固定床-流化床-浆态床的优缺点

固定床反应器

定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。

特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。

应用：主要用于气固相催化反应。

基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。

固定床反应器缺点：

床层温度分布不均匀；

床层导热性较差；

对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。

流化床反应器（沸腾床反应器）

定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。

应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。

原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。

结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。

优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。

缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。

固定床：

一、固定床反应器的优缺点

凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面：

1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。

2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。

3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。

4、适宜于高温高压条件下操作。

由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点：

1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使

物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料温度继续升高，直到反应物浓度降低，反应速度减慢，传热速度超过了反应速度时，温度才逐渐下降。所以在放热反应时，通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点，称为“热点”。如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度会超过工艺允许的最高温度，甚至失去控制而出现“飞温”。此时，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。

2、不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。

3、催化剂的再生、更换均不方便。

固定床反应器虽有缺点，但可在结构和操作方面做出改进，且其优点是主要的。因此，仍不失为气固相催化反应器中的主要形式，在化学工业中得到了广泛的应用。例如石油炼制工业中的裂化、重整、异构化、加氢精制等；无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。

二、固定床反应器的分类

随着化工生产的发展，已出现多种固定床反应器的结构形式，以适应不同的传热要求和传热方式，主要分为绝热式和换热式两大类。

绝热式固定床反应器结构简单，催化剂均匀堆置于床内，一般有下列特点：床层直径远大于催化剂颗粒直径；床层高度与催化剂颗粒直径之比一般超过100；与外界没有热量交换，床层温度沿物料的流向而变化。

换热式固定床反应器以列管式为多，通常管内装催化剂，管间走载热体，一般有下列特点：催化剂的粒径小于管径的8倍；利用载热体来移走或供给热量，床层温度维持稳定。

流化床：

流化床反应器是工业上应用较广泛的一类反应器，适用于催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应系统。

流化床反应器的结构型式很多，传统流化床反应器一般都由壳体、气体分布装置、内部构件、换热装置、气因分离装置、催化剂的加入和卸出装置等组成。

流化床反应器是利用固体流态化技术进行气固相反应的装置。将大量固体颗粒悬浮于运动的流体从而使颗粒具有类似于流体的某些宏观表现特性，这种流固接触状态称为固体流态化。化学工业广泛使用固体流态化技术进行固体的物理加工、颗粒输送、催化和非催化化学加工。目前流态化技术作为一门基础技术已经渗透到国民经济的许多部门，在化工、炼油、冶金、能源、原子能、材料、轻工、生化、机械、环保等各项领域中都可以见到。

流化床反应器的优点

流化床内的固体粒子像流体一样运动，由于流态化的特殊运动形式，使这种反应

器具有如下优点：

1、由于可采用细粉颗粒，并在悬浮状态下与流体接触，流固相界面积大（可高达3280~16400m2/m3），有利于非均相反应的进行，提高了催化剂的利用率。

2、由于颗粒在床内混合激烈，使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致，床层与内浸换热表面间的传热系数很高[200～400W/（m2?K）]，全床热容量大，热稳定性高，这些都有利于强放热反应的等温操作。这是许多工艺过程的反应装置选择流化床的重要原因之一。

3、流化床内的颗粒群有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环。这使得一些反应—再生、吸热—放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。使得易失活催化剂能在工程中使用。

4、流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高。

5、由于流—固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化，以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。所以流态化技术的操作弹性范围宽，单位设备生产能力大，设备结构简单、造价低，符合现代化大生产的需要。

流化床反应器的缺点

1、气体流动状态与活塞流偏离较大，气流与床层颗粒发生返混，以致在床层轴向没有温度差及浓度差。加之气体可能成大气泡状态通过床层，使气固接触不良，使反应的转化率降低。因此流化床一般达不到固定床的转化率。

2、催化剂颗粒间相互剧烈碰撞，造成催化剂的损失和除尘的困难。

3、由于固体颗粒的磨蚀作用，管子和容器的磨损严重。

虽然流化床反应器存在着上述缺点，但优点是主要的。流态化操作总的经济效果是有利的，特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点，对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。

综上所述，流化床反应器比较适用于下述过程：热效应很大的放热或吸热过程；要求有均一的催化剂温度和需要精确控制温度的反应；催化剂寿命比较短，操作较短时间就需更换（或活化）的反应；有爆炸危险的反应，某些能够比较安全地在高浓度下操作的氧化反应，可以提高生产能力，减少分离和精制的负担。

流化床反应器一般不适用如下情况：要求高转化率的反应；要求催化剂层有温度分布的反应。

桨态床：

气体以鼓泡形式通过悬浮有固体细粒的液体(浆液)层，以实现气液固相反应过程的反应器。浆态反应器中液相可以是反应物，也可以是悬浮固体催化剂的载液。

浆态反应器有两种基本形式：其一是搅拌釜式，利用机械搅拌使浆液混合，适用于固体含量高、气体流量小或气液两相均为间歇进料的场合；其二是三相流化床式，借助气体上升时的作用使固体悬浮，并使浆液混合，避免了机械搅拌的轴封问题，尤适于高压反应。

浆态反应器中有两个流体相，所以操作方式比较多样，例如气液两相均为连续进出料，气液两相均为间歇进出料，以及液相为间歇进出料而气相为连续进出料等，可以适应反应系统的不同要求。

与气液固相反应过程常用的另一种反应器涓流床反应器相比,浆态反应器的优点是：①在强放热条件下,易保持温度均匀；②采用细颗粒，使催化剂颗粒内表面利用较充分；③当液相连续进出料时，催化剂排出再生比较方便。其缺点是：①连续操作时返混严重，当有串联副反应存在时会使选择性降低；②液固比通常较高，在有液相副反应时可使选择性降低；③存在催化剂细粉的分离问题。

移动床：

一、移动床反应器的概念

固定床催化剂一般无法进行连续再生，而流化床催化剂可以很好地进行连续再生，但只适用于催化剂颗粒较小的工艺。催化剂颗粒大，难以形成流态化，为了使再生连续进行，可以使用移动床。在移动床中，当催化剂由于积炭而迅速失活时，可通过特制的闭锁装置，利用催化剂本身的重力，缓缓地将催化剂移出反应器。这些待再生的催化剂，通过机械传送或气体输送，进入再生器自上而下地再生，再生过的催化剂则用同样的办法，输送回反应器，这样实现了反应与再生的连续操作。这种系统，催化剂床层相当于在系统移动，称为移动床。这类反应器最先应用于石油炼制的催化裂化工艺，后来又推广到连续催化重整工艺。

二、移动床反应器的特点

移动床反应器具有以下特点：

1、连续运转

催化剂随着反应时间的增加，表面积炭相应增加，活性下降。为了确保一定的反应速率，必须将积炭的催化剂移出反应器，不断地补充新鲜的或再生过的催化剂，以保持催化剂的平均活性，这种不间断的过程，确保了反应系统操作的连续性。2、可以在较苛刻的反应条件下稳定运转

固定床的缺点之一是反应初期与末期的催化剂活性变化大，因而反应深度不同，导致产品的分布及产品的质量都有差异，甚至影响到处理量的变化。移动床反应器，由于催化剂活性可以调节，在一定范围内保持恒定，整个反应器也可以在较苛刻的条件下进行，有利于充分利用催化剂的潜力，提高重整油的品质。

3、较低的反应压力

从理论上讲，对于一定的空速及原料特性，反应压力越低，重整油收率和氢纯度就越高。同时压力低对降低对设备的要求、减少投资是非常有利的，重整的发展历史也表明了这点。固定床反应器的重整反应压力为3.43MPa，第一代连续重整反应压力为0.69~0.98 MPa，第二代连续重整压力只有0.29~0.49 MPa。

4、操作比较复杂

移动床反应器工艺不太适宜强烈放热的反应。反应器、再生器中的催化剂始终都在流动状态，从上而下依靠重力流动，提升可用氢气或惰性气体。为了保证整个系统的平稳循环，对控制系统的要求较高，操作相应比固定床反应器要复杂。

浆态床

浆态床反应器一般又叫三相床反应器。实验室这类反应器一般采用搅拌釜，工业上一般采用鼓泡淤浆床反应器，主要用于费托合成，甲醇合成，二甲醚等。这类反应器一般催化剂为固相，反应物为气体，内有液相介质。反应器内最重要的内件是：

反应器下方的气体分布器，要求均匀分配原料气，气泡小而均匀，强化气液传质，但又不能有大的压降；

反应器内部的气固分离装置，用于分离细小催化剂和液体产物。

放热反应的话，反应器内热量靠沸腾水产生蒸汽移热。

优点：

反应器结构简单，成本低，容易大型化；

易于在线更换催化剂；

液相介质热容大，易于反应器内部热量分布均匀，催化剂床层不易飞温，提高产物选择性；

使用细颗粒催化剂，无内扩散影响，有利于提高产物选择性；

反应器相比固定床反应器小得多，尾气循环压缩机能耗大大减小。

缺点：

催化剂颗粒小，且容易磨损，会给操作带来麻烦，所以液固分离装置要求高；

气相具有一定程度返混，影响宏观动力学速率；

按操作方式分类

间歇操作反应器

在反应之前将原料一次性加入反应器中，直到反应达到规定的转化率，即得反应物，通常带有搅拌器的釜式反应器

优点：操作弹性大，主要用于小批量生产

连续操作反应器

反应物连续加入反应器产物连续引出反应器，属于稳态过程，可以采用釜式、管式和塔式反应器

优点：适宜于大规模的工业生产，生产能力较强，产品质量稳定易于实现自动化操作。

半连续操作反应器

预先将部分反应物在反应前一次加入反应器，其余的反应物在反应过程中连续或断连续加入，或者在反应过程中将某种产物连续地从反应器中取出，属于非稳态过程

优点：反应不太快，温度易于控制，有利于提高可逆反应的转化率

按流体流动及混合型式分类

造成三种反应器中流体流动型态不同是由于物料在不同反应器中的返混程度不一样。返混：是指反应器内不同年龄的流体微元之间的混合，返混代表时间上的逆向混合。

平推流反应器

物料在长径比很大的管式反应器中流动时，如果反应器中每一微元体积里的流体以相同的速度向前移动，此时在流体的流动方向不存在返混，这就是平推流。

特点：各物料微元通过反应器的停留时间相同 ,物料在反应器中沿流动方向逐段向前移动，无返混，物料组成和温度等参数沿管程递变，但是每一个截面上物料组成和温度等参数在时间进程中不变，连续稳态操作，结构为管式结构。

理想混合流反应器

反应器的物料微元与器内原有的物料微元瞬间能充分混合（反应器中的强烈搅拌），反应器中各点浓度相等不随时间变化。

特点：各物料微元在反应器的停留时间不相同，物料充分混合，返混最严重，反应器中各点物料组成和温度相同，不随时间变化，连续搅拌釜式反应器

非理想混合流反应器

实际反应器，主要是由于工业生产中在反应器中的死角、沟流、旁路、短路及不均匀的速度分布使物料流动型态偏离理想流动。

固定床流化床浆态床的优缺点

固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使

固定床 流化床 浆态床的优缺点

固定床反应器? 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。? 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。? 应用：主要用于气固相催化反应。? 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。? 固定床反应器缺点：? 床层温度分布不均匀；? 床层导热性较差；? 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。? ? 流化床反应器（沸腾床反应器）? 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。? 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。? 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。?

结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。? 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。? 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。? ? ? 固定床：? ? 一、固定床反应器的优缺点? ? 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面：? 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。? 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。?

固定床流化床设计计算讲义

炔烃液相选择加氢固定床床反应器设计计算 由于固定床反应器具有结构简单、操作方便、 操作弹性大、建设投资低等优点，而广泛应用于各类油品催化加氢裂化及精制、低碳烃类选择加氢精制等领域。将碳四馏分液相加氢新工艺就是采用单台固定床绝热反应器进行催化选择加氢脱除碳四馏分中的乙基乙炔和乙烯基乙炔等。在工业装置中，由于实际所采用的流速足够高，流体与催化剂颗粒间的温差和浓差，除少数强放热反应外，都可忽略。对于固定床反应器来讲最重要的是处理好床层中的传热和催化剂粒子内扩散传质的影响。 一、固定床反应器设计 碳四馏分选择性加氢反应器一般采用绝热固定床反应器。在工程上要确定反应 器的几何尺寸，首先得确定出一定生产能力下所需的催化剂容积，再根据高径比确定反 应器几何尺寸。 反应器的设计主要依据试验结果和技术要求确定的参数，对反应器的大小及高径比、催化剂床层和液体分布板等进行计算和设计。 1. 设计参数 反应器进口温度： 20℃ 进口压力：0.1MPa 进料量(含氢气进料组分) 体积流量：197.8m 3/h 质量流量：3951kg/h 液相体积空速：400h -1 2. 催化剂床层设计计算 正常状态下反应器总进料量为2040m 3/h 液体体积空速400h -1 则催化剂用量3R V V V /S 2040/400 5.1m ===总 催化剂堆密度3850/B kg m ρ= 催化剂质量850 5.14335B B R m V kg kg ρ=?=?= 求取最适宜的反应器直径D: 设不同D 时，其中高径比一般取2-10，设计反应器时，为了尽可能避免径向的影响， 取反应器的长径比5，则算出反应器的直径和高度为：按正常进料量3 2040m h ／及液体 空速400h -1，计算反应器的诸参数： 取床层高度L=5m ，则截面积2R S V /L 5.1/51.02m === 床层直径 1.140D m == 因此,圆整可得反应器内径可以选择1200mm

流化床干燥实验——流化床和洞道干燥----实验报告

流化床和洞道干燥综合实验 一、实验目的 1. 了解流化床、洞道干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法。 2. 学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平 衡含水量的实验分析方法。 4. 实验研究干燥条件对于干燥过程特性的影响。 二、基本原理 在设计干燥器的尺寸或确定干燥器的生产能力时，被干燥物料在给定干燥条件下的干燥速率、临界湿含量和平衡湿含量等干燥特性数据是最基本的技术依据参数，通常地，其干燥特性数据需要通过实验测定而取得。 按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。若用大量空气干燥少量物料，则可以认为湿空气在干燥过程中温度、湿度均不变，再加上气流速度以及气流与物料的接触方式不变，则称这种操作为恒定干燥条件下的干燥操作。 2.1. 干燥速率的定义 干燥速率定义为单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量，即： -c G dX dw U A d A d τ τ = =kg/(m 2/s) 式中，U －干燥速率，又称干燥通量，kg/（m 2 s ）； A －干燥表面积，m 2 ； W －汽化的湿分量，kg ； τ －干燥时间，s ； Gc －绝干物料的质量，kg ； X －物料湿含量，kg 湿分/kg 干物料，负号表示X 随干燥时间的增加而减少。 2.2. 干燥速率的测定方法

（1）将电子天平开启，待用。 （2）将快速水分测定仪开启，待用。 （3）将0.5~1kg 的红豆（如取0.5~1kg 的绿豆/花生放入60~70℃的热水中泡30min ，取出，并用干毛巾吸干表面水分，待用。 （4）开启风机，调节风量至40~60m 3 /h ，打开加热器加热。待热风温度恒定后（通常可设定在70～80℃），将湿物料加入流化床中，开始计时，每过4min 取出四颗红豆的物料，同时读取床层温度。将取出的湿物料在快速水分测定仪中测定，得初始质量G i 和终了质量G ic ，则物料中瞬间含水率为: i ic i ic G -G X = G 计算出每一时刻的瞬间含水量X i ，然后将X i 对干燥时间i τ作图，如图1，即为干燥曲线。 图1恒定干燥条件下的干燥曲线 上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同i dX 下的斜率 i i dX d τ，再由式11－1计算得到干燥速率U ，将U 对X 作图，就是干燥速率曲线，如图2 所示。

流化床,固定床

①对强放热反应固定床温度难控，浆态床易控，这造成固定床催化效率要比浆态床低，因反应温度不能太高，而且固定床内催化剂有一部分没用。固定床存在床层阻力，压降比浆态床大，在反应器内部，浆态床几乎没压降，但在催化剂过滤器两端的压降会比较大 ②固定床工业放大比浆态床容易；浆态床内构件比固定床复杂；浆态床虽可实现催化剂在线更换，但细小催化剂分离比较困难；浆态床对催化剂强度的要求比固定床高；固定床停车更换催化剂要比浆态床麻烦的多。 ③如果是气液固三相反应，浆态床的气体传质比固定床差，对气体分布的要求较高，如果加热盘管和气体分布设计不好，会在反应器内部出现死区或过热区。 现在大体积大直径的浆态床国内还没有加工技术，国际上也只有少数几家能加工，比如日本，固定床国内都能做。浆态床催化剂过滤器国内的技术也不过关。 浆态床反应器合成甲醇的优点： 1）床层的等温性 由于有导热系数大，比热容大的惰性液相热载体和存在高度湍动的气液固三相，导致反应热迅速分散并传向冷却介质，使得床层接近等温操作。因而，其温度分布和传热速率均优于固定床，不会出现床层温度不合理分布、局部过热及对催化剂和设备造成危害等情况。2）反应的高效性 由于浆态床中一般采用200目甚至更细颗粒催化剂，催化剂表面积大，内表面利用率高，催化剂有效系数接近1，催化剂的利用效率远高于气固相反应。较佳的温度又兼顾了化学平衡与反应速率的推动力，从而加快了反应速度，且可获得较大的原料气转化率和转化量。 3）原料的适应性 由于有优良的传热性能，使得浆态床合成甲醇的原料气适应性强，反应物主要成分CO可大范围内变化，而这对于固定床来说是不可能的。 4）操作的可塑性 由于气液固三相有优良的传热性能，加之床层压降低，操作气速或质量空速可在较大范围内变化，反应器操作弹性大。 5）节能的现实性；由于原料气转化率高、循环气量减少、热效率高，因而合成工序可节能25%～30%左右。 6）联产的可行性 原则上可用各种合成气制甲醇，特别是可使煤的燃烧、发电、供汽和化工产品联产，大大提高煤的有效利用率，改善经济效益，并可较容易地做到对现有生产装置的技术改造与产品更换。

固定床移动床的特点

固定床移动床的特点 固定床： 固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物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反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时，床层则填装固体反应物。涓流床反应器也可归属于固定床反应器，气、液相并流向下通过床层，呈气液固相接触。 1、分类 固定床反应器有三种基本形式：①轴向绝热式固定床反应器。流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换。②径向绝热式固定床反应器。流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动，床层同外界无热交换。径向反应器与轴向反应器相比，流体流动的距离较短,流道截面积较大,流体的压力降较小。但径向反应器的结构较轴向反应器复杂。以上两种形式都属绝热反应器,适用于反应热效应不大,或反应系统能承受绝热条件下由反应热效应引起的温度变化的场合。③列管式固定床反应器。由多根反应管并联构成。管内或管间置催化剂，载热体流经管间或管内进行加热或冷

却，管径通常在25～50mm之间，管数可多达上万根。列管式固定床反应器适用于反应热效应较大的反应。此外，尚有由上述基本形式串联组合而成的反应器，称为多级固定床反应器。例如：当反应热效应大或需分段控制温度时，可将多个绝热反应器串联成多级绝热式固定床反应器,反应器之间设换热器或补充物料以调节温度，以便在接近于最佳温度条件下操作。 2、特点 固定床反应器的优点是：①返混小，流体同催化剂可进行有效接触，当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。②催化剂机械损耗小。③结构简单。固定床反应器的缺点是：①传热差，反应放热量很大时，即使是列管式反应器也可能出现飞温（反应温度失去控制，急剧上升，超过允许范围）。 ②操作过程中催化剂不能更换，催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用，常代之以流化床反应器或移动床反应器。 固定床反应器中的催化剂不限于颗粒状，网状催化剂早已应用于工业上。目前，蜂窝状、纤维状催化剂也已被广泛使用。 数学模型固定床反应器是研究得比较充分的一种多相反应器，描述固定床反应器的数学模型有多种，大致分为拟均相模型（不考虑流体和固体间的浓度、温度差别）和多相模型（考虑到流体和固体间 的浓度、温度差别）两类，每一类又可按是否计及返混，分为无返混模型和有返混模型，按是否考虑反应器径向的浓度梯

固定床-流化床-浆态床的优缺点

固定床-流化床-浆态床的优缺点

固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。 缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，

固定床、流化床、移动床、浆态床比较

四种反应器形式比较 一、固定床反应器 （一）概念 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器。而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。例如石油炼制工业中的加氢裂化、歧化、异构化、加氢精制等；无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。 （二）特点 结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 1、优点主要表现在以下几个方面： 1）在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2）气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3）催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4）适宜于高温高压条件下操作。

2、由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1）催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，导致床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料温度继续升高，直到反应物浓度降低，反应速度减慢，传热速度超过了反应速度时，温度才逐渐下降。所以在放热反应时，通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点，称为“热点”。如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度会超过工艺允许的最高温度，甚至失去控制而出现“飞温”。此时，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。 2）不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。 3）催化剂的再生、更换均不方便。 （三）形式 轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 绝热式固定床反应器结构简单，催化剂均匀堆置于床内，一般有下列特点：床层直径远大于催化剂颗粒直径；床层高度与催化剂颗粒直径之比一般超过100；与外界没有热量交换，床层温度沿物料的流向而变化。换热式固定床反应器以列管式为多，通常管内装催化剂，管间走载热体，一般有下列特点：催化剂的粒径小于管径的8倍；利

固定床反应器

固定床反应器.txt 固定床反应器单元仿真培训系统 操作说明书 北京东方仿真软件技术有限公司 二〇〇六年十月 目录 一、工艺流程说明 2 1、工艺说明 2 2、本单元复杂控制回路说明 2 3、设备一览 2 二、固定床反应器单元操作规程 3 1、开车操作规程 3 2、正常操作规程 4 3、停车操作规程 4 4、联锁说明 5 5、仪表及报警一览表 6 三、事故设置一览 7 四、仿真界面 8 附：思考题 10 一、工艺流程说明 1、工艺说明 本流程为利用催化加氢脱乙炔的工艺。乙炔是通过等温加氢反应器除掉的,反应器温度由壳侧 中冷剂温度控制。

主反应为：nC2H2＋2nH2?（C2H6）n，该反应是放热反应。每克乙炔反应后放出热量约为34000千卡。温度超过66℃时有副反应为：2nC2H4?（C4H8）n，该反应也是放热反应。 冷却介质为液态丁烷，通过丁烷蒸发带走反应器中的热量，丁烷蒸汽通过冷却水冷凝。 反应原料分两股,一股为约-15℃的以C2为主的烃原料,进料量由流量控制器FIC1425控制;另一股为H2与CH4的混合气,温度约10℃,进料量由流量控制器FIC1427控制。FIC1425与FIC1427为比值控制,两股原料按一定比例在管线中混合后经原料气/反应气换热器(EH-423)预热,再经原料预热器(EH-424)预热到38℃,进入固定床反应器(ER-424A/B)。预热温度由温度控制器TIC1466通过调节预热器EH-424加热蒸汽(S3)的流量来控制。 ER-424A/B中的反应原料在2.523MPa、44℃下反应生成C2H6。当温度过高时会发生C2H4聚合生成C4H8的副反应。反应器中的热量由反应器壳侧循环的加压C4冷剂蒸发带走。C4蒸汽在水冷器EH-429中由冷却水冷凝,而C4冷剂的压力由压力控制器PIC-1426通过调节C4蒸汽冷凝回流量来控制,从而保持C4冷剂的温度。 2、本单元复杂控制回路说明 FFI1427：为一比值调节器。根据FIC1425（以C2为主的烃原料）的流量，按一定的比例，相适应的调整FIC1427（H2）的流量。 比值调节：工业上为了保持两种或两种以上物料的比例为一定值的调节叫比值调节。对于比值调节系统，首先是要明确那种物料是主物料，而另一种物料按主物料来配比。在本单元中，FIC1425（以C2为主的烃原料）为主物料，而FIC1427（H2）的量是随主物料（C2为主的烃原料）的量的变化而改变。 3、设备一览 EH-423：原料气/反应气换热器 EH-424：原料气预热器 EH-429：C4蒸汽冷凝器 EV-429：C4闪蒸罐 ER424A/B：C2X加氢反应器 二、固定床反应器单元操作规程 1、开车操作规程 本操作规程仅供参考，详细操作以评分系统为准。 装置的开工状态为反应器和闪蒸罐都处于已进行过氮气冲压置换后，保压在0.03MPa状态。可以直接进行实气冲压置换。 1.1、EV-429闪蒸器充丁烷 (1)确认EV-429压力为0.03 MPa。 (2)打开EV-429回流阀PV1426的前后阀VV1429、VV1430。 (3)调节PV1426(PIC1426)阀开度为50%。 (4)EH-429通冷却水，打开KXV1430，开度为50%。 (5)打开EV-429的丁烷进料阀门KXV1420，开度50%。 (6)当EV-429液位到达50%时，关进料阀KXV1420。 1.2、ER-424A反应器充丁烷 (1)确认事项 ①反应器0.03 MPa保压。 ②EV-429液位到达50％。 (2)充丁烷 打开丁烷冷剂进ER-424A壳层的阀门KXV1423，有液体流过，充液结束；同时打开出ER-424A壳层的阀门KXV1425。

固定床反应器的设计计算

周波主编.反应过程与技术.高等教育出版社,2006年6月. 四、固定床反应器的设计计算 固定床反应器的设计方法主要有两种：经验法和数学模型法。 经验法的设计依据主要来自于实验室、中间试验装置或工厂实际生产装置的数据。对中间试验和实验室研究阶段提供的主要工艺参数如温度、压力、转化率、选择性、催化剂空时收率、催化剂负荷和催化剂用量等进行分析，找出其变化规律，从而可预测出工业化生产装置工艺参数和催化剂用量等。 固定床反应器的主要计算任务包括催化剂用量、床层高度和直径、床层压降和传热面积等。(一)催化剂用量的计算 经验法比较简单，常取实验或实际生产中催化剂或床层的重要操作参数作为设计依据直接计算得到。1．空间速度 空间速度Sv指单位时间内通过单位体积催化剂的原料处理量，单位为s-1。它是衡量固定床反应器生产能力的一个重要指标。 (2-36) 式中： 2．停留时间 停留时间r指在规定的反应条件下，气体反应物在反应器内停留的时间，单位为s。 式中：； 停留时间与空间速度的关系为

。(二)反应器床层高度及直径的计算 催化剂的用量确定后，催化剂床层的有效体积也就确定。很明显，床层高度增高，床层截面积将变小，操作气速、流体阻力(动力)将增大；反之，床层高度降低必然引起截面积(直径)增大，对传热不利或易产生短路等现象。因此，床层高度与直径应通过操作流速、压降(即动力消耗)、传热、床层均匀性等影响因素作综合评价来确定。 通常，床层高度或直径的计算是根据固定床反应器某一重要操作参数范围或经验选取，然后校验其他操作参数是否合理，如床层压降不超过总压力的15％。床层高度与直径的计算步骤如下。

固定床,流化床,浆态床的优缺点学习资料

固定床,流化床,浆态床的优缺点

固定床反应器 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。 基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点： 床层温度分布不均匀； 床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器） 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。

缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 一、固定床反应器的优缺点 凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料

固定床,流化床,浆态床的优缺点

精心整理固定床反应器? 定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。? 特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。? ? 定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。? 应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。? 原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，

故流化床反应器又称沸腾床反应器。? 结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。? 优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。? ? ? ? ? ? 用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面：? 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。?

2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。? 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。? 4、适宜于高温高压条件下操作。? 由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点：? 1 反应速 放出时，称 2 3 气固相催化反应器中的主要形式，在化学工业中得到了广泛的应用。例如石油炼制工业中的裂化、重整、异构化、加氢精制等；无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水合制乙醇、乙苯脱氧制苯乙烯、苯加氢制环己烷等。? ?

固定床移动床流化床

固定床：当气体以较小的速度流过固定床时，流动气体的上升阻力不致使颗粒的运动状态发生变化，床高维持不变；床层压降随流速对数增大而增大。 流化床：固体颗粒可以像水等液体一样在设备内有明显的界面，即使设备倾斜，界面仍会保持水平；床层压降不随流速变化（基本不变）。 输送床：固体颗粒在设备内无明显界面；床层压力随流速增大而减小。 流化床和沸腾床可能只是叫法上不同。 流化床，也就是沸腾床，接触面大，传热传质效率高，时空产率高，但返混严重。需要注意的是不能堵塞气体分布器，堵了很麻烦的。 固定床和移动床比较适合气－气、气－液和液－液反应，床层本身作为[wiki]催化剂[/wiki]，优点是返混小，固相带出少，分离简单。 流化床的床型是设计中很重要的，与反应体系的匹配要求比较高。此外，操作中的气速、带出量、与配套的旋风等分离设备设计比较严格。 流化床的传热和破汽泡、沟流措施也是研究比较多的。 固定床反应器是一种被广泛采用的多相催化反应器,反应器内填充有固定不动的固 体颗粒,可以是固体催化剂也可以是固体反应物.例如管式固定床反应器,管内装催 化剂,管内装催化剂,反应物料自上而下通过床层,管间为载热体与管内反应物进行 换热,以维持所需的温度条件.此外,固定床反应器也可用于气固及液固非催化反应. 沸腾床是流化床的一种,固体在流化床反应器内流动,流体和固体颗粒所构成的床层犹如沸腾的液体. 沸腾床反应器下部设有分布板,板上放固体颗粒,流体自分布板下送入,当流体速度达到一定数值后,固体颗粒开始松动,再增大流速就进 入流化状态.反应器内一般设有挡板,换热器,及流体与固体分离装置等内部部件. 移动床与固定床相似,不同的是固体颗粒自顶部连续加入,由底部卸出. 沸腾床因为固体处于运动状态,反应或传热效果好,但动力消耗大,而且 在煤调湿中粉尘携带量大. 固定床： 固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物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反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。用于气固相或液固相非催化反应时，床层则填装固体反应物。涓流床反应器 也可归属于固定床反应器，气、液相并流向下通过床层，呈气液固相接触。

CEL固定床和流化床装置

CEL 固定床和流化床装置 该单元使流体通过固定床和固体颗粒流化床的研究更加方便。为了演示“综合的”和“颗粒状”流化床特性之间的不同之处，生产制造了对气体和水系统同时研究的供给物。学生很容易观察到重要的“鼓泡”现象。 演示性能： 针对气体和水系统，通过填充和流化床的压力降情况。 验证卡曼—科泽尼方程。 观察颗粒流化和综合流化之间的不同点。 第10版

Head Office Armfield Limited Bridge House https://www.sodocs.net/doc/f43889829.html, 描述： 流体通过颗粒床向上流是一种 自然现象，例如地下水的活动。 工业应用包括离子交换，从原材 料中提取可溶成分以及其它化 工过程。Armfield的CEL装置 使流体通过固定床和颗粒流化 床的研究更方便。同时对空气和 水系统进行研究并可观察“鼓 泡”现象。该装置包括一个压制 的背板，安装在管式的金属架 上，支撑两个透明的针对空气和 水的丙烯酸圆柱体。每个柱子带 有烧结青铜底座和墙壁开口。柱 子可以被拆解下来从而移走颗 粒床。提供单独的压力计在柱内 进行床压力降测量。在泵的作用 下，水从集水槽通过一个控制阀 和可变区域流量计进入相对应 的柱子进行循环，溢出的水流回 集水槽。 在隔膜泵的作用下，空气通过一 个旁通控制阀和可变区域流量 计供应到第二个柱子，排出的控 制进入大气。该装置置于实验台 上进行操作。 订购规格： ●一个对固定床和固体颗粒流 化床研究的台式装置。 ●两个直径50mm高度550mm 的圆柱，一个针对空气的研 究，另一个针对水，并伴有烧 结青铜底板。 ●提供2种尺寸大小的床材质 （小玻璃球），200/300和 500/700微米范围。 ●每个柱子都有分支点和一个 测量床压力降的压力计。 ●泵取的水和空气用控制阀和 可变区域的流量计来控制供 给。 流量范围： 空气：2-25L/min 水：0.2-2.0L/min 电力供应： CEL-A: 220-240V/单相 /50HZ@2A CEL-B: 120V/单相/60HZ@5A 尺寸： 高：1000mm 长：750mm 宽：600mm 运输规格： 体积：1.0立方米 毛重：130公斤

固定床与流化床特点

固定床反应器与流化床反应器特点 基本形式固定床反应器流化床反应器轴向绝热式、径向绝热式、列壳体、气体分布装置、换热管式装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成 主要用于气固相催化反应。石应用广泛，催化或非催化油炼制工业中的裂化、重整、的气-固、液-固和气-液-固异构化、加氢精制等；无机化反应。在化工、炼油、冶金、学工业中的合成氨、硫酸、天能源、材料、机械、生化等然气转化等领域都可以见到 1、反应速率快，催化剂用量1.采用细分颗粒，并在悬小，反应器体积小；浮状态下与流体接触， 2、气体停留时间可以严格流固相界面积大，有利控制，温度分布可以调节，于非均相反应的进行，有利于提高化学反应的转提高了催化剂的利用化率；率； 3、催化剂不易磨损，可以较2.由于颗粒在床内混合激长时间连续使用；烈，使颗粒在全床内的 4、适宜于高温高压条件下温度和浓度均匀一致，操作床层与内浸换热表面间的传热系数高，全床热容量大，热稳定性高。 3.流化床内的颗粒群有类似流体的性质，可以大量地从装置中移出、引入，并可以在两个流化床之间大量循环； 4.流体与颗粒之间传热、传质速率高； 5.流态化技术的操作弹性范围宽，单位设备生产能力大，设备结构简单、造价低，符合现代化大生产的需要。 1、催化剂载体往往导热性1、气体流动状态与活塞流不良，床层中传热性能较偏离较大，气流与床层差，操作不当，床内热点颗粒发生返混，以致在温度会超过工艺允许的最床层轴向没有温度差及高温度，甚至失去控制而浓度差，使气固接触不出现“飞温”；良，使反应的转化率降 2、不能使用细粒催化剂，否低； 则流体阻力增大，破坏了2、催化剂颗粒间相互剧烈应用

固定床流化床浆态床的优缺点

固定床反应器定义：气体流经固定不动的催化剂床层进行催化反应的装置。特点：结构简单、操作稳定、便于控制、易实现大型化和连续化生产等优点，是现代化工和反应中应用很广泛的反应器。 应用：主要用于气固相催化反应。基本形式：轴向绝热式、径向绝热式、列管式。 固定床反应器缺点：床层温度分布不均匀；床层导热性较差； 对放热量大的反应，应增大换热面积，及时移走反应热，但这会减少有效空间。 流化床反应器（沸腾床反应器）定义：流体（气体或液体）以较高流速通过床层，带动床内固体颗粒运动，使之悬浮在流动的主体流中进行反应，具有类似流体流动的一些特性的装置。应用：应用广泛，催化或非催化的气—固、液—固和气—液—固反应。原理：固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，可作上下左右剧烈运动和翻动，好象是液体沸腾一样，故流化床反应器又称沸腾床反应器。结构：壳体、气体分布装置、换热装置、气—固分离装置、内构件以及催化剂加入和卸出装置等组成。优点：传热面积大、传热系数高、传热效果好。进料、出料、废渣排放用气流输送，易于实现自动化生产。缺点：物料返混大，粒子磨损严重；要有回收和集尘装置；内构件复杂；操作要求高等。 固定床： 、固定床反应器的优缺点凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器，而其中尤以利用气态的反应物料，通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气固相催化反应器在化工生产中应用最为广泛。气固相固定床反应器的优点较多，主要表现在以下几个方面： 1、在生产操作中，除床层极薄和气体流速很低的特殊情况外，床层内气体的流动皆可看成是理想置换流动，因此在化学反应速度较快，在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 2、气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 3、催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 4、适宜于高温高压条件下操作。由于固体催化剂在床层中静止不动，相应地产生一些缺点： 1、催化剂载体往往导热性不良，气体流速受压降限制又不能太大，则造成床层中传热性能较差，也给温度控制带来困难。对于放热反应，在换热式反应器的入口处，因为反应物浓度较高，反应速度较快，放出的热量往往来不及移走，而使物料温度升高，这又促使反应以更快的速度进行，放出更多的热量，物料温度继续升高，直到反应物浓度降低，反应速度减慢，传热速度超过了反应速度时，温度才逐渐下降。所以在放热反应时，通常在换热式反应器的轴向存在一个最高的温度点，称为“热点”。如设计或操作不当，则在强放热反应时，床内热点温度会超过工艺允许的最高温度，甚至失去控制而出现“飞温”。此时，对反应的选择性、催化剂的活性和寿命、设备的强度等均极不利。 2、不能使用细粒催化剂，否则流体阻力增大，破坏了正常操作，所以催化剂的活性内表面得不到充分利用。 3、催化剂的再生、更换均不方便。固定床反应器虽有缺点，但可在结构和操作方面做出改进，且其优点是主要的。因此，仍不失为气固相催化反应器中的主要形式，在化学工业中得到了广泛的应用。例如石油炼制工业中的裂化、重整、异构化、加氢精制等；无机化学工业中的合成氨、硫酸、天然气转化等；有机化学工业中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙烯水