放大设计较有把握，在实际生产中应用比较 广泛。
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列管式反应器优点： • 传热较好，管内温度较易控制； • 返混小、选择性较高；
• 只要增加管数，便可有把握地进行放大；
• 对于极强的放热反应，还可用同样粒度的
惰性物料来稀释催化剂
• 适用: 原料成本高，副产物价值低以及分
离不是十分容易的情况。
作反应物 作催化剂
固定床外形
圆柱状，高 径比介于釜 式反应器与 塔式反应器 之间。内有 流体分布装 置和固体支 撑装置。
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固定床主要组成部分
（P44图4-2）圆筒状的外壳 、气体分布装置、催化剂支 撑装置等。
气体分布器作用：气体分布均匀， 强化传质、传热。
主要固定床催化反应过程如下表
基本化学工业 烃类水蒸气转化 一氧化碳变换 石油化学工业 催化重整 二氯化烷 异构化 醋酸乙烯酯
自上而下流过床层进行反应，床层同 外界无热交换。
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(2)径向绝热式固定床反应器

如图 (b) ，径向反应器的结构较轴向反应
器复杂，催化剂装载于两个同心圆构成的
环隙中，流体沿径向流过床层，可采用离 心流动或向心流动。

径向反应器的优点是流体流过的距离较短
，流道截面积较大，床层阻力降较小。
轴向反应器与径向反应器
盐KNO3、NaNO3、NaNO2按一定比例组成， 在一定温度时呈熔融液体，挥发性很小。但 高温下渗透性强，有较强的氧化性。 4.烟道气：适用于600～700℃的高温反应。
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b.自热式固定床催化反应器
只适用于
放热反应。
采用反应放出的热量来预热新鲜的进料
，达到热量自给和平衡，其设备紧凑，
可用于高压反应体系。
第四章 固定床反应器 (1)
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气固相催化反应器可分三大类： 固定床反应器； 流化床反应器； 移动床反应器。
固体催化剂颗粒堆积起来所形成的
固定床层静止不动，气体反应物自上 而下流过床层，进行反应的装置称作
固定床反应器。
固定床反应器类型
• 固定床非 催化反应器
• 固定床催 化反应器
固 体 颗 • 粒
结构简单，床层横截面温度均匀。单位体
积内催化剂量大，即生产能力大。但只适 用于热效应不大的反应。
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绝热式固定床反应器类型
绝热式固定床反应器按床层分类， 可分为： 单段绝热式固定床反应器；
多段绝热式固定床反应器。
原料气
催化剂
单段绝热式固定床反应器
产物
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特点：
单段绝热式固定床反应器
该反应器结构简单，体积利 用率高，但催化剂层上下温差 大，适用于反应热效应小、催 化剂允许温度波动范围宽等场 合。
，管径一般为 25 ~30㎜，管数可达万根以上
。管内装催化剂，传热介质流经管间进行加
热或冷却。
反应管
• 列管式固定床反应器具有良好的传热性能 ，单位床层体积具有较大的传热面积，可用 于热效应中等或稍大的反应过程。反应器由 成千上万根“单管”组成。一根单管的反应
性能可以代表整个反应器的化反应器 a. 对外换热式固定床催化反应 器：适用于放热反应+吸热 反应，多为列管式结构
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体
列管式 固定床 反应器
列管式固定床反应器

热效应较大，不宜采用绝热式反应器，可
采用换热式固定床反应器，此设备如同列管
式换热器，又称为列管式固定床反应器。

如图所示，反应器由多根反应管并联构成
段间的换热方式有间接换热式 和直接换热式两种(p44最后一段)
间接换热式：反应混合物的温度（ T）发生改变，组成不变； 直接换热式：反应混合物的温度（

T）和组成均发生改变。
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(1)轴向绝热式固定床反应器

如图 (a) ， 这种反应器结构最简单， 实际上是一个容器，催化剂均匀堆置
于床内，预热到一定温度的反应物料
一氧化碳甲烷化
氨合成 二氧化硫氧化 甲醇合成
丁二烯
苯酐 苯乙烯
顺酐
环已烷 加氢脱烷基
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4.2 固定床反应器分类
固定床反应器形式多种多样，按反应
过程是否换热分类，可有以下几类：
绝热式固定床催化反应器；
换热式固定床催化反应器。
1.绝热式固定床催化反应器
反应器外壳包裹绝热保温层，使催化剂床
层与外界没有热量交换；中空圆筒的底部 放置搁板，上面堆放固体催化剂；气体从 上而下通过催化剂床层。
传热介质
• 传热介质的选用根据反应的温度范围决定 ，其温度与催化床的温差宜小，但又必须 移走大量的热，常用的传热介质有： 1.沸腾水：温度范围100~300℃。使用时需注
意水质处理，脱除水中溶解的氧。
2.联苯醚、烷基萘为主的石油馏分：粘度低
，无腐蚀，无相变，温度范围200~ 350℃
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3.熔盐：温度范围300℃～400℃，由无机熔
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多段绝热式固定床反应器

热效应大，常把催化剂床层分 成几段(层)，段间采用间接冷却 或原料气（或惰性组分）冷激， 以控制反应温度在一定的范围内
多段绝热式固定床反应器
特点：
该反应器每段催 化剂层上下温差 小，但体积利用 率低，适用于反 应热效应大和催 化剂允许温度波 动范围窄等场合。
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多段绝热式固定床反应器
但其结构较复杂，操作弹性较小，启动
反应时常用电加热。
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本课小结
• 固定床反应器的含义； • 固定床反应器的构成部分； • 固定床反应器的分类： 按床层
单段
多段
按是否
绝热式
换热
换热式
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