固定床氣一液一固實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)釜，大體上能用三種方式操作，隨氣流和液流的·方向而定。氣體和液體能并流向下流動(dòng)，并流向動(dòng)，或逆向流動(dòng)(通常是液體向下流動(dòng)，氣流向動(dòng))。在每種流動(dòng)條件下，流體動(dòng)力學(xué)、傳質(zhì)和傳熱條件是不同的，表1-4A列出了這類反應(yīng)釜的應(yīng)用實(shí)例。
浦流床反應(yīng)釜是應(yīng)用得廣泛的三相反應(yīng)釜之一，這種反應(yīng)釜，對(duì)加氮過(guò)程特別有利。在滴流床反應(yīng)釜中，液流向下流動(dòng)，以一種很薄的液膜形式通過(guò)填料，·而連續(xù)氣相以并流或逆流的形式，在填料間流動(dòng)。正常的操作方式是氣流和液流并流向下流動(dòng)。在工業(yè)用加氫反應(yīng)器中，液速為3m/h. 為91.4 m/h(在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，相應(yīng)的氣速為16300-81075m/h)。這樣的速度范圍，比實(shí)臉室加氮滴流床反應(yīng)釜所用的速度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
滴流床反應(yīng)釜的優(yōu)缺點(diǎn)列于表1-5。工業(yè)滴流床反應(yīng)釜是在活塞流條件下操作，使催化劑充分地潤(rùn)濕，因此，在單個(gè)反應(yīng)釜中，可獲得高轉(zhuǎn)化率。滴流床反應(yīng)釜的液固比(或液體稀留量)很小，因而使均相反應(yīng)的影響降至，這一點(diǎn)對(duì)加氫脫硫反應(yīng)是很重要的，因?yàn)?，液休滯留量小，限度地降低了油的熱裂化或加氫裂化。在氣一液一固操作過(guò)程中，氣一液介面和液一固介面的傳質(zhì)(或傳熱)阻力，都很重要，應(yīng)予以分別處理。由于滴流床反應(yīng)器中液膜很薄，故這兩種阻力能結(jié)合起來(lái)，使總的液膜阻力比其它類型的氣一液一固操作要小。滴流床通常是在流體并流向下流動(dòng)的條件下操作，故無(wú)液泛?jiǎn)栴}。滴流操作產(chǎn)生的壓降比鼓抱流操作(流體并流向動(dòng)或逆向流動(dòng))低，這使反應(yīng)釜中氣體反應(yīng)物的分壓均勻 (如加級(jí)過(guò)程中的級(jí)氣)。在整個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)，保證催化荊表面有富級(jí)條件是很重耍的，眾所周知，催化捅表面級(jí)I不足，會(huì)引短催化劑很快地失活。
滴流床反應(yīng)釜能按部分或完全汽相反應(yīng)釜操作，使與反應(yīng)物汽化有關(guān)的能耗降至。在加氫裂化反應(yīng)、加氮和環(huán)丙烷異構(gòu)化反應(yīng)中，催化荊表面處于棍合流狀態(tài)。當(dāng)?shù)瘟鞔卜磻?yīng)釜中溫升明顯時(shí)(如加氫脫硫反應(yīng)和加氮裂化反應(yīng))，可在沿反應(yīng)釜長(zhǎng)度方向，引入一股或多股“驟冷流體”(一般用氫)，能很容易地控制沮升。
滴流床反應(yīng)釜的主要缺點(diǎn)是，‘在大型反應(yīng)釜中，熱量的徑向混合不好，從而引起催化劑局部過(guò)熱，產(chǎn)生有害的影響，造成催化劑迅速失活，并使液膜過(guò)量汽化。在滴流床反應(yīng)釜中，催化劑順粒不能太小，否則它會(huì)產(chǎn)生很大的起始?jí)航?，并隨著催化劑的老化，加速壓降的升高。而大順粒催化劑，會(huì)產(chǎn)生明顯的順粒內(nèi)擴(kuò)散效應(yīng)，如加級(jí)脫硫過(guò)程中，催化劑毛細(xì)孔口堵塞，將引起催化荊迅速失活。滴流床反應(yīng)釜在低液速下操作，引起流動(dòng)分布不均勻，如溝流、旁路，可能引起催化劑潤(rùn)泣不完普，不利于反應(yīng)釜操作。
對(duì)于一些反應(yīng)，固定床反應(yīng)釜是枉流體并流向動(dòng)的狀態(tài)下操作。與滴流狀態(tài)不同，這種操作類型，一般用鼓泡流(在低液速和低氣速下)和脈動(dòng)流(在高氣速下) 狀態(tài)來(lái)表征，通常，在鼓泡流狀態(tài)下操作。在SYNTHOIL煤液化工藝中，脈動(dòng)流和噴淋流兩種狀態(tài)都采用，因此，固休反應(yīng)物(煤》不會(huì)堵塞反應(yīng)釜。在鼓泡流中，氣體是分散相，掖體是連續(xù)相。在脈動(dòng)流中，氣體和流體脈動(dòng)通過(guò)反應(yīng)釜。在噴淋流狀態(tài)，氣體為連續(xù)相，掖體為分散相。
流體并流向動(dòng)和流體并流向下流幼反應(yīng)釜的比較。通過(guò)比較可以看出，在同樣的流動(dòng)條件下，流體向動(dòng)反應(yīng)釜的棍合情又比流體向下流動(dòng)反應(yīng)釜更好(在徑向和軸向兩方面)，氣掖傳質(zhì)系數(shù)大，液體滯留量大，液體分布好，液體和固體間的傳熱好，固體順粒濃度低，固體堵塞較少(如煤掖化)，有時(shí)催化劑壽命更長(zhǎng)?？墒桥c流體向下流動(dòng)反應(yīng)釜相比，壓降較高(反應(yīng)物的總壓和分壓)，轉(zhuǎn)化率較低(由于軸向混合)，均相反應(yīng)和順粒內(nèi)擴(kuò)散效應(yīng)較多。在流體并流向下流動(dòng)操作中，不會(huì)產(chǎn)生掖泛，可是在流體向動(dòng)的操作中，卻可能產(chǎn)生液泛。
浦流床反應(yīng)釜是應(yīng)用得廣泛的三相反應(yīng)釜之一，這種反應(yīng)釜，對(duì)加氮過(guò)程特別有利。在滴流床反應(yīng)釜中，液流向下流動(dòng)，以一種很薄的液膜形式通過(guò)填料，·而連續(xù)氣相以并流或逆流的形式，在填料間流動(dòng)。正常的操作方式是氣流和液流并流向下流動(dòng)。在工業(yè)用加氫反應(yīng)器中，液速為3m/h. 為91.4 m/h(在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下，相應(yīng)的氣速為16300-81075m/h)。這樣的速度范圍，比實(shí)臉室加氮滴流床反應(yīng)釜所用的速度高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
滴流床反應(yīng)釜的優(yōu)缺點(diǎn)列于表1-5。工業(yè)滴流床反應(yīng)釜是在活塞流條件下操作，使催化劑充分地潤(rùn)濕，因此，在單個(gè)反應(yīng)釜中，可獲得高轉(zhuǎn)化率。滴流床反應(yīng)釜的液固比(或液體稀留量)很小，因而使均相反應(yīng)的影響降至，這一點(diǎn)對(duì)加氫脫硫反應(yīng)是很重要的，因?yàn)?，液休滯留量小，限度地降低了油的熱裂化或加氫裂化。在氣一液一固操作過(guò)程中，氣一液介面和液一固介面的傳質(zhì)(或傳熱)阻力，都很重要，應(yīng)予以分別處理。由于滴流床反應(yīng)器中液膜很薄，故這兩種阻力能結(jié)合起來(lái)，使總的液膜阻力比其它類型的氣一液一固操作要小。滴流床通常是在流體并流向下流動(dòng)的條件下操作，故無(wú)液泛?jiǎn)栴}。滴流操作產(chǎn)生的壓降比鼓抱流操作(流體并流向動(dòng)或逆向流動(dòng))低，這使反應(yīng)釜中氣體反應(yīng)物的分壓均勻 (如加級(jí)過(guò)程中的級(jí)氣)。在整個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)，保證催化荊表面有富級(jí)條件是很重耍的，眾所周知，催化捅表面級(jí)I不足，會(huì)引短催化劑很快地失活。
滴流床反應(yīng)釜能按部分或完全汽相反應(yīng)釜操作，使與反應(yīng)物汽化有關(guān)的能耗降至。在加氫裂化反應(yīng)、加氮和環(huán)丙烷異構(gòu)化反應(yīng)中，催化荊表面處于棍合流狀態(tài)。當(dāng)?shù)瘟鞔卜磻?yīng)釜中溫升明顯時(shí)(如加氫脫硫反應(yīng)和加氮裂化反應(yīng))，可在沿反應(yīng)釜長(zhǎng)度方向，引入一股或多股“驟冷流體”(一般用氫)，能很容易地控制沮升。
滴流床反應(yīng)釜的主要缺點(diǎn)是，‘在大型反應(yīng)釜中，熱量的徑向混合不好，從而引起催化劑局部過(guò)熱，產(chǎn)生有害的影響，造成催化劑迅速失活，并使液膜過(guò)量汽化。在滴流床反應(yīng)釜中，催化劑順粒不能太小，否則它會(huì)產(chǎn)生很大的起始?jí)航?，并隨著催化劑的老化，加速壓降的升高。而大順粒催化劑，會(huì)產(chǎn)生明顯的順粒內(nèi)擴(kuò)散效應(yīng)，如加級(jí)脫硫過(guò)程中，催化劑毛細(xì)孔口堵塞，將引起催化荊迅速失活。滴流床反應(yīng)釜在低液速下操作，引起流動(dòng)分布不均勻，如溝流、旁路，可能引起催化劑潤(rùn)泣不完普，不利于反應(yīng)釜操作。
對(duì)于一些反應(yīng)，固定床反應(yīng)釜是枉流體并流向動(dòng)的狀態(tài)下操作。與滴流狀態(tài)不同，這種操作類型，一般用鼓泡流(在低液速和低氣速下)和脈動(dòng)流(在高氣速下) 狀態(tài)來(lái)表征，通常，在鼓泡流狀態(tài)下操作。在SYNTHOIL煤液化工藝中，脈動(dòng)流和噴淋流兩種狀態(tài)都采用，因此，固休反應(yīng)物(煤》不會(huì)堵塞反應(yīng)釜。在鼓泡流中，氣體是分散相，掖體是連續(xù)相。在脈動(dòng)流中，氣體和流體脈動(dòng)通過(guò)反應(yīng)釜。在噴淋流狀態(tài)，氣體為連續(xù)相，掖體為分散相。
流體并流向動(dòng)和流體并流向下流幼反應(yīng)釜的比較。通過(guò)比較可以看出，在同樣的流動(dòng)條件下，流體向動(dòng)反應(yīng)釜的棍合情又比流體向下流動(dòng)反應(yīng)釜更好(在徑向和軸向兩方面)，氣掖傳質(zhì)系數(shù)大，液體滯留量大，液體分布好，液體和固體間的傳熱好，固體順粒濃度低，固體堵塞較少(如煤掖化)，有時(shí)催化劑壽命更長(zhǎng)?？墒桥c流體向下流動(dòng)反應(yīng)釜相比，壓降較高(反應(yīng)物的總壓和分壓)，轉(zhuǎn)化率較低(由于軸向混合)，均相反應(yīng)和順粒內(nèi)擴(kuò)散效應(yīng)較多。在流體并流向下流動(dòng)操作中，不會(huì)產(chǎn)生掖泛，可是在流體向動(dòng)的操作中，卻可能產(chǎn)生液泛。
