過(guò)夾套冷卻水換熱； 氣相外循環(huán)取熱；氣相外循環(huán)取熱； 裝液外循環(huán)取熱。裝液外循環(huán)取熱。 2、壓力控制 聚合單體為氣相時(shí)：聚合釜壓力通過(guò)催化劑的加 料量和聚合單體的加料量來(lái)控制； 聚合單體為液相時(shí)，聚合釜壓力主要取決于單體 的蒸汽分壓(即聚合溫度）。 3、料位控制 連續(xù)聚合時(shí)通過(guò)聚合漿液的出料速率來(lái)控制。 料位一般控制在7

23、0%左右，料位控制過(guò)低，聚合 產(chǎn)率低，料位控制過(guò)高，會(huì)造成聚合漿液進(jìn)入換 熱器、風(fēng)機(jī)等設(shè)備中造成事故。 4、漿液濃度控制 主要通過(guò)控制溶劑的加入量和聚合產(chǎn)率來(lái)實(shí)現(xiàn)。 聚合產(chǎn)率的高低在聚合溫度的單體加入量不變 的情況下，主要通過(guò)催化劑加入量來(lái)調(diào)節(jié)。 在發(fā)生聚合溫度失控時(shí)，應(yīng)立即停進(jìn)催化 劑、聚合單體，增加溶劑進(jìn)料量，加大循環(huán) 冷卻水量，緊急放火矩泄壓，向后系統(tǒng)排聚 合漿液，并適時(shí)加入阻聚劑。發(fā)生停攪拌事 故時(shí)應(yīng)立即加入阻聚劑，并采取其他相應(yīng)的 措施。 （三）停車 停進(jìn)催化劑、單體，溶劑繼續(xù)加入，維持聚合 系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行一會(huì)兒； 在聚合反應(yīng)停止后，停進(jìn)所有物料，卸料，停 攪拌器和其他運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備； 用氮

24、氣置換，置換合格后待檢修。 二、固定床反應(yīng)器的運(yùn)行與操作(以加氫裂化 反應(yīng)器為例） （一）正常操作及控制 1、反應(yīng)溫度調(diào)控 2、反應(yīng)壓力調(diào)控 3、其它因素（氫油比，空速等） 1、反應(yīng)溫度調(diào)控 催化劑床層溫度是反應(yīng)部分最重要的工藝參數(shù)。 提高反應(yīng)溫度的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：加快反應(yīng)速度 ，加深原料的裂解程度，增加 生成油中低沸點(diǎn)組成含量，增高氣體產(chǎn)率。 缺點(diǎn)：加快催化劑表面積炭結(jié)焦速度，影響使用壽命。 通常在催化劑活性允許的條件下，采用盡可能低 的反應(yīng)溫度。調(diào)控反應(yīng)溫度應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： 控制反應(yīng)器入口溫度。 以加熱爐式換熱器提供熱源的反應(yīng)，要嚴(yán) 格控制反應(yīng)器入口物流的溫度，即控制加熱爐 出口溫度或換熱器終溫，這 裝置重要的工藝指 標(biāo)。 控制反應(yīng)床層間的急冷氫量。 正常操作中，用調(diào)節(jié)急冷氫量來(lái)降低床層溫 度。 原料組成的變化會(huì)引起溫度的變化。 原料組成發(fā)生變化，在加氫條件下，反應(yīng)熱 也會(huì)變化，從而會(huì)引起床層溫度的變化 。 注意反應(yīng)器初期與末期溫度的調(diào)控。 通常在開(kāi)工初期，催化劑的活性較高，反應(yīng) 溫度可低一些；隨著開(kāi)工時(shí)間的延續(xù)，催化劑的 活性有所下降，可在允許范圍內(nèi)適應(yīng)提高反應(yīng)溫 度。 反應(yīng)溫度的限制。 不同反應(yīng)過(guò)程，