(完整)反应器初步设计说明书.docx

福建联合石化有限公司
年产25JJ吨丙烯（PDH）
反应器设计说明
烷转工艺
指导老帅:
王洪海李春利单海
王桂赞武宇新
木小莹永艺
1蔺
1/
作者单位：河北工业夫学
东华科技氓鼓杯・
大；但床内返混大，不适于咼转化率反应
移动床反应器
气固相，尤
其是催化剂失
活很快的反应
床层返混小，固气比可操作性大；但
床内温差大，调节不易
本反应器主要针对的是丙烷脱氢生成丙烯的反应，该反应的高效反应温度在
550-650°C,。反应两个最大的特点是：
反应为强吸热，分子数增加的可逆反应，平衡常数随温度的升高而增
加。若要获得较高的脱氢转化率，则该反应需在高温和负压下进行，然而，高温又会使烷烃容易发生裂解和深度脱氢反应，导致反应的选择性降低。
催化剂容易结焦失活：高温对C—C键断裂的裂解反应比对C—H键断裂的脱氢反应更为有利，从而容易导致催化剂表面积碳，进而使催化剂失活加速。而连续工业化不允许频繁停车来更换催化剂，否则会导致产品质量的不稳定以及额外的能量与原料消耗。
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本项目包括4台脱氢反应器和1台选择性加氢反应器。综合反应以及催化剂特点，我们分别选择移动床反应器和固定床反应器。
第2章催化剂

本反应综合生产实际以及环境友好的要求，丙烷脱氢(PDH)反应器选用Sn
为助剂、Pt为活性中心，AlO为载体的Pt-Sn/AlO催化剂。催化剂为颗粒直径2mm
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的球形颗粒，密度为3800kg/m3，床层孔隙率£。乙炔选择性加氢(SHP)反应器选用最常用的钯系催化剂。

丙烷脱氢反应在热力学上是一个分子数增加、强吸热(116KJ/mol)的可逆反应。为了使反应向脱氢反向进行，需要提高反应温度和降低反应器中的压力。但是在高温下，丙烯容易发生深度脱氢，导致选择性降低，而且在高温下C-C
键裂解反应在热力学上比C-H键裂解更有利，从而加剧了碳在催化剂表面沉积导致Pt-SMA—O3催化剂失活。

TM
利用CCR再生装置，对结焦的Pt-Sn/AlO催化剂进行烧炭再生。其有4项主
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要功能：烧去催化剂的焦炭，铂催化剂的重新分配，移去额外的水分及将催化剂返回到还原状态(催化剂再生)。缓慢移动的催化剂床在通过反应器和再生器的环路中循环，常用的循环时间为
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5~10天。反应部分和再生部分相互独立设计，因此即使再生器停车，也不用中断反应器内催化脱氢反应过程。
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第3章丙烷脱氢反应器

主反应：
C38362
HfCH+H
△
Hr=116・0754KJ/mol
副反应：
C38244
HfCH+CH
△H=75・8671KJ/mol
CH+HfCH
=-
△耳
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C3耳+HfC2H2+C+4H2
Hr=
△r

图3-1丙烷脱氢反应机理
3・3动力学方程

F=ki*(P(C3H8)-P(C3H8)*P(H2)/Keq)/(1+P(C3也)/匕);
-#*PGH8);
5=k3*P(C2H4)*P(H2)；
单位：mol/(min*g).
其中：Keq=exp(16・858-15394/t+148728/t2)atm
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R=8・314J/(mol*K);
p（c3h8）是c3h8在反应器中的分压;p（c2h4）是c2h4在反应器中的分压;
p（h2）是h2在反应器中的分压；
t为反应器中的温度.

dCklc*(CmaxCm)2k2cdt
C=