对二甲苯氧化反应器-冷凝器模拟

建立了一个用于模拟对二甲苯氧化制对苯二甲酸过程的连续气液搅拌釜反应器模型.模型描述了反应器中各组分间的化学反应、气液传质、溶剂和反应物的蒸发移热及塔顶冷凝回流等复杂过程.模拟计算结果与实际工况吻合.用此模型考察了反应压力、冷凝回流温度和回流比对反应过程的影响.计算表明:冷凝回流温度的升高、回流比的降低和反应压力的升高都导致反应温度增加,虽然醋酸和对二甲苯的副反应消耗增加,但液相中对羧基苯甲醛的质量分数降低和反应收率增加.     

基于Aspen Dynamics 的对二甲苯氧化反应器的多变量预测控制

精对苯二甲酸(Pured Terepthalic Acid, PTA) 作为工业上生产聚酯的重要原料, 主要是由对二甲苯(p-xylene, PX) 在高温下液相催化氧化获得。PX 氧化的生产过程是一个多变量、多尺度、动态、强耦合、非线性的复杂系统, 而目前工业上应用较多的传统单回路PID(比例、积分、微分) 控制在处理复杂的多变量系统时存在很多不足。为此, 在所建立的基于Aspen Dynamics的PX 氧化反应器动态模型基础上, 采用动态矩阵多变量预测控制(DMC) 方法对反应器的平稳控制进行仿真研究。仿真结果表明, 由于该动态模型是基于机理建立的, 能够较好反映实际工业反应过程, 以此为基础建立的DMC 多变量预测控制方法对对PX 氧化反应过程的平稳控制具有良好的效果, 可以作为指导工业预测控制实施的依据。     

气液传质对于对二甲苯氧化过程的影响

分析了对二甲苯液相氧化生成对苯二甲酸反应过程中气液传质对反应过程的影响,建立了一个用于模拟反应器中各组分间化学反应和气液传质等复杂过程的连续气液搅拌釜反应器模型,并根据工业数据对模型进行了验证.比较工业氧化反应器中反应与传质的相对大小并模拟不同传质系数时的反应过程,结果表明:中温工艺条件下气液传质对对二甲苯氧化过程的影响较大,强化传质不但可以强化主反应,而且可以抑制副反应;高温工艺条件下对二甲苯氧化反应属于慢速反应,传质对氧化过程的影响很小,通过强化传质来强化主反应的同时也强化了副反应.     

氧体积分数对于对二甲苯液相催化氧化的影响

对工业反应条件下的对二甲苯氧化过程进行了实验研究,测定了不同氧气体积分率下的液相、气相各组分浓度随时间变化关系.采用双曲型的主、副动力学模型拟合实验数据,得到了各步反应速率常数与氧体积分数的关系式.结果表明,氧对反应的影响随其体积分数的增加而减弱,在某一门槛值以上,反应速率不再明显变化,同时氧体积分数对主反应速率的影响要比对燃烧副反应的影响更为显著.     

丙烯酸氧化反应器反应温度的控制

丙烯酸氧化反应器是氧化装置的核心,而反应温度对丙烯酸转化率、选择性和收率这些指标有重要的影响,因此,对反应温度的控制十分关键。反应温度的影响因素有很多,包括进料系统各组分含量、进料温度等。在升降负荷和外部天气变化的过程中,反应温度也会波动。本工作就影响反应温度的因素进行简要分析,实现对反应温度的初步控制。     

甲缩醛氧化制甲醛固定床反应器的数学模拟

依据甲缩醛氧化制甲醛的宏观动力学模型和固定床拟均相二维模型，采用正交配置法模拟固定床单管反应器，模拟结果与试验数据基本一致，表明该反应器数学模型具有一可靠性和实用性，用此模型进一步考察了主要操作条件，催化剂稀释比和床层稀释长度对甲醛收率和热点温度的影响，为该过程的工业放大和反应器设计提供了依据。     

改进的帕丘卡微生物预氧化反应器的参数优化

研究了高径比为7.5的充气搅拌反应器中结构因素和操作因素对矿浆悬浮和能耗的影响.实验结果表明充气和搅拌都对悬浮状态有交互影响,以叶轮接近底部、充气和搅拌所产生的流体循环方向一致时耗能最低,悬浮效果最好.从节省能源的角度看,微生物氧化硫化矿时矿浆在反应器内的均匀悬浮是不必要的,只要稍高于临界悬浮即可,提高叶轮转速也有利于空气中氧的溶解.用高径比为7.5的充气搅拌反应器进行了黄铁矿的微生物氧化处理,质量分数为10%黄铁矿矿浆,氧化120 h,充气量95.5 L/min*m2,这种悬浮状态的微生物氧化率相当于机械搅拌反应器氧化率的94.7%.耗能约120 kW*h/t.     

改进的帕丘卡微生物预氧化反应器的参数优化

研究了高径比为 7.5的充气搅拌反应器中结构因素和操作因素对矿浆悬浮和能耗的影响 .实验结果表明充气和搅拌都对悬浮状态有交互影响 ,以叶轮接近底部、充气和搅拌所产生的流体循环方向一致时耗能最低 ,悬浮效果最好 .从节省能源的角度看 ,微生物氧化硫化矿时矿浆在反应器内的均匀悬浮是不必要的 ,只要稍高于临界悬浮即可 ,提高叶轮转速也有利于空气中氧的溶解 .用高径比为 7.5的充气搅拌反应器进行了黄铁矿的微生物氧化处理 ,质量分数为 1 0 %黄铁矿矿浆 ,氧化 1 2 0 h,充气量 95 .5 L/min· m2 ,这种悬浮状态的微生物氧化率相当于机械搅拌反应器氧化率的 94.7% .耗能约 1 2 0 k W· h/t     

气升式反应器用于异丙苯氧化反应的模型与模拟

研究了气升式反应器中冷模的流体力学性质,提出了气升式反应器的气液接触模型,即混合池模型.将实验室规模的气升式反应器依照燕山化工二厂异丙苯氧化反应的生产能力进行了放大.利用此模型结合传质方程和反应模型,模拟气升式反应器内进行的异丙苯氧化反应的反应状况,并与鼓泡塔进行比较,模拟结果优于鼓泡塔的反应结果.     

基于小波网络的加氢裂化反应器模型的研究

以年产80万吨催化加氢反应装置为背景，在充分分析其机理特性的基础上，采用神经网络与小波函数相结合，其中网络结构采用神经网络，节点函数采用小波函数，建立小波网络，并采用梯度法优化小波网络参数。从而建立了反应器的模型。仿真结果表明，该小波网络模型具有较高的模拟精度。     

PX氧化过程中Mn催化剂沉淀机理研究

对二甲苯(PX)高温液相催化氧化过程采用Co—Mn—Br三元催化体系，在一定条件下，反应过程中催化剂Mn会形成氧化物沉淀析出，从而影响反应过程及产品质量，对反应产物中灰黑色沉淀固体用X射线衍射法(XRD)进行了表征，验证该沉淀主要成分是MnO1.88的晶体；用原子吸光光度法(ASS)测定了母液中钴、锰离子浓度，从而定量反应过程中Mn的沉淀量，对水浓度、原料PX浓度、Br浓度和锰浓度4种影响Mn沉淀因素进行了系统的实验考察，并结合PX氧化反应机理认识到Mn的沉淀机理为在有水条件下Mn(Ⅲ)发生歧化反应生成MnO2。     

三相流化床中微波诱导氧化处理含酚废水研究

针对目前微波诱导氧化工艺不能连续运行的问题,研究开发了采用三相流化床反应器的微波诱导氧化处理含酚废水的设备和工艺,实现了微波诱导催化氧化工艺的连续运行.以活性炭为催化剂,考查了各种实验条件对该工艺处理效果的影响,获得了最佳的工艺操作条件:以25g粒径<0.9mm的颗粒活性炭为催化剂,进水流量为2 5L/h,进水pH在酸性或中性,苯酚质量浓度在100mg/L左右,曝气量为3 74L/h,微波功率为150W.     

基于超结构的反应器网络综合

以平推流反应器(PFR)和全混流反应器(CSTR)作为基本反应器类型建立了一个反应器网络的超结构模型,构造了超结构模型的非线性规划问题。以多个等体积的小CSTR来逼近PFR,将对微分方程的求解转化为对代数方程的求解,并提出了模型求解的2次优化策略。通过实例研究表明本方法是有效的。     

甲醇电氧化制备甲醛的研究

介绍了一种用电化学法合成甲醛的新方法,研究了甲醇和盐酸混合体系中各种工艺条件对甲醛收率的影响,得到最佳电解条件如下：电极电流密度为20 mA/cm2,电解温度为40℃,电解时间为6 h,甲醇初始浓度为0.5 mol/L,盐酸初始浓度为1 mol/L。在此条件下电解甲醇,甲醛收率达19.1%,电流效率为28.8%。     

可得区法在反应器网络综合中的应用

反应器网络综合是化工过程系统综合的重要研究课题。近年来,可得区法成为研究反应器网络综合的一个十分有效的工具。通过对可得区一般特性研究现状的探讨与分析,指出了用可得区法进行反应器网络综合的发展趋势。     

环氧乙烷反应器工况模拟软件开发

采用基于windows面向对象的可视化开发工具VB5.0,结合BP神经网络,开发了环氧乙烷反应器工况模拟软件.软件以环氧乙烷反应器神经网络模型为核心,包括训练、回忆、预测及说明四个部分.软件界面良好、操作方便,对于预测实际生产的产品质量及学生生产实习过程中模拟实际生产操作都具有一定指导意义.     

列管式固定床反应器的设计探讨

针对列管式固定床反应器存在传热和温控问题的技术难点,设计和分析了小型反应器环形集成多通道入出口,大型反应器环形槽入出口的结构和特点;提出球形催化剂在催化剂更换时优于圆柱形催化剂的理论分析;给出反应管内支托催化剂的复合弹簧的设计实例和设计指标。