固定床反应工艺
固定床反应器是一种气液固三相固定床反应器,一般来说,催化剂装填在固定床反应器中段,液体向下以液膜的形式通过固体催化剂,气体多数以并流的形式向下流动。
滴流床反应器中的液膜通常很薄,并且在反应器前端多配备静态混合器或者分布器,总的传质和传热阻力相对较小,气体在平推流条件下操作可获得较高的转化率;
同时由于持液量小,可最大限度降低均相的副反应;并流操作的滴流床也不存在液泛问题,由于滴流床反应器具有上述优点,其在化工行业,特别是各种加氢装置中得到广泛的应用。
在固定床工艺研发过程中,我们可以实际模拟反应过程中的空速、温度、压力、催化剂装填,堆密度,分布和气液比等参数条件,如果一个反应需要多级的催化剂配比进行,那么我们往往通过多个固定床并联的方式来模拟实验过程。
同时,固定床的床层温度控制,也是测试结果标准化的重要保障,如果反应没有放热或者吸热过程,那么我们经常用反应器的恒温段来保证反应参数,如果反应会出现放热的情况,那我们会根据实际情况,设计实施绝热反应炉,来模拟测试系统温升,并且考察由于放热温升对系统转化率的进一步影响。
高径比是固定床的核心参数,设置好的高径比,可以更好的设计催化剂的形态,一般来说,催化剂的堆密度和架桥,对催化剂配方影响较大,还有就是反应的停留时间,以及放热或者吸热的热传递效应,都需要在设计的同时进行考虑。 图片中的设计采用特殊催化剂形态,较大的高径比,增加停留时间
串联固定床工艺,可以把工艺反应过程中,不同的工艺进行串并联来使用,例如对于加氢反应,先用脱金属催化剂对原料进行加工,然后进入加氢精制来脱硫,最后进入加氢裂化进行反应,其产品还可以进一步进行后续的常减压和烷基化等反应。
固定床反应中的温度、压力、空速是三个主要工艺参数,其中构建良好的恒温段对工艺参数要求尤为重要,无论采用电加热、由于加热、熔盐加热、或是空气加热等,也无论是吸热反应还是放热反应,良好的设计保障,才能保障工艺的稳定运行。