铁酸盐催化剂内扩散影响的研究

干内循环无梯度反应器中,测定了不同温度下,用于丁烯氧化脱氢制丁二烯反应的柱状及环状铁酸盐催化剂内扩散有效因子。试验结果表明:工业用柱状催化剂内扩散影响显著,高温下(≥400℃)则为内扩散控制;催化剂颗粒形状改变对其内扩散有效因子有较大影响。采用近似公式对该催化剂内扩散有效因子进行了计算,计算结果与试验结果能较好地吻合。     

管式反应器的最优温度分布和最佳换热方式

以若干反应为例,通过模拟计算对各种情况下管式反应器的最优温度分布和最佳换热方式进行了讨论,给出了在管式反应器中进行简单反应时,选择最佳换热方式的一般原则。     

管式反应器合成苯硫酚的工艺研究

采用管式反应器,以卤代苯和H2S为原料,高温气相反应合成苯硫酚,研究了反应机理并通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(1 H-NMR)对产物进行了表征。为探究管式反应器结构对气相反应的影响,利用流体力学软件FLUENT模拟管式反应器内流场情况。结果显示:通过优化反应器结构,改善了物料混合效果,显著提高了苯硫酚的产率。通过考察反应器结构、反应温度、物料物质的量比、停留时间对合成苯硫酚的影响,得出最佳工艺条件:氯苯为原料,反应温度为600℃,n(H2S)∶n(PhCl)=2.5∶1,物料的停留时间45s,苯硫酚的产率50.2%;溴苯为原料,反应温度为580℃,n(H2S)∶n(PhBr)=2∶1,物料的停留时间45s,苯硫酚的产率62.4%。实验结果表明:溴苯为原料,苯硫酚的产率更高,副反应少。利用管式反应器高温气相合成苯硫酚,生产效率高,具有良好的工业应用前景。     

使用激光多谱勒测速仪研究管式反应器中的湍动规律

采用激光多谱勒测速仪 (LaserDopplerAnemometer)测定一种生产磷铵的管式反应器中流点的velocity -arriv etime序列 ,通过对这一序列的分析 ,研究了管式反应器流向截面上表征流体湍动程度的均方根脉动速度和湍动度的分布情况 ,实验表明均方根脉动速度和湍动度在径向上呈现抛物线分布 ,均方根脉动速度随Re呈线形变化 ,而湍动度随雷诺数呈抛物线变化。均方根脉动速度在管式反应器中的分布为u′r2 =kRe +R(r2 ,Rer) =k(DUρ/ μ) +R(r2 ,Rer) ,Re >2 0 0 0。     

苯的气相热裂非催化脱氢反应器的容积计算

化工工艺设计的心脏部分就是要进行反应器的设计。一般是依据该反应的化学动力学速度方程式来进行反应器的基础计算,确定反应容积或其主要尺寸。所遇到的往往是常微分方程或方程组的初值问题,必须用近似方法计算。这种计算既费时、烦琐又欠精确。如果用电子计算机解算,不但节约了时间,而且由于缩小了步长,可以大大提高准确度。这次我们以苯的气相热裂(非催化)脱氢为例,进行等温管型反应器的计算,获得一定的成绩和经验。     

磷铵管式反应器气液传质的研究

本研究为磷铵管式反应器冷模试验的一部分.笔者通过在实验室对磷铵管式反应器传质特性的研究,提出在反应吕内增加缩口,使气液进行二次混合以强化气液传质的方法;同时发现,管式反应器采用垂直安装型式其传质效果优于水平安装.对于CO_2—水体系,约增大2～3倍,而且随着管径的增大,这种差异更加明显.因而推荐工业过程中采用垂直或倾斜安装.气体分布器的型式对传质也有很大影响,实验可见,双侧开孔式要比单孔喷嘴式好.     

二维扩散方程的5点格式有限近似解法

提出求解二维扩散方程的曲线网格有限近似解法.对非规则区域定常扩散方程和规则区域非定常扩散方程的计算结果与精确解比较,表明该方法既可以用于求解规则区域矩形网格的扩散问题,又可以用于求解非规则区域曲线网格的扩散问题.最后模拟计算了典型的坝基渗流流场,计算结果与实验结果吻合较好,表明该方法具有计算简便、精度高、适应强等特点.     

射流管式伺服阀耐久性仿真分析

介绍了射流管式伺服阀的组成结构和工作原理,分析了影响射流管式伺服阀耐久性潜在薄弱项的失效机理,并分别进行了软件仿真和耐久性寿命计算,通过软件仿真和理论计算得出了射流管式伺服阀潜在薄弱项的耐久性寿命。仿真和计算结果表明:影响射流管式伺服阀耐久性潜在薄弱项寿命均满足国家标准要求。研究方法和结果对于射流管式伺服阀故障的定性分析、预测和耐久性寿命的定量计算具有重要的参考价值。     

层流扩散火焰浓度场及火焰形状的近似理论解

本文主要是在探讨Burke—Schumann扩散火焰方程内无穷级数的收敛规律后,提出级数迅速收敛的条件和计算火焰形状及高度的近似理论解。应用级数的收敛条件,级数计算误差小于0.51％。在理论分析的基础上,计算了甲烷—氧气扩散火焰的形状和高度、以及火焰内外浓度场。近似理论解和Burke、Schumann精确解相比,火焰形状吻合得很好,火焰高度误差为零,火焰边界最大相对误差为—0.1613％。Y_(CH_4)和Y_(O_2)浓度场的变化规律,与Hottel及Hawthorne得到的实验结果完全一致。说明近理论计算和精确计算的结果是十分接近的,从而验证了近似理论解是可靠的,级数收敛条件是正确的。     

喷射自吸式环流生化反应器吸气性能的研究

射流作为反应混合的手段从四十年代开始应用于化工生化、环保等工业部门至今已有近半个世纪的历史Dunn等于1974年开始研究管式反应器在生化、环保等工业领域的应用,近十年来发表了一些有关设计放大的文献资料。但对于新近设计的一种生化反应器——喷射自吸管式环流生化反应器尚未见有关的资料报道。然而,     

气体在13X分子筛晶内有效扩散系数的研究与测定

采用单颗粒反应器技术,在293～433K温度范围内,用He,H_2,CO_2,C_2H_4气体对13X沸石分子筛上的晶间扩散与晶内扩散进行了研究与测定,并通过理论分析,提出了气体在13X分子筛晶内有效扩散系数的计算模型。     

整流器对天然气管道内计量段流动影响的数值模拟

天然气计量准确度受管内流场影响大。首次采用数值模拟方法,以加带扩散管的管路为例,对其在加装不同整流器时的管内流场进行计算。计算结果表明,扩散段引起的流动不均匀区域延伸至下游17倍管径左右,整流器作用明显,加板式整流器和管式整流器后,管内主流速度在整流器下游恢复均匀稳定的距离依次为12倍直径和6倍直径左右。研究结论对于流量计的选择、现场安装具有指导作用,为提高天然气计量准确度的研究提供了一种新的方法。     

甲醇合成铜基催化剂效率因子的简化解

对于铜基催化剂上甲醇合成反应，选取ＣＯ和ＣＯ２加氢平行反应作为关键反应，ＣＯ和ＣＯ２作为关键组分，本文给出了计算铜基催化剂平行反应内扩散效率因子关键双组分扩散模型的Ｋｊａｅｒ近似解法．效率因子的简化计算值与实验值和数值解比较的结果表明用该方法计算效率因子是简便可行的．     

氨合成催化剂评价管式积分反应器中的温度分布与测量的研究

实验测定了评价氨合成催化剂性能的管式积分反应器中催化剂床层的温度分布,着重研究了不同测温点位置对床层温度分布和出口氨浓度的影响,提出客观评价氨合成催化剂活性的方法。     

管道化合成间溴苯酚新工艺

为了解决间溴苯酚在传统釜式生产过程中的返混而造成的偶合副反应问题,采用管道化方式进行间溴苯酚的合成.以间溴苯胺、硫酸和亚硝酸钠为原料,通过重氮化和水解反应合成间溴苯酚.采用管式反应器替代釜式反应器克服了由于产物与重氮盐返混而造成的偶合副反应,从而提高了水解反应的选择性.水解产物经甲苯萃取再经减压精馏进行精制,所得产品的纯度及化学结构由气相色谱和红外光谱分析与鉴定.产品收率为91%,纯度达到99%以上.主要考察了管式反应器中滴加速度对该反应的影响,结果表明,当滴加速度为8 mL/min时得到最高的反应收率,反应中水解反应液可以套用7次.     

分布参数系统最优控制理论用于一类化学反应器的最优设计

本文应用分布参数系统最优控制理论到触媒管式反应器的最优设计。反应器的数学模型用一组传质、传热的非线性抛物型偏微分方程描述。方程组经反应速度项耦合。管外介质温度作为控制函数出现在传热方程的第三边界条件中。最优设计问题是选择管外介质沿管长的温度分布,使反应器出口某些物质的浓度泛函取极值。这属于抛物型分布参数系统的第三边界控制。使用变分方法,推导了这类反应器边界温度控制的必要条件。     

高压法聚乙烯管式反应器的数学模拟

为了研究高压聚乙烯管式反应器内各重要变量沿管程的分布,基于自由基聚合反应机理,结合质量、能量和动量守恒,采用矩方法对其进行了数学建模.通过对模型的参数优化和求解,获得了反应器内物料温度、引发剂浓度、转化率、聚合物重均及数均摩尔质量和熔融指数沿管程方向的演化过程.同时,通过反应器内物料的温度变化、出口转化率和产品熔融指数与工业数据的对比,发现计算值与工业实际值符合良好,验证了模型的精确性.此外,模型的温度预测可以反映管内的黏壁问题,为黏壁状态提供检测和指示.模型运算简便快捷且准确度高,能实现工业反应器的软测量和在线监测,为优化操作过程、制定生产决策、预防事故发生提供可靠依据.     

多孔催化剂非线性扩散—反应边值问题的近似解

基于大参数的假设提出了求解多孔催化剂内部非线性扩散－反应边值问题的近解的方法，在近似解的基础上，得到了计算有效因子的数学表达式。针对幂函数型这方程和Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｗｌｗｏｏｄ型动力学方程，计算了三种不同形状催化剂颗粒的有效因子。     

蓖麻酸甲酯裂解反应装置及工艺的评选

在不锈钢管式反应器中，考察了不同填料和引发剂对篦麻酸甲酯裂解反应的影响，试验表明，未填充管式反应器具有操作方便，不易结炭，选择性高等优点，在优化工艺条件下，庚醛和十二烯酸甲的单程收率分别达２５．８％～２６．７％和４５．９％～４６．７％。     

沸石催化剂上苯与乙烯烷基化反应宏观动力学及反应器模拟

利用已得到的β沸石催化剂上苯与乙烯烷基化反应本征动力学模型,用内扩散有效因子校正内扩散影响,有关关联式计算外扩散传质系数,采用Ｓoave模型估算加压下气液相界面上乙烯的液相平衡,对以纯为原料１．５t/a乙苯和以催化裂化干气为原料１０t/a 乙苯的并流鼓泡床工业反应器进行了模拟计算。