固定床反应器的工艺计算

固定床反应器的工艺计算，一般包括催化剂用量、 反应器床层高度和直径、传热面积及床层压力降 的计算等。
固定床反应器的工艺计算，主要有经验法和数学模 型法。
经验法：用实验室、中间试验装置或工厂现有装置 中最佳条件测得的数据，如空速、催化剂的空时 收率及催化剂的负荷等作为设计依据，按规定的 生产能力计算并确定催化剂的用量、床高、床径 等的计算。该法简单，但精确度较差。
u0
V0 At
反应器高度和直径的计算：
根据经验取u0→At→ΔP校核
At
V0 u0
H
VR At
u0
VR V0
绝热时：
D 4 At
列管式：dt→n
角形排列： D 4 At
At Nt 2 sin 60 2e
或
n
At
4
d
2 t
若为正三
n
VR
4
d
2 t
H
（N为圆整后的列管数）
3、床层传热面积的计算与校核：
固定床反应器的工艺计算
第三组
汇报人：丁志娇
组员：丁志娇 孟各丽 潘利颖 李阳 曹秀 曹蓉 张伟 李培华 周礼靳
固定床反应器的工艺计算
固定床反应器工艺设计原则 ➢ 工艺设计不只是一个单纯的催化剂用量及优化计算，而是
根据工艺的特点和工程实际情况，应用工程的观点来确定 最优工艺操作参数。 ➢ 应根据工艺操作参数、设备制备和检修、催化剂的装卸等 方面的要求综合起来选用催化床的类型和结构。 ➢ 高压反应器的筒体内要设置催化床、床外换热器、冷激气 管和热电偶管，有时还要放置开工预热用的电加热器。这 些部件要在反应器内合理地组合，催化剂的装载系数要高 ，气流分布要均匀，气流通过反应器的压降要小。 ➢ 机械结构要可靠，要考虑到反应器内某些部件处于高温状 况下的机械强度和温差应力等因素。 ➢ 多段式催化床要妥善地设计段间气体和冷激气体的分布以 及均匀混合装置。
式中：K的计算根据经验选取。
经验法工艺计算的前提是新设计计算的反应 器也能保持与提供数据的装置相同的操作 条件，如催化剂性、粒度、原料组成、流 体流速、温度和压力等。由于规模的改变 ，要做到全部相同是困难的，尤其是温度 条件。因此这种方法虽能在缺乏动力学数 据的情况下简单方便地估算出催化剂体积 ，但因对整个反应系统的反应动力学、传 质、传热等特性缺乏真正的了解，因而是 比较原始的、不精确的，不能实现高倍数 的放大。
➢ 数学模型法：根据反应动力学可分为非均相与拟 均相两类；根据催化床中温度分布可分为一维模 型和二维模型；根据流体的流动状况又可分为理 想流动模型（包括理想置换和理想混合流动模型 ）和非理想流动模型。
固定床反应器的工艺计算内容（经验法）
➢ 催化剂用量的计算。
。
➢ 反应器高度和直径的计算。
➢ 传热面积的计算与校核。
2.催化剂空时收率：单位质量（或体积）的 催化剂在单位时间内所获得的目的产物量
3.催化剂负荷：单位质量的催化剂在单位时 间内所处理的某一原料量。
➢ 床层线速度u与空床速度u0:
床层线速度u:反应条件下气体通过催化剂床层自由截面的速率。
u V0
At
空床速度u0:反应条件下气体通过床层截面时的速率。
谢谢观赏
➢ 床层压力降的计算与校核。
1.空速：单位体积的催化剂在单位时间内所 通过的原料标准体积流量，称为空间速率 ，简称空速。
SV
V
接触时间τc：反应条件下，气体通过催化剂床层中自由空间所需
要的时间。
C
VR
V0
SV
T 273
101 .310 3 P
1 3600

式中：V0：反应条件下气体的体积流量。