固定床反應(yīng)器的工藝計算.ppt

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固定床反應(yīng)器的工藝計算,第三組匯報人：丁志嬌組員：丁志嬌孟各麗潘利穎李陽曹秀曹蓉張偉李培華周禮靳,固定床反應(yīng)器的工藝計算,固定床反應(yīng)器工藝設(shè)計原則工藝設(shè)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(diǎn)和工程實(shí)際情況，應(yīng)用工程的觀點(diǎn)來確定最優(yōu)工藝操作參數(shù)。應(yīng)根據(jù)工藝操作參數(shù)、設(shè)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(jié)構(gòu)。高壓反應(yīng)器的筒體內(nèi)要設(shè)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(yù)熱用的電加熱器。這些部件要在反應(yīng)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(yīng)器的壓降要小。機(jī)械結(jié)構(gòu)要可靠，要考慮到反應(yīng)器內(nèi)某些部件處于高溫狀況下的機(jī)械強(qiáng)度和溫差應(yīng)力等因素。多段式催化床要妥善地設(shè)計段間氣體和冷激氣體的分布以及均勻混合裝置。,,固定床反應(yīng)器的工藝計算，一般包括催化劑用量、反應(yīng)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(yīng)器的工藝計算，主要有經(jīng)驗(yàn)法和數(shù)學(xué)模型法。經(jīng)驗(yàn)法：用實(shí)驗(yàn)室、中間試驗(yàn)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、催化劑的空時收率及催化劑的負(fù)荷等作為設(shè)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、床徑等的計算。該法簡單，但精確度較差。,數(shù)學(xué)模型法：根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)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）和非理想流動模型。,固定床反應(yīng)器的工藝計算內(nèi)容（經(jīng)驗(yàn)法）催化劑用量的計算。反應(yīng)器高度和直徑的計算。傳熱面積的計算與校核。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(biāo)準(zhǔn)體積流量，稱為空間速率，簡稱空速。,SV,,V,接觸時間τc：反應(yīng)條件下，氣體通過催化劑床層中自由空間所需要的時間。,式中：V0：反應(yīng)條件下氣體的體積流量。,2.催化劑空時收率：單位質(zhì)量（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.催化劑負(fù)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。,床層線速度u與空床速度u0:床層線速度u:反應(yīng)條件下氣體通過催化劑床層自由截面的速率。,空床速度u0:反應(yīng)條件下氣體通過床層截面時的速率。,反應(yīng)器高度和直徑的計算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取u0→At→ΔP校核絕熱時：,列管式：dt→n或若為正三,角形排列：（N為圓整后的列管數(shù)）,3、床層傳熱面積的計算與校核：,式中：K的計算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。,經(jīng)驗(yàn)法工藝計算的前提是新設(shè)計計算的反應(yīng)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，要做到全部相同是困難的，尤其是溫度條件。因此這種方法雖能在缺乏動力學(xué)數(shù)據(jù)的情況下簡單方便地估算出催化劑體積，但因?qū)φ麄€反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)動力學(xué)、傳質(zhì)、傳熱等特性缺乏真正的了解，因而是比較原始的、不精確的，不能實(shí)現(xiàn)高倍數(shù)的放大。,,謝謝觀賞,