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固相催化反应器
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1 催化剂
（1）定义：它是能加速化学反应速率而不改变该反应标准自由焓变化的一种物质。
基本特征 ① 它能加快化学反应速率，但本身并不进入化学反应的计量。
方面是为了单位床层体积具有较大的换热面积，其优点是床层轴向温度分布比绝热式反应器均匀，其缺点是结构比绝热式反应器复杂，催化剂装填也不太方便。
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自热式：利用反应热来加热原料气使之达到要求温度，再进入催化剂床层进行反应的自身换热式反应器。它只适用于热效应不太大的放热反应和原料气必须预热的系统。这种反应器本身能达到热量平衡，不需外加热源或者外加热介质来冷却反应床层。
自热式反应器的形式很多。一般是在圆筒形的容器内
配置许多与轴向平行的管子（俗称冷管），管内通过
冷原料气，管外放置催化剂，所以又称管壳式固定床反应器。
它按冷管的形式可分为单管、双套管、三套管和U型管反应器几种。在按管内外流体的流向还有并流和逆流之分。
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气固相固定床催化反应器除以上几种主要类型外，近年来又发展了径向反应器。这种反应器的气体流道短，流速低，可以大幅度降低催化床压降，为使用小颗粒催化剂提供了条件。但设计这种径向流动反应器一定要合理设计流道以使各个横截面上的气体流量均等，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。
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（２）流化床反应器
　　　流化床催化反应器是利用固体流态化技术进行气固相催化反应的装置。
将大量固体颗粒悬浮于运动的流体从而使颗粒具有类似于流体的某些宏观表观特性，这种流固接触状态称为固体流态化。
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优缺点：
①流固相界面积大，有利于非均相反应的进行（传热面积大）。
②热稳定性高（传热系数高）。
③连续生产，效率高。
④物料返混大，粒子磨损严重。
⑤回收和集尘装置使内构件变得复杂。
⑥操作要求高（流化床的控制比固定床复杂，因为操作弹性低，操作条件不能有太大的变化，对控制系统提出了更高的要求）。
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流化床根据流体的不同可分为聚式流化床和散式流化床。一般而言，对于液固系统由于固体颗粒均匀的分布在床层各处，床面清晰可见，虽略有波动，但相当稳定。这种床层称为散式流化床。而对于气固系统由于固体颗粒不是均匀的分散于床层中，而是程度不同的一团一团聚集在一起作不规则的运动（颗粒小时，现象尤为明显）。这种床层称为聚式流化床。
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流化床中常见的异常现象：沟流和腾涌
沟流：气体通过床层时，其流速虽超过临界流化速度，但床层内只形成一条狭窄的流动，大部分床层仍处于固定状态。这种现象称为沟流。沟流分为贯穿沟流和局部沟流。
沟流危害：产生死床，造成催化剂烧结，降低转化率和生产能力。
造成原因：颗粒太细、潮湿、易粘结；床层薄；气速过低或气流分布不合理。
消除方法：加大气速；干燥颗粒；加内部构架；改善分布板。
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腾涌：聚式流化床中，气泡上升途中增至很大甚至接近于床径，使床层被分成数段呈活塞状向上运动，料层达到一定高度后突然崩裂，颗粒雨淋而下这种现象称为腾涌。
腾涌危害：影响产品的收率和质量；增加了固体颗粒的机械磨损和带出；降低催化剂使用寿命；床内构件易磨损。
造成原因：D/L较大；U较大
消除方法：床内设计内部构件；降低U
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气固相催化反应器的选择一般可从反应特点、反应热、工艺要求、反应器特点、催化剂性能等反面综合考量。
型式
适用反应
应用特点
应用举例
固定床
气固（催化或非催化）相
返混小，催化剂不易磨损，但传热控温不易，催化剂装卸麻烦
乙苯脱氢制苯乙烯，合成氨，乙烯法制醋酸乙烯等
流化床
气固（催化或非催化）相
传热好，温度均匀，易控制，粒子输送容易，但磨耗大，床内返混大操作条件限制较大
石油催化裂化，乙烯氧氯化制二氯乙烷等
移动床
气固（催化或非催化）相
固体返混小，固气比可变性大，但粒子传送较易，床内温差大，调节困难
石油催化裂化，矿物的焙烧或冶炼
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气固相催化反应-合成氨
（1）氨的合成：氨的合成是合成氨的最后一道工序，它是在适当的温度、压力和有催化剂存在的条件下，将经过精制的氢氮混合气直接合成氨。然后将所生成的气体氨从未合成为氨的混合气体中泠凝分离出来，得到产品液氨。
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（2）①催化剂的选择：可以作氨合成催化剂的物质很多，如铁、铂、锰、钨等。由于