在化工過程中,經(jīng)常遇到有氣體、液體和固體參與的反應(yīng)。這種類型的反應(yīng)常發(fā)生予加氫處理過程中,人們對此過程中的氫、油相和催化劑之間的各種反應(yīng)進(jìn)行了研究。其它常見的三相催化反應(yīng)有氧化反應(yīng)和水合反應(yīng)。有些三相反應(yīng),如煤掖化,含有固體反應(yīng)物。上述反應(yīng)和其它許多與氣一液一固相似的反應(yīng)以及許多氣一液反應(yīng),都在同時含有三相的容器或反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。本書主題即是這種氣一液一固反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)。
氣一液一固不銹鋼反應(yīng)釜的正確選擇,在一定程度上取決于反應(yīng)的性質(zhì)。氣一液-固反應(yīng)有三種類型。
1.氣體、液體、固體或是反應(yīng)物或是產(chǎn)物的反應(yīng)
2.固休作為催化劑的氣一掖一固反應(yīng)
3.二個反應(yīng)相,.第三個是惰性相
A.墳充床中的氣一液反應(yīng)—固體傳遞動2;以得到較好的傳遞系數(shù)和接觸。
B.液相為惰性相的氣一固反應(yīng)—掖體作為傳熱介質(zhì),或作為在催化荊表面各種反應(yīng) 物濃度的再分配劑。
C.氣體為情性相的液一固反應(yīng)—?dú)怏w起攪拌作用。
第I種反應(yīng)類型的例子有石灰乳蝕液中二氧化碳的吸收和煤的熱液化。個例子中,由于石灰乳濁液的碳化作用,生成碳酸鈣,第二個例子中,在有級和油存在的情況下,煤液化生成許多產(chǎn)物。
第I種類型的氣一液一固反應(yīng),在石油工業(yè)中常見。加氫反應(yīng)即是表征氛、油相中的一種或幾種組分(如硫屯氮、礬、鎳等等)和催化劑之間進(jìn)行反應(yīng)。本書主耍討論的是與這些反應(yīng)有關(guān)的反應(yīng)釜設(shè)計(jì)。這類反應(yīng)可能生成揮發(fā)性產(chǎn)物、不揮發(fā)性產(chǎn)物、或其混合物。煤的催化液化也屬于這種反應(yīng)類型,反應(yīng)物(煤)和催化劑同時作為固相存在。
第11種氣一液一固反應(yīng)類型,三相中只有兩相參與反應(yīng),第三相為惰性相。這類反應(yīng)可進(jìn)步分成蘭種情況。有些反應(yīng)嚴(yán)格地說是氣一液反應(yīng),但常常是在填充床反應(yīng)釜中,逆流條件下操作,固體給予動量傳遞,在氣一液接觸,并在氣一液界面有較好的傳質(zhì)Danckwerts c2 列舉了一些這種類型的反應(yīng)。有些反應(yīng),如費(fèi)一托反應(yīng),嚴(yán)格地說是氣一固反應(yīng),在這些反應(yīng)中,液體不參與反應(yīng),而是作為傳熱介質(zhì),或催化荊表面各種反應(yīng)物濃度的再分配劑。因?yàn)橐大w的導(dǎo)熱性比氣體好,所以在一些氣一固反應(yīng)中(如費(fèi)一托反應(yīng)),采用一種情性的、不揮發(fā)性液體(油類)作為除熱介質(zhì),防止催化荊過熱??赡娣磻?yīng)在接近平衡時,如果產(chǎn)物在液體中的可溶性比反應(yīng)物大,則引入惰性液相,可顯著地增加轉(zhuǎn)化率。氧化鎢催化劑存在下,烯烴水合制醉,就是一個典型的例子。這些反應(yīng)能在單相流,或者混合流中進(jìn)行。在丙始與異丙醇平衡情況下,在兩相系統(tǒng)中操作比單獨(dú)在汽相中操作,可獲得更高的轉(zhuǎn)化率,這m由于過盆的水存在下,丙烯和異丙醉之間的溶解度不同。由于液體的存在,產(chǎn)物在催化劑表面的濃度降低,改變了反應(yīng)物一產(chǎn)物之比,使反應(yīng)向有利的方向進(jìn)行。在另一些反應(yīng)中,被體的存在,可以重新分配催化荊表面的反應(yīng)物濃度、有些載化反應(yīng)也屬三相反應(yīng),如在把和鉑基催化荊存在下,伯醉轉(zhuǎn)化成相應(yīng)酸式鈉鹽的反應(yīng) (如乙醇空氣氧化制醋酸)。
氣一液一固不銹鋼反應(yīng)釜的正確選擇,在一定程度上取決于反應(yīng)的性質(zhì)。氣一液-固反應(yīng)有三種類型。
1.氣體、液體、固體或是反應(yīng)物或是產(chǎn)物的反應(yīng)
2.固休作為催化劑的氣一掖一固反應(yīng)
3.二個反應(yīng)相,.第三個是惰性相
A.墳充床中的氣一液反應(yīng)—固體傳遞動2;以得到較好的傳遞系數(shù)和接觸。
B.液相為惰性相的氣一固反應(yīng)—掖體作為傳熱介質(zhì),或作為在催化荊表面各種反應(yīng) 物濃度的再分配劑。
C.氣體為情性相的液一固反應(yīng)—?dú)怏w起攪拌作用。
第I種反應(yīng)類型的例子有石灰乳蝕液中二氧化碳的吸收和煤的熱液化。個例子中,由于石灰乳濁液的碳化作用,生成碳酸鈣,第二個例子中,在有級和油存在的情況下,煤液化生成許多產(chǎn)物。
第I種類型的氣一液一固反應(yīng),在石油工業(yè)中常見。加氫反應(yīng)即是表征氛、油相中的一種或幾種組分(如硫屯氮、礬、鎳等等)和催化劑之間進(jìn)行反應(yīng)。本書主耍討論的是與這些反應(yīng)有關(guān)的反應(yīng)釜設(shè)計(jì)。這類反應(yīng)可能生成揮發(fā)性產(chǎn)物、不揮發(fā)性產(chǎn)物、或其混合物。煤的催化液化也屬于這種反應(yīng)類型,反應(yīng)物(煤)和催化劑同時作為固相存在。
第11種氣一液一固反應(yīng)類型,三相中只有兩相參與反應(yīng),第三相為惰性相。這類反應(yīng)可進(jìn)步分成蘭種情況。有些反應(yīng)嚴(yán)格地說是氣一液反應(yīng),但常常是在填充床反應(yīng)釜中,逆流條件下操作,固體給予動量傳遞,在氣一液接觸,并在氣一液界面有較好的傳質(zhì)Danckwerts c2 列舉了一些這種類型的反應(yīng)。有些反應(yīng),如費(fèi)一托反應(yīng),嚴(yán)格地說是氣一固反應(yīng),在這些反應(yīng)中,液體不參與反應(yīng),而是作為傳熱介質(zhì),或催化荊表面各種反應(yīng)物濃度的再分配劑。因?yàn)橐大w的導(dǎo)熱性比氣體好,所以在一些氣一固反應(yīng)中(如費(fèi)一托反應(yīng)),采用一種情性的、不揮發(fā)性液體(油類)作為除熱介質(zhì),防止催化荊過熱??赡娣磻?yīng)在接近平衡時,如果產(chǎn)物在液體中的可溶性比反應(yīng)物大,則引入惰性液相,可顯著地增加轉(zhuǎn)化率。氧化鎢催化劑存在下,烯烴水合制醉,就是一個典型的例子。這些反應(yīng)能在單相流,或者混合流中進(jìn)行。在丙始與異丙醇平衡情況下,在兩相系統(tǒng)中操作比單獨(dú)在汽相中操作,可獲得更高的轉(zhuǎn)化率,這m由于過盆的水存在下,丙烯和異丙醉之間的溶解度不同。由于液體的存在,產(chǎn)物在催化劑表面的濃度降低,改變了反應(yīng)物一產(chǎn)物之比,使反應(yīng)向有利的方向進(jìn)行。在另一些反應(yīng)中,被體的存在,可以重新分配催化荊表面的反應(yīng)物濃度、有些載化反應(yīng)也屬三相反應(yīng),如在把和鉑基催化荊存在下,伯醉轉(zhuǎn)化成相應(yīng)酸式鈉鹽的反應(yīng) (如乙醇空氣氧化制醋酸)。
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