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巖征儀器-固定床反應器關鍵工藝參數與設計要點

來源:上海巖征實驗儀器有限公司   2025年06月13日 14:53  

五、關鍵工藝參數與設計要點

1. 操作參數優化
  • 空速(Space Velocity)

    • 定義:單位時間單位體積催化劑處理的流體體積(SV,單位:h?1)。

    • 公式:\(SV = \frac{\text{流體體積流量(標準狀態)}}{\text{催化劑床層體積}}\)

    • 影響:空速過高導致停留時間短,轉化率下降;空速過低則生產效率降低。

  • 溫度分布

    • 強放熱反應(如氨合成)需通過分段進料、惰性氣稀釋等方式控制 “熱點” 溫度,避免催化劑燒結。

2. 床層設計關鍵
  • 催化劑粒徑:通常 1-5 mm,粒徑過小導致壓降劇增,過大則傳質阻力增加(如加氫反應常用 2-3 mm 球形催化劑)。

  • 高徑比(H/D):一般 5-10,確保流體分布均勻(H/D 過小易短路,過大則壓降過高)

六、工業案例:苯乙烯固定床催化脫氫反應器

項目技術參數
反應原理\(\text{C?H?-CH?-CH?} \xrightarrow[\text{550-650℃}]{\text{Fe?O?催化劑}} \text{C?H?-CH=CH?} + \text{H?}\)(吸熱反應)
反應器類型多段絕熱式固定床,3-4 段催化劑床層,段間通入水蒸氣(稀釋劑、供熱、除焦)
工藝優化- 水蒸氣與乙苯摩爾比 10:1,維持低分壓促進平衡右移- 定期通入空氣燒炭再生催化劑(壽命 6-12 個月)


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