控制小型固定床反應器溫度的方法有哪些

更新時間：2020-06-30

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　　流體通過由靜置的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱為固定床反應器，其中尤以氣態的反應物料通過由固體催化劑所構成的床層反應的氣-固相催化反應器占主導地位，如煉油工業中的催化重整、天然氣轉化等。與返混式的反應器（如流化床）相比，固定床反應器內流體的流動接近于平推流，因此可用少量的催化劑和較小的反應器容積來獲取較大的生產能力；而且催化劑不易磨損，可長期使用（除非失活）。然而，反應器操作過程中所關心的質量指標如選擇性等卻對床層的溫度分布存在高度的非線性依賴關系，因此溫控問題就成為固定床反應器的關鍵和難點所在。

　　小型固定床反應器大都是圓柱形狀，溫度沿著軸向和徑向具有一定的分布形式。為了不致超溫而破壞催化劑，先要控制反應床層中的高溫度。主要有以下三種方法：

　　（1）在筒式反應器中部引入部分進料量來控制反應出口的溫度和濃度。這種方法在1970年提出，后來得到了廣泛的應用；

　　（2）采用調節反應器回流量的手段控制反應床層中的溫峰。仿真計算表明，在較強的擾動情況下，采用這種方法可以把溫峰控制在要求的范圍內；

　　（3）采用Smith補償。溫度是具有很大滯后的變量，而固定床反應器的溫度若得不到及時地控制，可能由于不穩定而引起超溫或熄火。對于具有大純滯后的過程可采用Smith補償，但這種方法要求知道比較的對象特性，這一點往往很難做到。

　　對于多變量的固定床催化反應過程，也可以用經典的分析方法設計控制系統，比如頻域分析方法、根軌跡分析方法等，可以得到良好的調節質量。