固定床反應器工藝計算

1、固定床反應器的工藝計算固定床反應器的工藝計算第三組第三組匯報人：丁志嬌匯報人：丁志嬌組員：丁志嬌組員：丁志嬌 孟各麗孟各麗 潘利穎潘利穎 李陽李陽 曹秀曹秀 曹蓉曹蓉 張偉張偉 李培華李培華 周禮靳周禮靳固定床反應器的工藝計算固定床反應器的工藝計算n 固定床反應器工藝設計原則固定床反應器工藝設計原則 工藝設計不只是一個單純的催化劑用量及優(yōu)化計算，而是工藝設計不只是一個單純的催化劑用量及優(yōu)化計算，而是根據(jù)工藝的特點和工程實際情況，應用工程的觀點來確定根據(jù)工藝的特點和工程實際情況，應用工程的觀點來確定最優(yōu)工藝操作參數(shù)。最優(yōu)工藝操作參數(shù)。 應根據(jù)工藝操作參數(shù)、設備制備和檢修、催化劑的裝卸等應根據(jù)工藝

2、操作參數(shù)、設備制備和檢修、催化劑的裝卸等方面的要求綜合起來選用催化床的類型和結構。方面的要求綜合起來選用催化床的類型和結構。 高壓反應器的筒體內(nèi)要設置催化床、床外換熱器、冷激氣高壓反應器的筒體內(nèi)要設置催化床、床外換熱器、冷激氣管和熱電偶管，有時還要放置開工預熱用的電加熱器。這管和熱電偶管，有時還要放置開工預熱用的電加熱器。這些部件要在反應器內(nèi)合理地組合，催化劑的裝載系數(shù)要高些部件要在反應器內(nèi)合理地組合，催化劑的裝載系數(shù)要高，氣流分布要均勻，氣流通過反應器的壓降要小。，氣流分布要均勻，氣流通過反應器的壓降要小。 機械結構要可靠，要考慮到反應器內(nèi)某些部件處于高溫狀機械結構要可靠，要考慮到反應器內(nèi)某

3、些部件處于高溫狀況下的機械強度和溫差應力等因素。況下的機械強度和溫差應力等因素。 多段式催化床要妥善地設計段間氣體和冷激氣體的分布以多段式催化床要妥善地設計段間氣體和冷激氣體的分布以及均勻混合裝置。及均勻混合裝置。 固定床反應器的工藝計算，一般包括催化劑用量、反應器床層高度和直徑、傳熱面積及床層壓力降的計算等。固定床反應器的工藝計算，主要有經(jīng)驗法和數(shù)學模型法。經(jīng)驗法：用實驗室、中間試驗裝置或工廠現(xiàn)有裝置經(jīng)驗法：用實驗室、中間試驗裝置或工廠現(xiàn)有裝置中最佳條件測得的數(shù)據(jù)，如空速、催化劑的空時中最佳條件測得的數(shù)據(jù)，如空速、催化劑的空時收率及催化劑的負荷等作為設計依據(jù)，按規(guī)定的收率及催化劑的負荷等作為

4、設計依據(jù)，按規(guī)定的生產(chǎn)能力計算并確定催化劑的用量、床高、床徑生產(chǎn)能力計算并確定催化劑的用量、床高、床徑等的計算。該法簡單，但精確度較差。等的計算。該法簡單，但精確度較差。 數(shù)學模型法：根據(jù)反應動力學可分為非均相與擬數(shù)學模型法：根據(jù)反應動力學可分為非均相與擬均相兩類；根據(jù)催化床中溫度分布可分為一維模均相兩類；根據(jù)催化床中溫度分布可分為一維模型和二維模型；根據(jù)流體的流動狀況又可分為理型和二維模型；根據(jù)流體的流動狀況又可分為理想流動模型（包括理想置換和理想混合流動模型想流動模型（包括理想置換和理想混合流動模型）和非理想流動模型。）和非理想流動模型。n 固定床反應器的工藝計算內(nèi)容（經(jīng)驗法）固定床反應器

5、的工藝計算內(nèi)容（經(jīng)驗法） 催化劑用量的計算。催化劑用量的計算。 反應器高度和直徑的計算。反應器高度和直徑的計算。 傳熱面積的計算與校核。傳熱面積的計算與校核。 床層壓力降的計算與校核。床層壓力降的計算與校核。 1.空速：單位體積的催化劑在單位時間內(nèi)所通過的原料標準體積流量，稱為空間速率，簡稱空速。SV V u 接觸時間接觸時間 c c：反應條件下，氣體通過催化劑床層中自由空間所需反應條件下，氣體通過催化劑床層中自由空間所需要的時間。要的時間。36001103 .10127330PTSVVVRC式中：式中：V0：反應條件下氣體的體積流量。：反應條件下氣體的體積流量。2.催化劑空時收率：單位質(zhì)量（

6、或體積）的催化劑在單位時間內(nèi)所獲得的目的產(chǎn)物量3.3.催化劑負荷：單位質(zhì)量的催化劑在單位時催化劑負荷：單位質(zhì)量的催化劑在單位時間內(nèi)所處理的某一原料量。間內(nèi)所處理的某一原料量。 床層線速度床層線速度u u與空床速度與空床速度u u0 0: :床層線速度床層線速度u:u:反應條件下氣體通過催化劑床層自由截面的速率。反應條件下氣體通過催化劑床層自由截面的速率。 tAVu0空床速度空床速度u0:u0:反應條件下氣體通過床層截面時的速率反應條件下氣體通過床層截面時的速率。tAVu00n 反應器高度和直徑的計算：反應器高度和直徑的計算：根據(jù)經(jīng)驗取根據(jù)經(jīng)驗取u u0 0AtPAtP校核校核絕熱時：絕熱時： 00uVAt00VVuAVHRtRtAD4列管式：列管式：dtn 或若為正三或若為正三24ttdAnHdVntR24角形排列：角形排列： （N為圓整后的列管數(shù)）為圓整后的列管數(shù)）tAD4eNtAt260sin23、床層傳熱面積的計算與校核：、床層傳熱面積的計算與校核：式中：中：K的計算根據(jù)經(jīng)驗選取。的計算根據(jù)經(jīng)驗選取。 經(jīng)驗法工藝計算的前提是新設計計算的反應器也能保持與提供數(shù)據(jù)的裝置相同的操作條件，如催化劑性、粒度、原料組成、流體流速、溫度和壓力等。由于規(guī)模的改變，要做到全