要合理地設(shè)計(jì)氣一液一固高溫高壓反應(yīng)釜并建立模型，需要估算各種傳遞參數(shù)(動(dòng)量、質(zhì)盤和熱量)，動(dòng)力學(xué)參數(shù)，以及棍合參數(shù)。特別描要下列一些參數(shù)。
1.動(dòng)狀態(tài)和流動(dòng)均勻性的知識(shí)
反應(yīng)釜內(nèi)的混合特性和傳遞過程，關(guān)鍵取決子主要的流動(dòng)狀態(tài)。流動(dòng)狀態(tài)主要取決于氣相和液相的流速(三相流化床中還有固相)和它們的相對(duì)流向(并流向動(dòng)，并流向下流動(dòng)，或逆流)，填充物的性質(zhì)、大小和狀態(tài)，流體的特性及氣體、液體分配器性質(zhì)。在三相流化床反應(yīng)釜中，流勸狀態(tài)還取決于固體濃度，及反應(yīng)釜長(zhǎng)度和直徑。
反應(yīng)釜放大時(shí)，流動(dòng)狀態(tài)起很重要的作用。如果要使實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)釜取得的數(shù)據(jù)應(yīng)用到工業(yè)反應(yīng)釜中，則這兩種反應(yīng)釜的流動(dòng)狀態(tài)應(yīng)該相同。第六至第八章，介紹了各種固定床的流動(dòng)狀態(tài)。
流動(dòng)均勻性對(duì)于數(shù)據(jù)的重復(fù)性是很重要的.在工業(yè)反應(yīng)釜中，難于獲得均勻的氣體分布。氣體的不均勻分布，能引起溝流或旁路，不利于反應(yīng)釜的操作。此外，這些不均勻性對(duì)傳遞和棍合過程的影響難以估算，在小型反應(yīng)釜中，低流速將產(chǎn)生不均勻的流動(dòng)，但在反應(yīng)器前面加一只緩沖器，就能得到均勻的流動(dòng)。
2.壓降
為泵輸送費(fèi)用占總操作費(fèi)用的比重較大，因此，通過反應(yīng)釜的壓降就成為一個(gè)重要參數(shù)。如第六至第九章所述，利用質(zhì)量傳遞和動(dòng)量傳遞過程的相似性，各種傳遞變量，如氣- 液和液一固傳質(zhì)系數(shù)，可與壓降相關(guān)連。值得注意的是，壓降大會(huì)使反應(yīng)釜中反應(yīng)氣體分壓產(chǎn)生不良的變化。
3.各個(gè)相的滯留量
在反應(yīng)釜特性中，滯留量是很重要的一個(gè)參數(shù)，如在實(shí)驗(yàn)室滴流床反應(yīng)釜中，液體滯留量對(duì)表觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性起重要的作用，當(dāng)均相反應(yīng)和催化反應(yīng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，液體滯留量對(duì)瀏定均相反應(yīng)和催化反應(yīng)的相對(duì)速率起很重要的作用，對(duì)于三相流化床反應(yīng)釜，特別是固相為反應(yīng)物時(shí)，固相滯留置對(duì)反應(yīng)速率起很重要的作用，當(dāng)然，有氣態(tài)反應(yīng)物參與反應(yīng)時(shí)，氣體滯留量總是對(duì)反應(yīng)釜特性起著重要的作用。
一個(gè)相的滯留量，般定義為單位反應(yīng)釜容積中，該相的容積。但對(duì)固定床反應(yīng)釜來說，氣體和掖體的滯留盆，通常根據(jù)反應(yīng)釜的空隙容積來定義。在固定床反應(yīng)釜中，掖體滯留量，有時(shí)氣體滯留量，又分成兩部分:動(dòng)態(tài)滯留量，這主要取決于氣體流速、液體流速、流體性質(zhì)以及填充物的性質(zhì)，以及靜態(tài)滯留量，，這主要取決子填料性質(zhì)(如填料孔隙度)和流體特性。各個(gè)相的滯留量和各種三相反應(yīng)釜裝置變量間的關(guān)系，將在第六至第九章中討論。
4.停留時(shí)間分布和軸向混合
在流素通過反應(yīng)釜時(shí)，各流素之間發(fā)生微量和常量?jī)煞N傳質(zhì)。對(duì)常量棍合過程，用各個(gè)流素的停留時(shí)間分布來表示其特性，通常認(rèn)為只有常量混合對(duì)反應(yīng)釜特性有重要的影響。在三相反應(yīng)釜中，、要分別側(cè)賓每個(gè)流動(dòng)相的停留時(shí)間分布，一般可用示晾技術(shù)來初定。反應(yīng)釜操作必須要注意停留時(shí)間分布的作用。第三章討論了各種宏觀棍合模型，通常用它來關(guān)聯(lián)三相反應(yīng)釜中各個(gè)相的停留時(shí)間分布。
5.氣一液傳質(zhì)和傳熱
氣-液傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)釜特性的影響，取決于反應(yīng)系統(tǒng)的性質(zhì)和反應(yīng)釜中的流動(dòng)條件。氣一液傳質(zhì)系數(shù)和氣一液界面面積，是表征氣一液傳質(zhì)的兩個(gè)重要參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)取決于流動(dòng)條件、固體填料的性質(zhì)和狀杰。
估算氣一液傳質(zhì)速率，需要有吸收物的溶解度、.解吸物的溶解度及溶解度隨沮度變化的知識(shí)(即濃解熱的知識(shí))。在有些反應(yīng)中，如加級(jí)裂化，液體大量汽化，因此，為獲得加氫裂化裝里中的熱平衡，就份估算是沮度和壓力的函數(shù)的油汽化熱。對(duì)一個(gè)給定的反應(yīng)系統(tǒng)，如果從文獻(xiàn)中查不到它的洛解度、洛解熱和汽化熱教據(jù)，則應(yīng)該用實(shí)決方法求得。
6.顆粒內(nèi)部的傳質(zhì)和傳熱
Satterf ield提出的方法，考慮了顆粒內(nèi)部傳質(zhì)阻力和傳熱阻力對(duì)有效反應(yīng)速率的影響，可適用于三相反應(yīng)釜，這里不再重復(fù)。阻力的影響程度，取決于反應(yīng)特性和催化劑性· 質(zhì)。應(yīng)該注意到，與氣一固或液一固反應(yīng)不同，當(dāng)催化劑順粒的微孔同時(shí)被氣相與掖相充滿時(shí)，氣一液一固反應(yīng)釜變得很復(fù)雜。在這種情況下，根據(jù)靜態(tài)滯留量和催化劑總有效孔容，就能估算催化劑中氣相和液相的總傳質(zhì)阻力和傳熱阻力。
7. 器璧傳熱
人們對(duì)固定床反應(yīng)釜中氣戶滾流動(dòng)時(shí)，流體-器壁間傳熱情況了解甚少。但對(duì)反應(yīng)物并流向下流過固定床反應(yīng)釜的特殊情況，人們進(jìn)行了一些研究，這將在第六章中介紹。三相流化床中，淤漿與反應(yīng)釜壁之間傳熱速率的研究已有過報(bào)道，表示傳熱速率特性的是淤漿和反應(yīng)釜壁之間的對(duì)流換熱系數(shù)。在第九章中，將對(duì)三相淤漿反應(yīng)釜傳熱系數(shù)的一些相互關(guān)系進(jìn)行討論。
1.動(dòng)狀態(tài)和流動(dòng)均勻性的知識(shí)
反應(yīng)釜內(nèi)的混合特性和傳遞過程，關(guān)鍵取決子主要的流動(dòng)狀態(tài)。流動(dòng)狀態(tài)主要取決于氣相和液相的流速(三相流化床中還有固相)和它們的相對(duì)流向(并流向動(dòng)，并流向下流動(dòng)，或逆流)，填充物的性質(zhì)、大小和狀態(tài)，流體的特性及氣體、液體分配器性質(zhì)。在三相流化床反應(yīng)釜中，流勸狀態(tài)還取決于固體濃度，及反應(yīng)釜長(zhǎng)度和直徑。
反應(yīng)釜放大時(shí)，流動(dòng)狀態(tài)起很重要的作用。如果要使實(shí)驗(yàn)室反應(yīng)釜取得的數(shù)據(jù)應(yīng)用到工業(yè)反應(yīng)釜中，則這兩種反應(yīng)釜的流動(dòng)狀態(tài)應(yīng)該相同。第六至第八章，介紹了各種固定床的流動(dòng)狀態(tài)。
流動(dòng)均勻性對(duì)于數(shù)據(jù)的重復(fù)性是很重要的.在工業(yè)反應(yīng)釜中，難于獲得均勻的氣體分布。氣體的不均勻分布，能引起溝流或旁路，不利于反應(yīng)釜的操作。此外，這些不均勻性對(duì)傳遞和棍合過程的影響難以估算，在小型反應(yīng)釜中，低流速將產(chǎn)生不均勻的流動(dòng)，但在反應(yīng)器前面加一只緩沖器，就能得到均勻的流動(dòng)。
2.壓降
為泵輸送費(fèi)用占總操作費(fèi)用的比重較大，因此，通過反應(yīng)釜的壓降就成為一個(gè)重要參數(shù)。如第六至第九章所述，利用質(zhì)量傳遞和動(dòng)量傳遞過程的相似性，各種傳遞變量，如氣- 液和液一固傳質(zhì)系數(shù)，可與壓降相關(guān)連。值得注意的是，壓降大會(huì)使反應(yīng)釜中反應(yīng)氣體分壓產(chǎn)生不良的變化。
3.各個(gè)相的滯留量
在反應(yīng)釜特性中，滯留量是很重要的一個(gè)參數(shù)，如在實(shí)驗(yàn)室滴流床反應(yīng)釜中，液體滯留量對(duì)表觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性起重要的作用，當(dāng)均相反應(yīng)和催化反應(yīng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，液體滯留量對(duì)瀏定均相反應(yīng)和催化反應(yīng)的相對(duì)速率起很重要的作用，對(duì)于三相流化床反應(yīng)釜，特別是固相為反應(yīng)物時(shí)，固相滯留置對(duì)反應(yīng)速率起很重要的作用，當(dāng)然，有氣態(tài)反應(yīng)物參與反應(yīng)時(shí)，氣體滯留量總是對(duì)反應(yīng)釜特性起著重要的作用。
一個(gè)相的滯留量，般定義為單位反應(yīng)釜容積中，該相的容積。但對(duì)固定床反應(yīng)釜來說，氣體和掖體的滯留盆，通常根據(jù)反應(yīng)釜的空隙容積來定義。在固定床反應(yīng)釜中，掖體滯留量，有時(shí)氣體滯留量，又分成兩部分:動(dòng)態(tài)滯留量，這主要取決于氣體流速、液體流速、流體性質(zhì)以及填充物的性質(zhì)，以及靜態(tài)滯留量，，這主要取決子填料性質(zhì)(如填料孔隙度)和流體特性。各個(gè)相的滯留量和各種三相反應(yīng)釜裝置變量間的關(guān)系，將在第六至第九章中討論。
4.停留時(shí)間分布和軸向混合
在流素通過反應(yīng)釜時(shí)，各流素之間發(fā)生微量和常量?jī)煞N傳質(zhì)。對(duì)常量棍合過程，用各個(gè)流素的停留時(shí)間分布來表示其特性，通常認(rèn)為只有常量混合對(duì)反應(yīng)釜特性有重要的影響。在三相反應(yīng)釜中，、要分別側(cè)賓每個(gè)流動(dòng)相的停留時(shí)間分布，一般可用示晾技術(shù)來初定。反應(yīng)釜操作必須要注意停留時(shí)間分布的作用。第三章討論了各種宏觀棍合模型，通常用它來關(guān)聯(lián)三相反應(yīng)釜中各個(gè)相的停留時(shí)間分布。
5.氣一液傳質(zhì)和傳熱
氣-液傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)釜特性的影響，取決于反應(yīng)系統(tǒng)的性質(zhì)和反應(yīng)釜中的流動(dòng)條件。氣一液傳質(zhì)系數(shù)和氣一液界面面積，是表征氣一液傳質(zhì)的兩個(gè)重要參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)取決于流動(dòng)條件、固體填料的性質(zhì)和狀杰。
估算氣一液傳質(zhì)速率，需要有吸收物的溶解度、.解吸物的溶解度及溶解度隨沮度變化的知識(shí)(即濃解熱的知識(shí))。在有些反應(yīng)中，如加級(jí)裂化，液體大量汽化，因此，為獲得加氫裂化裝里中的熱平衡，就份估算是沮度和壓力的函數(shù)的油汽化熱。對(duì)一個(gè)給定的反應(yīng)系統(tǒng)，如果從文獻(xiàn)中查不到它的洛解度、洛解熱和汽化熱教據(jù)，則應(yīng)該用實(shí)決方法求得。
6.顆粒內(nèi)部的傳質(zhì)和傳熱
Satterf ield提出的方法，考慮了顆粒內(nèi)部傳質(zhì)阻力和傳熱阻力對(duì)有效反應(yīng)速率的影響，可適用于三相反應(yīng)釜，這里不再重復(fù)。阻力的影響程度，取決于反應(yīng)特性和催化劑性· 質(zhì)。應(yīng)該注意到，與氣一固或液一固反應(yīng)不同，當(dāng)催化劑順粒的微孔同時(shí)被氣相與掖相充滿時(shí)，氣一液一固反應(yīng)釜變得很復(fù)雜。在這種情況下，根據(jù)靜態(tài)滯留量和催化劑總有效孔容，就能估算催化劑中氣相和液相的總傳質(zhì)阻力和傳熱阻力。
7. 器璧傳熱
人們對(duì)固定床反應(yīng)釜中氣戶滾流動(dòng)時(shí)，流體-器壁間傳熱情況了解甚少。但對(duì)反應(yīng)物并流向下流過固定床反應(yīng)釜的特殊情況，人們進(jìn)行了一些研究，這將在第六章中介紹。三相流化床中，淤漿與反應(yīng)釜壁之間傳熱速率的研究已有過報(bào)道，表示傳熱速率特性的是淤漿和反應(yīng)釜壁之間的對(duì)流換熱系數(shù)。在第九章中，將對(duì)三相淤漿反應(yīng)釜傳熱系數(shù)的一些相互關(guān)系進(jìn)行討論。
