软水冷激TX图原料气冷激

① 谁能帮我找到甲醇生产工艺中空分，原料气制取，变换，净化，合成，精馏过程工艺流程和清晰的图，谢谢了…

1 国外甲醇工艺技术
目前, 国外以天然气为原料生产的甲醇占92% ,以煤为原料生产的甲醇2. 3% , 因此国外公司的甲醇技术均集中于天然气制甲醇。国际上广泛采用的先进的甲醇生产工艺技术主要有:DAV Y (原I. C. I)、O PSO E、U hde、L u rgi 公司甲醇技术等, 不同甲醇技术的消耗及能耗差异不大, 其主要的差异在于所采用的主要设备甲醇合成塔的类型不同。
1. 1 DAV Y 甲醇技术特点
DAV Y 低压甲醇合成技术的优势在于其性能优良的低压甲醇合成催化剂, 合成压力: 5. 0～10M Pa, 大规模甲醇生产装置的合成压力为8～10M Pa。合成塔型式有: 第一种, 激冷式合成塔, 单塔生产能力大, 出口甲醇浓度约为4～ 6%vo l。第二种, 内换热冷管式甲醇合成塔。最近又开发了水管式合成塔。精馏多数采用二塔, 有时也用三塔精馏,与蒸汽系统设置统一考虑。蒸汽系统: 分为高压10.
5M Pa、中压2. 8M Pa、低压0. 45M Pa 三级。转化产生的废热与转化炉烟气废热, 用于产生10. 5M Pa、510℃高压过热蒸汽。高压过热蒸汽用于驱动合成压
缩机蒸汽透平, 抽出中压蒸汽用作装置内使用。
1. 2 L u rgi 甲醇技术
L u rgi 公司的合成有自己的特色, 即有自己的合成塔专利。其特点是合成塔为列管式, 副产蒸汽,管内是L u rgi 合成催化剂, 管间是锅炉水, 副产3. 5
～ 4. 0M Pa 的饱和中压蒸汽。由于大规模装置如2000M TPD 的合成塔直径太大, 常采用两个合成塔并联。若规模更大, 则采用列管式合成塔后再串一个
冷管式或热管式合成塔, 同时还可采用两个系列的合成塔并联。L u rgi 工艺的精馏采用三塔精馏或三塔精馏后再串一个回收塔。有时也采用两塔精馏。三塔精馏流程的预精馏塔和加压精馏塔的再沸器热源来自转化气的余热。因此, 精馏消耗的低压蒸汽很少。
1. 3 TO PSO E 的甲醇技术特点
TO PSO E 公司为合成氨、甲醇工业主要的专利技术商及催化剂制造商, 其甲醇技术特点主要表现在甲醇合成上的有:甲醇合成塔采用BWR 合成塔(列管副产蒸
汽) , 或采用CMD 多床绝热式合成塔。其流程特点为: 采用轴向绝热床层, 塔间设换热器, 废热用于预热锅炉给水或饱和系统循环热水。进塔温度为
220℃。单程转化率高、催化剂体积少、合成塔结构简单、单系列生产能力大。合成压力5. 0～ 10. 0M Pa, 根据装置能力优化。日产2000 吨甲醇装置, 合成压力约为8M Pa。采用三塔或四塔(包括回收塔) 工艺技术。
1. 4 TEC 甲醇技术特点
合成工艺采用IC I 低压甲醇技术。精馏采用L u rgi 公司的技术。合成采用IC I 低压甲醇合成催化剂。
合成塔: 采用TEC 的MRF- Z 合成塔(多层径向合成塔) , 出口甲醇浓度可达8%vo l。合成塔阻力
降小, 为0. 1M Pa。
甲醇合成废热用于产生3. 5～ 4. 0M Pa 中压蒸
汽, 中压蒸汽可作为工艺蒸汽, 或过热后用于透平驱
动蒸汽。
1. 5 三菱重工业公司甲醇技术特点
三菱甲醇技术与I. C. I 工艺相类似, 其特点是:
采用结构独特的超级甲醇合成塔。合成压力与甲醇
装置能力有关。日产2000 吨甲醇装置, 合成压力约
为8. 0M Pa。
超级甲醇合成塔特点是: 采用双套管, 催化剂温
度均匀, 单程转化率高, 合成塔出口浓度最高可达
14%vo l。副产3. 5～ 4. 0M Pa 中压蒸汽的合成塔, 出
口浓度可达8～ 10%vo l, 合成系统循环量比传统技
术大为减少, 所消耗补充气最少。
采用2 塔或3 塔精馏, 根据蒸汽系统设置而定。
1. 6 伍德公司甲醇技术特点
采用I. C. I 低压合成工艺及催化剂, 日产2000甲醇装置合成压力为8. 0M Pa。
合成塔: 伍德公司采用改进的气冷激式菱形反
应器、等温合成塔、冷管式合成塔。
CA SAL E 公司ARC 合成塔(多层轴径向合成
塔) , 单系列生产能力最高可达3000M TPD。合成废
热回收方式: 预热锅炉给水, 设备投资低。
等温合成塔: 副产中压蒸汽的管壳式合成塔, 中
压蒸汽压力为3. 5～ 4. 0M Pa, 单塔生产能力最高可
达1200M TPD。设备投资高。
冷管式合成塔: 轴向、冷管间接换热, 单塔生产
能力最高可达2000M TPD。设备投资低。可采用2
塔、3 塔精馏或4 塔精馏, 其比较如下: 2 塔精馏, 甲
醇回收率为98. 5% , 吨甲醇耗1. 2 吨低压蒸汽。3 塔
精馏, 甲醇回收率为99% , 吨甲醇耗0. 47 吨低压蒸
汽。4 塔精馏, 设甲醇回收塔, 甲醇回收率为99. 5% ,
吨甲醇耗0. 45 吨低压蒸汽。
1. 7 林德公司甲醇技术的特点
采用I. C. I 低压合成工艺及催化剂。
采用副产蒸汽的螺旋管式等温合成塔, 管内为
锅炉水, 中压蒸汽压力为3. 5～ 4. 0M Pa, 气体阻力降
低。
其余部分与IC I 低压甲醇类似。
2 国内甲醇工艺技术
我国是煤丰富的国家, 甲醇原料采用天然气和
煤的较多。目前产量几乎各占一半。生产工艺有单
产甲醇和联产甲醇两种。联产甲醇除在合成氨装置
联产甲醇外, 还可利用化工厂尾气或结合城市煤气
联产甲醇。
2. 1 国内的甲醇造气技术
我国以天然气为原料合成甲醇技术主要有: 一
段蒸汽转化工艺和中国成达公司的纯氧两段转化工
艺。我国以煤为原料合成甲醇技术主要有: 固定床气
化(包括L u rgi 炉、恩德炉和间歇式气化炉)、流化床
气化(灰熔聚气化)、气流床气化炉, 近几年引进的
Texaco 水煤浆气化和Shell 粉煤气化, 其中Texaco
的气化引进较早, 使用的经验较多, 国产化率高, 投
资较省。Shell 气化还没有使用经验。
2. 2 国内煤气净化技术
甲醇粗煤气脱硫脱碳净化与合成氨是相同的,
只是不需要液氮洗。国内主要的净化技术有低温甲
醇洗、MDEA、NHD, 对于中小厂也有脱硫用ADA、
PDS, 脱碳用热钾碱、PC、MDEA 技术。
2. 3 合成甲醇和精馏技术
我国自86 年就开发了低压甲醇合成和精馏技
术, 目前国内广泛采用的管壳式副产蒸汽合成塔和
两塔精馏就源于该开发, 后又推广了“U ”形冷管合
成塔, 精馏也从两塔发展到三塔, 既可生产GB338-
2004 优等品精甲醇, 又可生产美国O - M - 232K
AA 级精甲醇, 含醇污水的处理工艺已取得突破性
进展, 污水处理后可回收利用, 故甲醇装置在正常生
产时实现了无含醇污水排放。
近年来, 甲醇技术发展很快, 主要趋向为:
①生产的原料转向天然气、烃类加工尾气。从甲
醇生产的实际情况核算, 采用天然气为原料比用固
体为原料的投资可降低50%; 采用乙炔尾气则经济
效果更为显著。目前国际上, 生产甲醇的原料以天然
气为主约占90% , 以煤为原料只占2%。国内近年来
以煤为原料生产甲醇的比例在逐步上升, 这与中国
的能源结构有关。
②生产规模大型化, 单系列最大规模达225 万
吨ö年, 即单系列日产7500 公吨。规模扩大后, 可降
低单位产品的投资和成本。
③充分回收系统的热量。产生经济压力的蒸汽,
以驱动压缩机及锅炉给水泵、循环水泵的透平, 实现
热能的综合利用。
④采用新型副产中压蒸汽的甲醇合成塔, 降低
能耗。
⑤采用节能技术, 如氢回收技术、预转化、工艺
冷凝液饱和技术、燃烧空气预热技术等, 降低甲醇消
耗。

② 煤炭气化技术的煤气化工艺

煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法，但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类，或称为按照反应器形式分类。气化工艺在很大程度上影响煤化工产品的成本和效率，采用高效、低耗、无污染的煤气化工艺(技术)是发展煤化工的重要前提，其中反应器便是工艺的核心，可以说气化工艺的发展是随着反应器的发展而发展的，为了提高煤气化的气化率和气化炉气化强度，改善环境，新一代煤气化技术的开发总的方向，气化压力由常压向中高压（8.5 MPa）发展；气化温度向高温（1500～1600℃）发展；气化原料向多样化发展；固态排渣向液态排渣发展。 固定床气化也称移动床气化。固定床一般以块煤或焦煤为原料。煤由气化炉顶加入，气化剂由炉底加入。流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化，即固体颗粒处于相对固定状态，床层高度亦基本保持不变，因而称为固定床气化。另外，从宏观角度看，由于煤从炉顶加入，含有残炭的炉渣自炉底排出，气化过程中，煤粒在气化炉内逐渐并缓慢往下移动，因而又称为移动床气化。
固定床气化的特性是简单、可靠。同时由于气化剂于煤逆流接触，气化过程进行得比较完全，且使热量得到合理利用，因而具有较高的热效率。
固定床气化炉常见有间歇式气化（UGI）和连续式气化（鲁奇Lurgi）2种。前者用于生产合成气时一定要采用白煤（无烟煤）或焦碳为原料，以降低合成气中CH4含量，国内有数千台这类气化炉，弊端颇多；后者国内有20多台炉子，多用于生产城市煤气；该技术所含煤气初步净化系统极为复杂，不是公认的首选技术。
（1）、固定床间歇式气化炉（UGI）
以块状无烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸气为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。该技术是30年代开发成功的，投资少，容易操作，目前已属落后的技术，其气化率低、原料单一、能耗高，间歇制气过程中，大量吹风气排空，每吨合成氨吹风气放空多达5 000 m3，放空气体中含CO、CO2、H2、H2S、SO2、NOx及粉灰；煤气冷却洗涤塔排出的污水含有焦油、酚类及氰化物，造成环境污染。我国中小化肥厂有900余家，多数厂仍采用该技术生产合成原料气。随着能源政策和环境的要来越来越高，不久的将来，会逐步为新的煤气化技术所取代。
（2）、鲁奇气化炉
30年代德国鲁奇（Lurgi）公司开发成功固定床连续块煤气化技术，由于其原料适应性较好，单炉生产能力较大，在国内外得到广泛应用。气化炉压力（2.5～4.0）MPa，气化反应温度（800～900）℃，固态排渣，气化炉已定型（MK～1～MK－5），其中MK－5型炉，内径4.8m，投煤量（75～84）吨/h，粉煤气产量（10～14）万m3/h。煤气中除含CO和H2外，含CH4高达10%～12%，可作为城市煤气、人工天然气、合成气使用。缺点是气化炉结构复杂、炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备，制造和维修费用大；入炉煤必须是块煤；原料来源受一定限制；出炉煤气中含焦油、酚等，污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多、炉渣含碳5%左右。针对上述问题，1984年鲁奇公司和英国煤气公司联合开发了液体排渣气化炉（BGL），特点是气化温度高，灰渣成熔融态排出，炭转化率高，合成气质量较好，煤气化产生废水量小并且处理难度小，单炉生产能力同比提高3～5倍，是一种有发展前途的气化炉。 流化床气化又称为沸腾床气化。其以小颗粒煤为气化原料，这些细颗粒在自下而上的气化剂的作用下，保持着连续不断和无秩序的沸腾和悬浮状态运动，迅速地进行着混合和热交换，其结果导致整个床层温度和组成的均一。流化床气化能得以迅速发展的主要原因在于：（1）生产强度较固定床大。（2）直接使用小颗粒碎煤为原料，适应采煤技术发展，避开了块煤供求矛盾。（3）对煤种煤质的适应性强，可利用如褐煤等高灰劣质煤作原料。
流化床气化炉常见有温克勒（Winkler）、灰熔聚（U-Gas）、循环流化床（CFB）、加压流化床（PFB是PFBC的气化部分）等。
（1）、循环流化床气化炉CFB
鲁奇公司开发的循环流化床气化炉（CFB）可气化各种煤，也可以用碎木、树皮、城市可燃垃圾作为气化原料，水蒸气和氧气作气化剂，气化比较完全，气化强度大，是移动床的2倍，碳转化率高（97%），炉底排灰中含碳2%～3%，气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料是新加入原料的40倍，炉内气流速度在（5～7）m/s之间，有很高的传热传质速度。气化压力0.15MPa。气化温度视原料情况进行控制，一般控制循环旋风除尘器的温度在（800～1050）℃之间。鲁奇公司的CFB气化技术，在全世界已有60多个工厂采用，正在设计和建设的还有30多个工厂，在世界市场处于领先地位。
CFB气化炉基本是常压操作，若以煤为原料生产合成气，每公斤煤消耗气化剂水蒸气1.2kg，氧气0.4kg，可生产煤气 （l.9～2.0）m3。煤气成份CO+H2>75%，CH4含量2.5%左右， CO215%，低于德士古炉和鲁奇MK型炉煤气中CO2含量，有利于合成氨的生产。
（2）、灰熔聚流化床粉煤气化技术
灰熔聚煤气化技术以小于6mm粒径的干粉煤为原料，用空气或富氧、水蒸气作气化剂，粉煤和气化剂从气化炉底部连续加入，在炉内（1050～1100）℃的高温下进行快速气化反应，被粗煤气夹带的未完全反应的残碳和飞灰，经两极旋风分离器回收，再返回炉内进行气化，从而提高了碳转化率，使灰中含磷量降低到10%以下，排灰系统简单。粗煤气中几乎不含焦油、酚等有害物质，煤气容易净化，这种先进的煤气化技术中国已自行开发成功。该技术可用于生产燃料气、合成气和联合循环发电，特别用于中小氮肥厂替代间歇式固定床气化炉，以烟煤替代无烟煤生产合成氨原料气，可以使合成氨成本降低15%～20%，具有广阔的发展前景。
U－Gas在上海焦化厂（120吨煤/天）1994年11月开车，长期运转不正常，于2002年初停运；中科院山西煤化所开发的ICC灰熔聚气化炉，于2001年在陕西城化股份公司进行了100吨/天制合成气工业示范装置试验。CFB、PFB可以生产燃料气，但国际上尚无生产合成气先例；Winkler已有用于合成气生产案例，但对粒度、煤种要求较为严格，甲烷含量较高（0.7%～2.5%），而且设备生产强度较低，已不代表发展方向。 气流床气化是一种并流式气化。从原料形态分有水煤浆、干煤粉2类；从专利上分，Texaco、Shell最具代表性。前者是先将煤粉制成煤浆，用泵送入气化炉，气化温度1350～1500℃；后者是气化剂将煤粉夹带入气化炉，在1500～1900℃高温下气化，残渣以熔渣形式排出。在气化炉内，煤炭细粉粒经特殊喷嘴进入反应室，会在瞬间着火，直接发生火焰反应，同时处于不充分的氧化条件下，因此，其热解、燃烧以吸热的气化反应，几乎是同时发生的。随气流的运动，未反应的气化剂、热解挥发物及燃烧产物裹夹着煤焦粒子高速运动，运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。这种运动状态，相当于流化技术领域里对固体颗粒的“气流输送”，习惯上称为气流床气化。
气流床气化具有以下特点:(1)短的停留时间(通常1s)；(2)高的反应温度(通常1300-1500℃)；(3)小的燃料粒径(固体和液体，通常小于0.1mm)；(4)液态排渣。而且，气流床气化通常在加压(通常20-50bar)和纯氧下运行。
气流床气化主要有以下几种分类方式：
(1)根据入炉原料的输送性能可分为干法进料和湿法进料；
(2)根据气化压力可分为常压气化和加压气化；
(3)根据气化剂可分为空气气化和氧气气化；
(4)根据熔渣特性可分为熔渣气流床和非熔渣气流床。
在熔渣气流床气化炉中，燃料灰分在气化炉中熔化。熔融的灰分在相对较冷的壁面上凝聚并最终形成一层保护层，然后液态熔渣会沿着该保护层从气化炉下部流出。熔渣的数量应保证连续的熔渣流动。通常，熔渣质量流应至少占总燃料流的6%。为了在给定的温度下形成具有合适粘度的液态熔渣，通常在燃料中添加一种被称为助熔剂的物质。这种助熔剂通常是石灰石和其它一些富含钙基的物质。在非熔渣气流床气化炉中，熔渣并不形成，这就意味着燃料必须含有很少量的矿物质和灰分，通常最大的灰分含量是1%。非熔渣气流床气化炉由于受原料的限制，因此工业上应用的较少。
气流床对煤种（烟煤、褐煤）、粒度、含硫、含灰都具有较大的兼容性，国际上已有多家单系列、大容量、加压厂在运作，其清洁、高效代表着当今技术发展潮流。
干粉进料的主要有K-T（Koppres-Totzek）炉、Shell- Koppres炉、Prenflo炉、Shell炉、GSP炉、ABB-CE炉，湿法煤浆进料的主要有德士古（Texaco）气化炉、Destec炉。
（1）、德士古（Texaco）气化炉
美国Texaco(2002年初成为Chevron公司一部分，2004年5月被GE公司收购)开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成浓度为60～65%的水煤浆，用纯氧作气化剂，在高温高压下进行气化反应，气化压力在3.0～8.5MPa之间，气化温度1400℃，液态排渣，煤气成份CO+H2为80%左右，不含焦油、酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率96～99%，气化强度大，炉子结构简单，能耗低，运转率高，而且煤适应范围较宽。目前Texaco最大商业装置是Tampa电站，属于DOE的CCT-3，1989年立项，1996年7月投运，12月宣布进入验证运行。该装置为单炉，日处理煤2000～2400吨，气化压力为2.8MPa，氧纯度为95%，煤浆浓度68%，冷煤气效率～76%，净功率250MW。
Texaco气化炉由喷嘴、气化室、激冷室(或废热锅炉)组成。其中喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道，介于两股氧射流之间。水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下(约30m/s)对金属材质的冲刷腐蚀。喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。
80年代末至今，中国共引进多套Texaco水煤浆气化装置，用于生产合成气，我国在水煤浆气化领域中积累了丰富的设计、安装、开车以及新技术研究开发经验与知识。
从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，主要优点：水煤浆制备输送、计量控制简单、安全、可靠；设备国产化率高，投资省。由于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多，主要缺点：喷嘴寿命短、激冷环寿命仅一年、褐煤的制浆浓度约59%～61%；烟煤的制浆浓度为65%；因汽化煤浆中的水要耗去煤的8%，比干煤粉为原料氧耗高12%～20%，所以效率比较低。
（2）、Destec（Global E-Gas）气化炉
Destec气化炉已建设2套商业装置，都在美国：LGT1（气化炉容量2200吨/天，2.8MPa，1987年投运）与Wabsh Rive（二台炉，一开一备，单炉容量2500吨/天，2.8MPa，1995年投运）炉型类似于K-T，分第一段（水平段）与第二段（垂直段），在第一段中，2个喷嘴成180度对置，借助撞击流以强化混合，克服了Texaco炉型的速度成钟型（正态）分布的缺陷，最高反应温度约1400℃。为提高冷煤气效率，在第二阶段中，采用总煤浆量的10%～20%进行冷激（该点与Shell、Prenflo的循环没气冷激不同），此处的反应温度约1040℃，出口煤气进火管锅炉回收热量。熔渣自气化炉第一段中部流下，经水冷激固化，形成渣水浆排出。E-Gas气化炉采用压力螺旋式连续排渣系统。
Global E-Gas气化技术缺点为：二次水煤浆停留时间短，碳转化率较低；设有一个庞大的分离器，以分离一次煤气中携带灰渣与二次煤浆的灰渣与残炭。这种炉型适合于生产燃料气而不适合于生产合成气。
（3）、Shell气化炉
最早实现工业化的干粉加料气化炉是K-T炉，其它都是在其基础之上发展起来的，50年代初Shell开发渣油气化成功，在此基础上，经历了3个阶段：1976年试验煤炭30余种；1978年与德国Krupp-Koppers（krupp-Uhde公司的前身）合作，在Harburg建设日处理150t煤装置；两家分手后，1978年在美国Houston的Deer Park建设日处理250t高硫烟煤或日处理400t高灰分、高水分褐煤。共费时16年，至1988年Shell煤技术运用于荷兰Buggenum IGCC电站。该装置的设计工作为1.6年，1990年10月开工建造，1993年开车，1994年1月进入为时3年的验证期，目前已处于商业运行阶段。单炉日处理煤2000t。
Shell气化炉壳体直径约4.5m，4个喷嘴位于炉子下部同一水平面上，沿圆周均匀布置，借助撞击流以强化热质传递过程，使炉内横截面气速相对趋于均匀。炉衬为水冷壁（Membrame Wall），总重500t。炉壳于水冷管排之间有约0.5m间隙，做安装、检修用。
煤气携带煤灰总量的20%～30%沿气化炉轴线向上运动，在接近炉顶处通入循环煤气激冷，激冷煤气量约占生成煤气量的60%～70%，降温至900℃，熔渣凝固，出气化炉，沿斜管道向上进入管式余热锅炉。煤灰总量的70%～80%以熔态流入气化炉底部，激冷凝固，自炉底排出。
粉煤由N2携带，密相输送进入喷嘴。工艺氧（纯度为95%）与蒸汽也由喷嘴进入，其压力为3.3～3.5MPa。气化温度为1500～1700℃，气化压力为3.0MPa。冷煤气效率为79%～81%；原料煤热值的13%通过锅炉转化为蒸汽；6%由设备和出冷却器的煤气显热损失于大气和冷却水。
Shell煤气化技术有如下优点：采用干煤粉进料，氧耗比水煤浆低15%；碳转化率高，可达99%，煤耗比水煤浆低8%；调解负荷方便，关闭一对喷嘴，负荷则降低50%；炉衬为水冷壁，据称其寿命为20年，喷嘴寿命为1年。主要缺点：设备投资大于水煤浆气化技术；气化炉及废锅炉结构过于复杂，加工难度加大。
我公司直接液化项目采用此技术生产氢气。
（4）、GSP气化炉
GSP（GAS Schwarze Pumpe）称为“黑水泵气化技术”，由前东德的德意志燃料研究所（简称DBI）于1956年开发成功。目前该技术属于成立于2002年未来能源公司(FUTURE ENERGY GmbH)（Sustec Holding AG子公司）。GSP气化炉是一种下喷式加压气流床液态排渣气化炉，其煤炭加入方式类似于shell，炉子结构类似于德士古气化炉。1983年12月在黑水泵联合企业建成第一套工业装置，单台气化炉投煤量为720吨/天，1985年投入运行。GSP气化炉目前应用很少，仅有5个厂应用，我国还未有一台正式使用，宁煤集团（我公司控股）将要引进此技术用于煤化工项目。
总之，从加压、大容量、煤种兼容性大等方面看，气流床煤气化技术代表着气化技术的发展方向，水煤浆和干煤粉进料状态各有利弊，界限并不十分明确，国内技术界也众说纷纭。

③ 多段绝热式固定床催化反应器没段的催化剂装填量怎么确定

多段绝热式固定床催化反应器没段的催化剂装填量怎么确定
固定床反应器的结构型式主要分为绝热式和换热式两类，以适应不同的传热要求和传热方式。

1.绝热式固定床反应器

1.1单段绝热式

绝热式固定床反应器 甲醇氧化的薄层反应器

1-矿渣棉2-瓷环3-催化剂 1-催化剂 2-冷却器

特点：反应器结构简单，生产能力大。

缺点：反应过程中温度变化较大。

应用：适用于反应热效应不大的放热反应，反应过程允许温度有较宽变动范围的反应；热效应较大的，但对反应温度不很敏感或是反应速率非常快的过程也可适用。

1.2多段绝热床

多段绝热式固定床反应器

(a)、(b)、(c)中间换热式；(d)、(e)冷激式

根据段间反应气体的冷却或加热方式，多段绝热床又分为中间间接换热式和冷激式。

中间间接换热式

特点：催化剂床层的温度波动小。

缺点：结构较复杂，催化剂装卸较困难

应用：适用于放热反应

冷激式

特点：反应器结构简单，便于装卸催化剂，催化剂床层的温度波动小。

缺点：操作要求较高

应用：适用于放热反应，能做成大型催化反应器

2、换热式固定床反应器

按换热介质不同，可分为对外换热式固定床反应器和自热式固定床反应器。

2.1、对外换热式固定床反应器

以各种载热体为换热介质的对外换热式反应器多为列管式结构，类似于列管式换热器。

列管式固定床反应器

特点：传热面积大，传热效果好，易控制催化剂床层温度，反应速率快，选择性高。

缺点：结构较复杂，设备费用高。

应用：能适用于热效应大的反应。

载热体的选择：一般反应温度在240℃以下宜采用加压热水作载热体；反应温度在250℃～300℃可采用挥发性低的导热油作载热体；反应温度在300℃的则需用熔盐作载热体，如KNO353%，NaNO37%，NaNO240%的混合物。

加压热水作载热体的反应装置。

以加压热水作载热体的固定床反应装置示意图

1-列管上花板；2-反应列管；3-膨胀圈；4-汽水分离器；5-加压热水泵

用有机载热体带走反应热的反应装置。反应器外设置载热体冷却器，利用载热体移出的反应热副产中压蒸汽。

以道生油作载热体的固定床反应装置示意图

1-列管上花板；2、3-折流板；4-反应列管；5-折流板固定棒；6-人孔；7-列管下花板；8-载热体冷却器

以熔盐作载热体冷却装置在器内的反应装置。

以熔盐为载热体的反应装置示意图

1-原料气进口；2-上头盖；3-催化剂列管；4-下头盖；

5-反应气出口；6-搅拌器；7-笼式冷却器

2.2自热式固定床反应器

如图是三套管并流式催化床的气体温度分布和操作状况图。

三套管并流式冷管催化床温度分布及操作状况

特点：反应床层中温度接近最佳温度曲线、反应过程中热量自给。

缺点：结构复杂，造价高，催化剂装载系数较大。

应用：只适用于较易维持一定温度分布的热效应不大的放热反应，能适用于高压反应。

2.3其他型式固定床反应器

气固相固定床催化反应器除以上几种主要型式外，近年来又发展了径向反应器。按照反应气体在催化床中的流动方向，固定床反应器可分为轴向流动与径向流动。轴向流动反应器中气体流向与反应器的轴平行，而径向流动催化床中气体在垂直于反应器轴的各个横截面上沿半径方向流动，如图所示

径向固定床催化反应器示意图

径向流动催化床的气体流道短，流速低，可大幅度地降低催化床压降，为使用小颗粒催化剂提供了条件。径向流动反应器的设计关键是合理设计流道使各个横截面上的气体流量均等，对分布流道的制造要求较高，且要求催化剂有较高的机械强度，以免催化剂破损而堵塞分布小孔，破坏流体的均匀分布。