精细化工过程及设备第五章 催化过程设备讲解.ppt

4 ．反应器截面当量直径或管径的计算 第五章 催化过程的设备 ： 原料预处理 产物后处理 反应过程 将室温下是以固态存在的反应组分，制备成气体 — 蒸气态 混合物物料的操作。 熔化设备可制成锅或箱的形式，不必有搅拌装置，通常采 用蒸汽加热，传热装置可做成蛇管、夹套等形式，以采用夹套 为宜。 如萘氧化制苯酐中萘的熔化器，就是一个焊制的钢锅，内 部有蛇管，用于加热用的水蒸气在其中循环，要熔化的物料由 人孔加人，已熔化的物料由管子从锅中导出，但需将要熔化的 物料预先磨细，以使熔化过程进行得快。 —— 固态物料 —— 气态物料 进入催化反应器的气体为克服阻力，需先经 压缩 。压缩前需 先除去其中悬浮状的 固态杂质 ，常采用气体过滤器，如苯酐生产 中作为净化空气用的滤布过滤器见图 5-2 。 压缩后的气体中会夹带少量的 油质 ，需净化除去，用 除油器 除去，见图 5 － 3 ，油滴在铁皮上沉积下来，流至器底。 液体汽化和气体混合物的制备可按不同方法和在 各种不同构造的设备中进行，工业上常采用的两种 方法是： 一种是在沸点下进行汽化 ，即先汽化，而后使 蒸气与气体混合； 另一种是在低于沸点下进行汽化 ，即使液体的 汽化与蒸气和气体的混合两种过程同时完成。 1. 在沸点时进行汽化的设备 ( 学生分析 ) 1. 2. 3. 4. 5. 连管 小规模生产中常采用的汽化器图 5 － 6 1. 2. 水蒸气夹套 3. 网板（填料） 4. 液体导管 5. 气体导管 6. 连管 2. 低于沸点温度下进行汽化的设备 此类设备用于低于沸点温度的液体蒸气和气体混 合，此汽化过程是物质从一相传递到另一相的扩散过 程，可采用： 表面型 ； 表面膜型 ； 鼓泡型 等设备来实现此汽化过程。 由塔的下部引入热 的气体，由中部通过喷 淋装置引入热的液体， 液体在向下流动过程中 淋洗下部填料，并在填 料表面上汽化，气体在 向上流动时为蒸气所饱 和，上部填料同时起除 沫器的作用。 连续操作的表面膜型汽化器 液体 气体 鼓泡型汽化器 被做成锅的形式， 装有水蒸气夹套 1 ，鼓 泡器 2 和除沫器 3 。要 进行汽化的液体可间 歇地或连续地由上部 连管引入，同时气体 连续不断的由鼓泡器 2 引入，饱和了液体的 蒸气经除沫器 3 排出。 液体 气体 1. 气体导管 2. 水蒸气蛇管 3. 液体导管 4. 制动阀 5. 浮子 6. 排出口 液体 气 体 第二节 反应设备（反应器） ? 反应器是用来进行接触催化过程的设备，亦称转化 器，此类设备的构造决定于进行这类过程的条件。 如接触过程，是气体和蒸气态反应组分于固体 催化剂存在下发生的相互作用，相当于气－固体系， 一般用来同时处理固态和气态物料的设备，对于实 现接触过程都是合适的，但不宜装有搅拌装置，以 免引起催化剂的破碎和流失。 ? 气固相催化反应通常是在高温下进行（如 250 — 600 ℃），所以须采用能保证达到高温的热源、如 导热油、融盐、烟气等。压力可影响化学平衡进行 的方向、过程进行的速度和设备的生产能力。 ? 催化反应速度很快，并伴有显著热效应，应有高效 传热装置。催化反应一般经过几个转化阶段进行， 在各阶段中分别有不同的产品生成，其纯度和产率 决定于反应温度，因此控制反应温度十分重要。 一 . 催化反应器分类 ? 如果颗粒固定在位置上成为密相固定床，则为 固定 床反应器。 ? 如果颗粒堆积在缓慢移动的密相床中．排出结垢的 颗粒并加入新鲜的颗粒，则为 移动床反应器。 ? 如果催化剂颗粒被向上流动的气体托住如流化床那 样，则为 流化床反应器。 ? 如果催化剂颗粒悬浮在液体中，则为 悬浮床反应器 。 √ 固定床反应器 又称填充床反应器，装填有固体催化剂用以实现 多相反应过程 的一种 反应器 。 固体物通常呈颗粒状，粒径 2 ～ 15mm 左右 , 堆积 成一定高度（或厚度）的床层。床层静止不动，流体 通过床层进行反应。它与 流化床反应器 及 移动床反应 器 的区别在于固体颗粒处于静止状态。 固定床反应器主要用于实现气固相催化