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文檔簡介

1、固定床反應器內的傳質與傳熱固定床反應器的工藝計算 固定床反應器內的傳質與傳熱固定床反應器內的傳質傳質過程： 外擴散、內擴散催化反應的總速度考慮內擴散和動力學后的總速度才是實際催化反應速度 催化劑的有效系數 =0.01 1 =1 動力學控制 1內擴散控制 傳熱過程傳熱過程分析：以放熱反應為例反應熱從催化劑的內表面向外表面傳遞。反應熱從催化劑的外表面向氣相主體傳遞。反應熱少部分由反應后的物料沿軸向帶走，大部分沿徑向通過催化劑和流體構成的床層傳到器壁，再由熱載體帶走。 床層對壁總給熱系數t的計算：w/m2.dQ= t (Tm-Tw)dA= t dt(Tm-Tw)dl式中： t ：由為利瓦提出床層被加

2、熱時：（吸熱反應）床層被冷卻時：（放熱反應） P91例36、P91例37 固定床反應器的工藝計算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化計算，而是根據工藝的特點和工程實際情況，應用工程的觀點來確定最優工藝操作參數。 應根據工藝操作參數、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。高壓反應器的筒體內要設置催化床、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。這些部件要在反應器內合理地組合，催化劑的裝載系數要高，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，要考慮到反應器內某些部件處于高溫狀況下的機械強度和溫差應力

3、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及均勻混合裝置。設計方法經驗法：用實驗室、中間試驗裝置或工廠現有裝置中最佳條件測得的數據，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，按規定的生產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。數學模型法：根據反應動力學可分為非均相與擬均相兩類；根據催化床中溫度分布可分為一維模型和二維模型；根據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。固定床反應器的工藝計算內容（經驗法）催化劑用量的計算。反應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。 催化劑用量的計算空速Sv：單位體積的催化劑在單位時間內所通過的原料的標準體積流量。SV 接觸時間c：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。 式中：V0：反應條件下氣體的體積流量。空時收率Sw：單位質量或體積的催化劑在單位時間內所獲得的目的產物量。 催化劑的負荷Sg：單位質量的催化劑在單位時間內通過化學反應所消耗的原料量。 床層線速度u與空床速度u0:床層線速度u:反應條件下氣體通過催化劑床層自由截面的速率。 空床速度u0:反應條件下氣體通過床層截面時的速率。 反應器高度和直徑的計算：根據經驗取u0AtP校核 絕熱時： 列管式：dtn

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