固相催化反應器

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1、固相催化反應器定義分類1催化劑組成性能指標合成方法2氣-固相催化反應器1催化劑（1）定義：它是能加速化學反應速率而不改變該反應標準自由焓變化的一種物質(zhì)?；咎卣鳍偎芗涌旎瘜W反應速率，但本身并不進入化學反應的計量。②它對反應具有選擇性。③它不能無中生有。④它只改變化學反應速率，而不改變化學平衡常數(shù)。⑤它不改變化學平衡。均相催化劑：和它們催化的反應物處于同一物態(tài)（2)分類多相催化劑：和它們催化的反應物處于不同物態(tài)生物催化劑：植物、動物和微生物產(chǎn)生的具有催化作用的蛋白質(zhì)（1）活性組分：催化劑主要成份（2）助催化劑（3）組成（3）載體：固體

2、催化劑特有組分（4）抑制劑（1）活性（2）選擇性（4）性能指標（3）使用壽命（4）機械強度（5）其他物理性狀（1）沉淀法：制備固體催化劑最常用方法（2）浸漬法：負載型催化劑制備方法（5）合成方法（3）共混合法：制備多組分催化劑最常用方法（4）離子交換法（5）熔融法催化劑的使用①運輸、貯藏與填裝②升溫與還原③開停車與鈍化④催化劑的使用、失活與再生⑤催化劑的卸出催化劑工業(yè)的發(fā)展方向（1）更新原料路線，采用更廉價的原料（資源有效利用）（2）緩和工藝操作條件，達到節(jié)能降耗的目的（節(jié)能）（3）開發(fā)新產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的收率，改善產(chǎn)品的質(zhì)量（開發(fā)新產(chǎn)

3、品）（4）消除環(huán)境污染（環(huán)境保護）2氣-固相催化反應器固定床反應器：最常用流化床反應器：比較常用反應器類型移動床反應器：較少用滴流床反應器：較少用（１）固定床反應器反應器內(nèi)填充有固定不動的固體顆粒，可以是催化劑，也可以是固體反應物。或者說凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作固定床反應器。固定床催化反應器絕熱式單段絕熱式多段絕熱式連續(xù)換熱式外熱式自熱式優(yōu)缺點：①床層內(nèi)流體流動接近平推流。（用較少催化劑和較小的反應器容積可獲得較大的生產(chǎn)能力）②嚴格控制停留時間，溫度分布可以適當調(diào)節(jié)，因此特別有利于達到高的選擇性和轉(zhuǎn)

4、化率。③結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，催化劑磨損小。④傳熱較差。⑤壓力降大，因此壓力降受限制。⑥催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。多段絕熱式固定床間接換熱式冷激式原料氣冷激式惰性氣體冷激式(a)間接換熱式；(b)原料氣冷激式；(c)非原料氣冷激式連續(xù)換熱式固定床根據(jù)換熱介質(zhì)的不同可分為外熱式和自熱式。外熱式：用某種和反應無關(guān)的熱載體加熱或冷卻反應床層的反應器。它一般用于強放熱或強吸熱反應。其型式多用列管式，通常將催化劑放在管內(nèi)，管間通過載熱體，也有的與之相反。載熱體可根據(jù)反應過程所要求的溫度，反應熱效應，操作壓力及過程對溫度的敏感度來選擇。一般采用強制

5、循環(huán)進行換熱。外熱式反應器的反應管徑一般都比較小，多為20～35mm。一方面是為了減小床層的徑向溫差，另一方面是為了單位床層體積具有較大的換熱面積，其優(yōu)點是床層軸向溫度分布比絕熱式反應器均勻，其缺點是結(jié)構(gòu)比絕熱式反應器復雜，催化劑裝填也不太方便。自熱式：利用反應熱來加熱原料氣使之達到要求溫度，再進入催化劑床層進行反應的自身換熱式反應器。它只適用于熱效應不太大的放熱反應和原料氣必須預熱的系統(tǒng)。這種反應器本身能達到熱量平衡，不需外加熱源或者外加熱介質(zhì)來冷卻反應床層。自熱式反應器的形式很多。一般是在圓筒形的容器內(nèi)配置許多與軸向平行的管子（俗

6、稱冷管），管內(nèi)通過冷原料氣，管外放置催化劑，所以又稱管殼式固定床反應器。它按冷管的形式可分為單管、雙套管、三套管和U型管反應器幾種。在按管內(nèi)外流體的流向還有并流和逆流之分。氣固相固定床催化反應器除以上幾種主要類型外，近年來又發(fā)展了徑向反應器。這種反應器的氣體流道短，流速低，可以大幅度降低催化床壓降，為使用小顆粒催化劑提供了條件。但設(shè)計這種徑向流動反應器一定要合理設(shè)計流道以使各個橫截面上的氣體流量均等，且要求催化劑有較高的機械強度，以免催化劑破損而堵塞分布小孔，破壞流體的均勻分布。（２）流化床反應器流化床催化反應器是利用固體流態(tài)化技術(shù)進

7、行氣固相催化反應的裝置。將大量固體顆粒懸浮于運動的流體從而使顆粒具有類似于流體的某些宏觀表觀特性，這種流固接觸狀態(tài)稱為固體流態(tài)化。優(yōu)缺點：①流固相界面積大，有利于非均相反應的進行（傳熱面積大）。②熱穩(wěn)定性高（傳熱系數(shù)高）。③連續(xù)生產(chǎn)，效率高。④物料返混大，粒子磨損嚴重。⑤回收和集塵裝置使內(nèi)構(gòu)件變得復雜。⑥操作要求高（流化床的控制比固定床復雜，因為操作彈性低，操作條件不能有太大的變化，對控制系統(tǒng)提出了更高的要求）。流化床根據(jù)流體的不同可分為聚式流化床和散式流化床。一般而言，對于液固系統(tǒng)由于固體顆粒均勻的分布在床層各處，床面清晰可見，雖略

8、有波動，但相當穩(wěn)定。這種床層稱為散式流化床。而對于氣固系統(tǒng)由于固體顆粒不是均勻的分散于床層中，而是程度不同的一團一團聚集在一起作不規(guī)則的運動（顆粒小時，現(xiàn)象尤為明顯）。這種床層稱為聚式流化床。流化床中常見的異?，F(xiàn)象：溝流