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    费托合成反应器-固定床反应器的优缺点

    固定床反应器概述

    首先由鲁尔化学(Ruhrchemir)和鲁齐(Lurge)两家公司合作开发而成,简称Arge反应器。1955年第一个商业化Arge反应器在南非建成投产。反应器直径3米,由2052根管子组成,管内径5厘米,长12米,体积40m3;管外为沸腾水,通过水的蒸发移走管内的反应热,产生蒸汽。管内装填了挤出式铁催化剂。反应器的操作条件是225°C,2.6MPa。大约占产品50%的液蜡顺催化剂床层流下。基于SASOL的中试试验结果,一个操作压力4.5 MPa的Arge反应器在1987年投入使用。管子和反应器的尺寸和Arge 反应器基本一致。

    通常多管固定床反应器的径向温差为大约2~4°C。轴向温度差为15~20°C。为防止催化剂失活和积碳,绝不可以超过最高反应温度,因为积碳可导致催化剂破碎和反应管堵塞,甚至需要更换催化剂。固定床中铁催化剂的使用温度不能超过260°C,因为过高的温度会造成积碳并堵塞反应器。为生产蜡,一般操作温度在230°C左右。最大的反应器的设计能力是1500桶/天。

    固定床反应器的优点:

    1、易于操作。

    2、由于液体产品顺催化剂床层流下,催化剂和液体产品分离容易,适于费托蜡生产。

    3、由于合成气净化厂工作不稳定而剩余的少量的H2S,可由催化剂床层的上部吸附,床层的其它部分不受影响。

    固定床反应器的缺点:

    1、反应器制造昂贵。

    2、高气速流过催化剂床层所导致的高压降和所要求的尾气循环,提高了气体压缩成本。

    3、费托合成受扩散控制要求使用小催化剂颗粒,这导致了较高的床层压降。

    4、由于管程的压降最高可达0.7 MPa,反应器管束所承受的应力相当大。

    5、大直径的反应器所需要的管材厚度非常大,从而造成反应器放大昂贵。

    另外,装填了催化剂的管子不能承受太大的操作温度变化。根据所需要的产品组成,需要定期更换铁基催化剂;所以需要特殊的可拆卸的网格,从而使反应器设计十分复杂。重新装填催化剂也是一个枯燥和费时的工作,需要许多的维护工作,导致相当长的停车时间;这也干扰了工厂的正常运行。