漿態(tài)床反應(yīng)器
漿態(tài)床反應(yīng)器其特征在于反應(yīng)器至少包括以下四部分部件:入口
氣體分布器,換熱管部件,固液分離部件,出口除塵除沫器部件,
所以漿態(tài)床與其他反應(yīng)器相比,其優(yōu)點是:
1.持液量大,具有良
好的傳熱傳質(zhì)和混合性能,反應(yīng)溫度均勻,反應(yīng)器中無熱點從在,
即使應(yīng)用于強(qiáng)放熱反應(yīng)也不會發(fā)生超溫現(xiàn)象;
2.采用很細(xì)的催化
劑用量,催化劑內(nèi)外傳遞的阻力均較小,即使對于快速反應(yīng),效率
因子也能接近于1,能充分發(fā)揮催化劑的作用;
3.對活性衰減迅
速的催化劑,可方便的排出或更換催化劑;
4.可內(nèi)置外置冷卻設(shè)施,
方便的排出反應(yīng)熱。其缺點:
(1)從液相產(chǎn)物中分離固體催化劑,
常需附設(shè)裝置費用昂貴的過濾設(shè)備;
(2)液相連續(xù)操作時返混大,
流型接近于全混流,要達(dá)到高轉(zhuǎn)化率,常需幾個反應(yīng)器串聯(lián);
(3)液固比高,當(dāng)存在均相副反應(yīng)時,會使均相副反應(yīng)顯著增加。從其
優(yōu)缺點比較,其優(yōu)點大于缺點,而發(fā)展迅速。
漿態(tài)床反應(yīng)器一般有循環(huán)式反應(yīng)器,射流式反應(yīng)器,沉降式反應(yīng)
器,機(jī)械攪拌釜式反應(yīng)器,氣流鼓泡懸浮反應(yīng)器5種,其其優(yōu)點基
本一樣,但缺點各有不同:循環(huán)式,射流床反應(yīng)器能耗較大,且易
于造成催化劑的磨損,射流床不適于催化反應(yīng)過程;沉降式反應(yīng)器適
用于間歇過程,一般更多用于廢水處理的過程,不宜做連續(xù)生產(chǎn);
機(jī)械攪拌釜式反應(yīng)器由于能耗過大對催化劑磨損高,常用作實驗室
反應(yīng)器;氣流鼓泡懸浮反應(yīng)器存在的不足是:氣體入口噴嘴設(shè)置在
反應(yīng)器底部,氣體自下而上經(jīng)過氣體分布器,在出現(xiàn)故障斷氣時容
易造成堵塞或逆流,固體懸浮液排出進(jìn)行處理,如果需要將催化劑
返回,需要較大的能耗和造成機(jī)械磨損反應(yīng)在漿態(tài)床中進(jìn)行時,氣體以鼓泡形式通過懸浮有固體細(xì)粒的液體(漿液)層,以實現(xiàn)氣液固相反應(yīng)過程的反應(yīng)器。漿態(tài)反應(yīng)器中液相可以是反應(yīng)物,也可以是懸浮固體催化劑的載液。例如,許多不飽和烴及其衍生物的加氫反應(yīng)屬于前者;乙烯或丙烯的聚合反應(yīng)用懸浮有催化劑的環(huán)己烷則屬于后者。
漿態(tài)床應(yīng)用的實例有:
(1)一步法合成二甲醚。固體催化劑顆粒
懸浮于惰性溶劑中,反應(yīng)氣體溶入溶劑并穿過溶劑層到達(dá)催化劑表面發(fā)生反應(yīng)又稱三相床。漿態(tài)床器結(jié)構(gòu)簡單,溶劑熱容較大,催化劑顆粒與惰性礦物油形成漿液,合成氣與催化劑混合更充分;反應(yīng)熱容易移出,對強(qiáng)放熱反應(yīng)容易實現(xiàn)等溫操作,不容易出現(xiàn)催化劑熱失活和副產(chǎn)物。反應(yīng)器中各處的溫度比較均勻,易于控制,防止了催化劑局部過熱問題,降低了催化劑失活速率:與固定床相比漿態(tài)床的CO轉(zhuǎn)化率較高,而合成氣的H2/CO比較低,有利于含富CO的煤基合成氣作原料。
(2)南非SASOL公司F-T合成反應(yīng)器采用了漿態(tài)床,在2.5MPA,溫度250℃,采用鐵系催化劑生產(chǎn)以柴油為主的油品。
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