氣固相催化反應(yīng)器

1、氣固相催化反應(yīng)器概述氣固相反應(yīng)宏觀動力學(xué)概述氣固相催化反應(yīng)器的基本類型：固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器n 固定床反應(yīng)器定義：在反應(yīng)器中，若原料氣以一定流速通過靜止催化劑的固體層，通常把這類反應(yīng)器稱為固定床反應(yīng)器。特點： 優(yōu)點：a.操作中氣流可看成是理想置換，完成相同的生產(chǎn)任務(wù)所需要的有效體積小，催化劑用量少。b.氣體的停留時間可以嚴(yán)格控制，有利于選擇性的提高。c.催化劑不易磨損，可長時間連續(xù)使用。d.可用于高溫高壓下操作。 缺點：a.導(dǎo)熱性能差，溫控難。b.難于使用小顆粒催化劑。c.催化劑再生、更換均不方便等。 n流化床反應(yīng)器 定義：若原料氣通過反應(yīng)器時，固體顆粒受流體的影響而懸浮于氣流中，這類反

2、應(yīng)器稱為流化床反應(yīng)器。特點優(yōu)點：（1）傳熱效率高，床內(nèi)溫度易于維持均勻。這對于熱效應(yīng)大而對溫度又很敏感的過程是很重要的，因此特別地被應(yīng)用于氧化、裂解、焙燒以及干燥等各種過程。（2）大量固體粒子可方便地往來輸送。這對于催化劑迅速失活而需隨時再生的過程（如催化裂化）來說，正是能否實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵。此外，單純作為粒子的輸送手段，在各行業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用。（3）可采用細(xì)顆粒催化劑，可以消除內(nèi)擴散阻力，充分發(fā)揮催化劑的效能。 缺點：（1）氣流狀況不均，不少氣體以氣泡狀態(tài)經(jīng)過床層，g-s兩相接觸不夠有效，在要求高轉(zhuǎn)化率時，這種狀況更為不利。（2）粒子運動基本上是全混式，因此停留時間不一，在以粒子為

3、加工對象時，可影響產(chǎn)品質(zhì)量的均一性，且轉(zhuǎn)化率不高；另外粒子的全混也造成氣體的部分返混，影響反應(yīng)速度和造成副反應(yīng)的增加。（3）粒子的磨損和帶出造成催化劑的損失，并要有旋風(fēng)分離器等粒子回收系統(tǒng)。 氣固相反應(yīng)宏觀動力學(xué)氣固相反應(yīng)宏觀動力學(xué)n 氣固相催化反應(yīng)本征動力學(xué) 氣固相反應(yīng)本征動力學(xué)是研究不受擴散干擾條件下的固體催化劑與其相接觸的氣體之間的反應(yīng)動力學(xué)。 氣固相催化反應(yīng)過程一般而言氣固相催化反應(yīng)過程經(jīng)歷以下串聯(lián)的七個步驟：n控制步驟：如果其中某一步驟的速率與其他各步的速率相比要慢得多，以致整個反應(yīng)速率取決于這一步的速率，該步驟就稱為速率控制步驟。動力學(xué)控制擴散控制n本征動力學(xué)方程 雙曲線型本征動力學(xué)方程 在Ni催化劑上的混合異辛烯加氫生成異辛烷反應(yīng)動力學(xué)方程為：冪函數(shù)型本征動力學(xué)方程如焦姆金導(dǎo)出的鐵催化劑上氨合成反應(yīng)動力學(xué)方程為：實際應(yīng)用中常以冪函數(shù)型來關(guān)聯(lián)非均相動力學(xué)參數(shù)，其準(zhǔn)確性不比雙曲線型方程差，且僅有反應(yīng)速率常數(shù)，不包含吸附平衡常數(shù)，在進行反應(yīng)動力學(xué)分析和反應(yīng)器計算中，更能顯示其優(yōu)越性，得到廣泛應(yīng)用。5 . 125 . 11233223HNHNHHNNHppkpppkr)1 ()()(RRBBBAABRAApKpKKppKKpppkrn 氣固相反應(yīng)宏觀動力學(xué)宏觀動力學(xué)：除了研究反應(yīng)分子間的反應(yīng)速率外，還包括相際和相內(nèi)的質(zhì)量、熱量與動量的傳遞過程和反應(yīng)器內(nèi)物料流動狀態(tài)等。以