多选题
裂解气中乙炔浓度较高时,反应器一般可采用( )
A
单段床绝热
B
多段串联的绝热反应器
C
等温反应器
D
等温绝热式反应器串联使用
答案解析
正确答案:BCD
解析:
**解析:**
在乙烯装置中,裂解气中含有少量的乙炔,需要通过加氢反应将其脱除(选择性加氢)。乙炔加氢是一个强放热反应。当裂解气中乙炔浓度较高时,反应释放的热量会非常显著,这对反应器的温度控制提出了更高的要求。
1. **关于绝热反应器(选项 A 和 B):**
* **单段床绝热反应器(A)**:在绝热条件下,反应放出的热量全部用于升高物料温度。如果乙炔浓度高,温升($\Delta T$)会非常大。过高的温度不仅会导致催化剂快速结焦失活,还会降低加氢反应的选择性,导致大量的乙烯被进一步加氢生成乙烷(过度加氢),甚至引发飞温事故。因此,单段绝热反应器通常只适用于乙炔浓度较低的情况,**不适用于**乙炔浓度较高的情况。
* **多段串联的绝热反应器(B)**:为了解决单段温升过高的问题,可以采用多段绝热反应器串联,并在段间进行冷却(如注入冷氢或中间换热)。这样可以分段移除反应热,控制每一段的入口温度和床层温升,从而保证反应的选择性和安全性。因此,这是可行的方案之一。
2. **关于等温反应器(选项 C):**
* **等温反应器(C)**:这类反应器(如列管式固定床反应器)在反应过程中通过换热介质不断移走反应热,使反应温度基本保持恒定。由于能及时移出大量反应热,它非常适合处理高浓度乙炔的工况,能够有效抑制副反应,提高选择性,并防止催化剂过热。因此,这是处理高浓度乙炔的理想方案之一。
3. **关于组合形式(选项 D):**
* **等温绝热式反应器串联使用(D)**:在实际工业应用中,为了兼顾效率和控制精度,有时会采用组合工艺。例如,前段使用绝热反应器进行大部分乙炔的初步加氢,后段使用等温反应器进行精细控制;或者反之。这种串联方式结合了两种反应器的优点,能够更好地应对高浓度乙炔带来的热效应和操作稳定性问题。因此,这也是一个可行的技术方案。
**综上所述:**
当裂解气中乙炔浓度较高时,为了有效控制反应温度、保证选择性和安全性,不能简单使用单段绝热反应器,而应采用能够更好移热或分段控温的反应器形式,即多段串联绝热反应器、等温反应器或它们的组合。
故正确答案为 **B、C、D**。
相关知识点:
高乙炔裂解气,多段绝热等温行
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化工总控工理论题库
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