固定床反應(yīng)器工藝計(jì)算

1、固定床反應(yīng)器的工藝計(jì)算固定床反應(yīng)器的工藝計(jì)算第三組第三組匯報(bào)人：丁志嬌匯報(bào)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(yīng)器的工藝計(jì)算固定床反應(yīng)器的工藝計(jì)算n 固定床反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)原則固定床反應(yīng)器工藝設(shè)計(jì)原則 工藝設(shè)計(jì)不只是一個單純的催化劑用量及優(yōu)化計(jì)算，而是工藝設(shè)計(jì)不只是一個單純的催化劑用量及優(yōu)化計(jì)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)。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、催化劑的裝卸等應(yīng)根據(jù)工藝

2、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)。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。，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機(jī)械結(jié)構(gòu)要可靠，要考慮到反應(yīng)器內(nèi)某

3、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。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(jì)段間氣體和冷激氣體的分布以多段式催化床要妥善地設(shè)計(jì)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(yīng)器的工藝計(jì)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(jì)算等。固定床反應(yīng)器的工藝計(jì)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(jì)依據(jù)，按規(guī)定的收率及催化劑的負(fù)荷等作為

4、設(shè)計(jì)依據(jù)，按規(guī)定的生產(chǎn)能力計(jì)算并確定催化劑的用量、床高、床徑生產(chǎn)能力計(jì)算并確定催化劑的用量、床高、床徑等的計(jì)算。該法簡單，但精確度較差。等的計(jì)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(yīng)器的工藝計(jì)算內(nèi)容（經(jīng)驗(yàn)法）固定床反應(yīng)器

5、的工藝計(jì)算內(nèi)容（經(jīng)驗(yàn)法） 催化劑用量的計(jì)算。催化劑用量的計(jì)算。 反應(yīng)器高度和直徑的計(jì)算。反應(yīng)器高度和直徑的計(jì)算。 傳熱面積的計(jì)算與校核。傳熱面積的計(jì)算與校核。 床層壓力降的計(jì)算與校核。床層壓力降的計(jì)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 u 接觸時間接觸時間 c c：反應(yīng)條件下，氣體通過催化劑床層中自由空間所需反應(yīng)條件下，氣體通過催化劑床層中自由空間所需要的時間。要的時間。36001103 .10127330PTSVVVRC式中：式中：V0：反應(yīng)條件下氣體的體積流量。：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（

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(fù)荷：單位質(zhì)量的催化劑在單位時催化劑負(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。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(yīng)條件下氣體通過催化劑床層自由截面的速率。反應(yīng)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(yīng)條件下氣體通過床層截面時的速率反應(yīng)條件下氣體通過床層截面時的速率。tAVu00n 反應(yīng)器高度和直徑的計(jì)算：反應(yīng)器高度和直徑的計(jì)算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(jì)算與校核：、床層傳熱面積的計(jì)算與校核：式中：中：K的計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。的計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取。 經(jīng)驗(yàn)法工藝計(jì)算的前提是新設(shè)計(jì)計(jì)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