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固定床生物反应器(固定床生物反应器是干嘛用的)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-16 13:37   点击:176  编辑:admin   手机版

1. 固定床生物反应器是干嘛用的

积分反应器是一种连续反应器。对于固定床反应器,当床层(催化剂层)较厚时,可视为积分反应器。

反应器中,反应混合物组成沿催化剂床层的轴向非线性变化,所以,浓度、转化率在反应器具有“积分”性质,所以称为积分反应器。

积分反应器的优、缺点:

优点:仪器简单,分析方法要求不高。只要测定dci/dV或DXi/dV就可以测定ri。

缺点:等温性能差,ri不一致。

因此,积分反应器是一种常用的催化反应器,因为它类似于工业分析反应器。从动力学观点讲,仪器设备简单,不要求高灵敏度的分析方法,因而可选用的分析方法较多。

2. 固定床反应器属于什么反应器

固定床反应器指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物,形成一定高度的堆积床层,气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时,实现非均相反应过程。

这类反应器的特点是充填在设备内的固体颗粒固定不动,有别于固体物料在设备内发生运动的移动床和流化床,又称填充床反应器。

3. 固定床生物膜反应器

原理:固定床反应器指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物,形成一定高度的堆积床层,气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时,实现非均相反应过程。

4. 固定床反应器适用于什么样的反应

  生产苯乙烯的原料是乙苯。目前,世界上90%以上的乙苯是由苯和乙烯烷基化生产制得,一分子乙烯在适当条件下与一分子苯作用生成一分子乙苯。  乙苯  乙基苯的俗称,无色,具有芳香气味的可燃液体,沸点136.19°C。熔点(℃) -94.9,可由苯通过烷基化或直接从碳八芳烃分离获得,主要用于制造苯乙烯,少量用于有机合成工业,如制成苯乙酮用于香料、医药等方面。  现在工业上约有90%的乙苯是通过苯烷基化生产的。  1.生产工艺方法  液相法 液相法使用的催化剂为三氯化铝,反应器为塔式,反应温度范围在125~140℃,反应压力在0.2~0.4Mpa,使乙烯与苯反应生成乙苯:  副反应是乙苯进一步用乙烯烷基化生成多乙苯。工业上将苯的转化率限制在52%~55%左右,并采用高的苯与乙烯配料比(摩尔比一般为2左右),以防止生成更多的二乙苯与多乙苯。乙苯的平均收率为94%~96%。应严格控制原料苯和乙烯中的硫化物、乙炔等杂质,以减少三氯化铝的消耗。一般烃化液的组成(质量%):苯40,乙苯47,多乙苯(主要是二乙苯)13。反应前应将苯干燥至水含量30mg/kg以下,乙烯纯度为99.9%。反应产物(粗乙苯)用精馏分离得到乙苯,分离得到的苯再循环使用。  气相法 气相法的设备是固定床式,催化剂为磷酸负载在硅藻土构成的催化剂。反应温度为200~250℃,反应压力为1.4Mpa.  关于乙烯的综合纯度指标高低不是关键,关键是应在预处理中除掉硫及硫化物,氮化物和乙炔。纯化后的乙烯与气-液混合物苯混合后通过负载催化剂的固定床反应器,并产生放热反应,将反应生成物进行冷凝和冷却。未参加反应的惰性气体循环并与进料反应物混合重新被使用。被冷凝下来的液相反应产物用精馏分离,被分离出的苯再循环使用,乙苯进入罐压。这种工艺的问题是需采用高苯/乙烯比例,以防止多烷基苯的产生(因对多烷基苯后处理有难度)。这种工艺的优势是反应器成本低(用低碳钢),催化剂成本低,对催化剂再生处理工序少。  2.乙苯精制 乙苯精致采用精馏分离,通常为三步进行。第一步是将苯分离出来,第二步是将乙苯分离出来,第三步是将多乙苯分离出来  乙苯脱氢生产苯乙烯  乙苯在催化剂作用下,达到550~600℃时脱氢生成苯乙烯:  乙苯脱氢是一个可逆吸热增分子反应,加热减压有利于反应向生成苯乙烯方向进行。工业上采用的方法是在进料中掺入大量高温水蒸气,以降低烃分压,并提供反应所需的部分热量,水蒸气与烃的摩尔比(简称水比)视反应器类型的不同而异,范围约在6~14之间。  反应器 乙苯脱氢反应器有等温和绝热两种。等温反应器为列管式,已很少采用。使用绝热反应器时,反应所需的热量由提高进料温度(610~660℃)和加大水比(≈14)而带入。但温度过高将引起乙苯的热裂解,通常采用径向反应器,以减小气体通过催化剂层的温度降、压力降,并分段引入过热蒸汽,使轴向温度分布均匀。  催化剂 早期采用的有美国加利福尼亚标准油公司的镁系催化剂和德国法本公司的锌系催化剂。第二次世界大战后,广泛采用美国壳牌石油公司开发的以氧化铁为主要成分的催化剂(Fe2O3:K2O:Cr2O3=87:10:3),乙苯转化率约60%,选择性约87%。1978年,又出现了一种加有多种助催化剂的铁系催化剂,苯乙烯选择性可达95%,加入的助催化剂多为碱金属或碱土金属,如钾、钒、钼、钨、铈、铬等。80年代工业上仍在继续努力开发适用于低水比的催化剂,以节约能耗。  2.工艺流程简介  包括乙苯脱氢和苯乙烯精馏分离两部分。乙苯在反应器内转化率约在35%~40%,脱氢液约含乙苯55%~60%,苯乙烯35%~40%以及少量苯、甲苯及焦油等。用精馏方法可分出苯乙烯成品。由于乙苯和苯乙烯的沸点比较接近,分离时所需塔板数较多,而苯乙烯在较高温度下又极易聚合。为了减少聚合反应的发生,除加对苯二酚或硫等阻聚剂外,尚需采用减压操作,并使用塔板效率高、阻力小的新型塔器或新型高效填充塔,使塔釜温度不超过90℃。苯乙烯精馏塔塔顶产品为苯乙烯,浓度可达99.6%。

5. 移动床生物反应器

生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器,实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。世界上最大的发酵罐高达100米,直径7米,容积为4000立方米。它远远望去,犹如一座壮观的圆形塔。 可以用于制干扰素、胰岛素、生物钢、人生长激素...... 好处我也不太清楚。 生物反应器是利用生物催化剂为细胞培养(或发酵)或酶反应提供良好的反应环境的设备,通常称为发酵罐或酶反应器。用于污水生物处理的曝气池或厌气消化罐也可作为生物反应器的一类。生物反应器是生物反应过程中的关键设备,它的结构、操作方式和操作条件对生物技术产品的质量、转化率和能耗有着密切关系。 生物反应器 名称 名称: 生物反应器 主题词或关键词: DNA 生命科学 细菌 胰岛素 内容 内容 生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。

在固定化酶广泛应用的基础上,人们发现天然细胞本身就具有多功能的系列化反应系统采用物理或化学方法将细胞固定化,是利用酶或酶系的一条捷径。

一个固定化细胞反应器犹如一台“生命活动功能推动机”。

固定化细胞技术开始于70年代,其实际应用程度已超过固定化酶。如美国、欧洲、日本均采用固定化菌体柱床工艺大规模生产高果糖浆。

6. 固定床生物反应器是干嘛用的呢

连续反应器即反应一直持续的进行,不会断(除开故障),内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置,进料装置,温度压力调节及监控设备等。最常用的连续反应器是催化剂固定床反应器以及连续搅拌釜反应器(CSTR)。经过改进之后,CSTR可以采用催化剂的悬浮床形式。主要运用于化学品、燃料和聚合物的大规模生产上。

7. 什么叫固定床反应器

  固定床反应器(又称填充床反应器),它与流化床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。

  与固定床反应器相比,流化床反应器的优点是:

  ①可以实现固体物料的连续输入和输出;

  ②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能,床层内部温度均匀,而且易于控制,特别适用于强放热反应。

  但另一方面,由于返混严重,可对反应器的效率和反应的选择性带来一定影响。再加上气固流化床中气泡的存在使得气固接触变差,导致气体反应得不完全。因此,通常不宜用于要求单程转化率很高的反应。此外,固体颗粒的磨损和气流中的粉尘夹带,也使流化床的应用受到一定限制。为了限制返混,可采用多层流化床或在床内设置内部构件。这样便可在床内建立起一定的浓度差或温度差。此外,由于气体得到再分布,气固间的接触亦可有所改善。

8. 固定床反应器的用途

结构简单,空速高,催化剂损耗少,催化剂颗粒大等。

9. 固定床反应装置

分类:

固定床反应器有三种基本形式:

轴向绝热式固定床反应器。

流体沿轴向自上而下流经床层,床层同外界无热交换。

径向绝热式固定床反应器。

流体沿径向流过床层,可采用离心流动或向心流动,床层同外界无热交换。径向反应器与轴向反应器相比,流体流动的距离较短,流道截面积较大,流体的压力降较小。但径向反应器的结构较轴向反应器复杂。以上两种形式都属绝热反应器,适用于反应热效应不大,或反应系统能承受绝热条件下由反应热效应引起的温度变化的场合。

列管式固定床反应器由多根反应管并联构成。

管内或管间置催化剂,载热体流经管间或管内进行加热或冷却,管径通常在25~50mm之间,管数可多达上万根。列管式固定床反应器适用于反应热效应较大的反应。此外,尚有由上述基本形式串联组合而成的反应器,称为多级固定床反应器。例如:当反应热效应大或需分段控制温度时,可将多个绝热反应器串联成多级绝热式固定床反应器,反应器之间设换热器或补充物料以调节温度,以便在接近于最佳温度条件下操作。

特点:

固定床反应器的优点是:

返混小,流体同催化剂可进行有效接触,当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。

催化剂机械损耗小。

结构简单。

固定床反应器的缺点是:

传热差,反应放热量很大时,即使是列管式反应器也可能出现飞温(反应温度失去控制,急剧上升,超过允许范围)。

操作过程中催化剂不能更换,催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用,常代之以流化床反应器或移动床反应器。

固定床反应器中的催化剂不限于颗粒状,网状催化剂早已应用于工业上。目前,蜂窝状、纤维状催化剂也已被广泛使用。

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