大型径向流反应器中流体均布参数的研究

文中研究了工业规模径向反应器中流体的变质量流动规律,在直径3 m,高7 m的大型径向反应器冷模装置中测定了流道静压变化和穿孔阻力,通过数学拟合获得了动量交换系数和侧流穿孔阻力系数。实验结果表明,大型径向反应器冷模装置测得分流和集流动量交换系数Kd和Kc与前人众多的实验室小试单管结果十分相近;而大型冷模的分流和集流侧流穿孔阻力系数dξ和cξ在穿孔流速与主流道流速之比大于2之后分别比实验室小试结果提高了35%和16%左右。上述大型冷模实验研究结果对工业径向流反应器的开发有参考价值。     

固定床反应器内气体预分布器研究

研究了直径1 000 mm,高3 000 mm的固定床冷模装置中气体预分布器对反应器内气流分布的影响。结果表明:气体分布器可改变床层内气流流形并使径向气流的速度分布趋于均匀;随着表观气速的增加,反应器内气流的不均匀程度增加;分布器的环隙高度在一定的范围可使反应器内气流的不均匀程度相对较好。应用计算流体力学软件CFX对固定床反应器内的流场进行模拟计算,并与大型冷模试验测试结果进行比较,模型计算值和冷模试验测量值吻合较好。     

大型加压环流反应器局部气含率及气泡行为研究

为了将环流反应器引入煤炭液化领域,建立了大型环流反应器冷模试验装置.进行了氮气一水体系及其他体系的冷模运转试验,对环流反应器内小同部位的局部气含率进行了比较分析,并考察了压力和气体密度的影响.对反应器内的大小气泡上升速率进行了尝试汁算,得出了有重要意义的结论.     

轴径向反应器在化肥和石化工业中的应用

对轴径向反应器的工业应用类型及存在的问题进行了研究，指出掌握轴径向反应器流体流动的特性是轴径向反应器应用成败的关键。用多维Ergen方程和连续性方程描述了轴径向床中流体流动的特征，其数学模型结果得到大型冷模试验的研究。结果表明，轴径向反应器催化剂封最佳高度应以催化剂封中液体最短停留时间不小于流体平均停留时间而定。     

大型加压环流反应器的冷模试验

环流反应器结构简单,优点多,因而近年来应用广泛。为了将环流反应器引入煤炭液化领域,建立了大型环流反应器冷模试验装置。进行了氮气-水体系的冷模运转试验,考察了表观气速、压力和表面张力对环流反应器中气含率的影响。在此基础上,对鼓泡状态和环流状态下的气含率进行了比较,并考察了环流反应器的操作弹性,得出了有重要意义的结论。     

废气催化燃烧反应器开发

华东化工学院联合化学反应工程研究所在提供2.5万吨/年丙烯腈装置配套的废气燃烧反应器的设计基础上,取得了进一步放大到1.8万倍反应器的研究成果,并已通过技术鉴定。开发中,以小试研究反应规律、大型冷模试验研究放大过程中气流分布规律及改进措施,并由此提出反应规律的数学模型和大型催     

合成1,4—丁二醇开发技术中的工艺与工程

合成1,4-丁二醇的大规模工业生产是在国内外同时采用滴流床、浆态床和三相悬浮床三种反应器仅有的反应工艺,对这一反应工艺所用不同反应器的开发方法,包括催化剂制备及考评,各种专用冷模试验和专用反应器的热模试验及动力学测定。应用数学模拟分析和实验相结合,从小试、中试到工业试验,可为大型装置设计提供依据。本文总结了气、液、固三相反应器的基础研究和工业实践相结合的经验、催化剂和反应器工程协调的评价,以及催化剂的制备技术。     

丙烯腈反应器三级PV型旋风分离器大型冷模试验研究

针对丙烯腈反应器操作条件 ,运用旋风分离器尺寸分类优化设计理论 ,设计了三级PV型旋风分离器 ,并确定了合理的大型冷模试验方案。试验结果表明 ,三级PV型旋风分离器分离性能优于国外引进的型旋风分离器 ,它可以满足丙烯腈生产的要求。     

径向流反应器的研发和应用

全面介绍了径向流反应器的结构和特点,总结了变质量流动规律、流道静压分布规律、动量交换系数和穿孔阻力系数的研究成果,特别介绍了新型轴径向流反应器及其催化剂封区的二维流特征、大型冷模开发研究和数学模型。提出了径向流反应器在不同化学工艺中的特点、分类及其应用,并对径向流反应器的大型化趋势作了展望。     

TA加氢精制反应器流动状况实验研究

建立反应器冷模实验装置,研究TA加氢精制反应器的流动状况。采用与工业反应器类似的结构,反应器直径为250mm,高度为1000mm。通过脉冲法测定冷模反应器的平均停留时间分布,冷模反应器的流型与进料流量有关,进料流量越大,反应器的流型越接近平推流。计算表明,正常负荷的工业TA加氢精制反应器的流型是平推流。通过测定反应器床层压降,得到修正摩擦系数与Re_m的关联式,并据此计算出工业TA加氢精制反应器的床层压降约为18．51kPa。     

新型化学反应器研究的前沿课题

对目前国内外新型化学反应器研究的前沿课题进行了简要总结，指出了开发新型与多功能化学反应器的４条途径，并给出了具体实例。     

Fischer–Tropsch synthesis: Overview of reactor development and future potentialities

An overview of the reactors utilized for the Fischer–Tropsch synthesis is considered during three time periods: discovery to 1945, 1945–1970, and 1970 to date. A brief outline of the scientific and engineering developments related to chemical reactor design for the same three periods is also presented. In general, the reactor developments outpaced the ability to utilize the scientific and engineering advances on the academic level. However, today it appears that the academic and industrial developments closely match each other in content and interests. Even so, the availability of reliable data from large-scale pilot plants and/or commercial operations remain available only to the organization developing the data.     

Target bounds on reaction selectivity via Feinberg's CFSTR equivalence principle

In this work, we show that the continuous flow stirred tank reactor (CFSTR) equivalence principle, developed by Feinberg and Ellison, can be used to obtain practical upper bounds on reaction selectivity for any chemistry of interest. The CFSTR equivalence principle allows one to explore the attainable reaction region by decomposing any arbitrary, steady‐state reactor‐mixer‐separator system with total reaction volume V > 0 into a new system comprising CFSTRs (where is the number of linearly independent chemical reactions) with the same total reaction volume and a perfect separator system. This work further refines the allowable selectivities by incorporating capacity constraints into the CFSTR equivalence principle to prevent arbitrarily large recycle streams between the CFSTRs and the separators and infinitesimally small CFSTR conversions. These constraints provide practical upper bounds on reaction selectivities of chemistries completely independent of reactor design. We present the methodology and the results for a selection of realistic chemistries. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 926–939, 2018     

我国烷氧基化装置的工艺进展和评述（续完）

正2.1.5第5代反应器第5代反应器是PREESS喷雾反应器和BUSS文丘里混合反应器的组合,是组合式烷氧基化反应器(见图8)。第5代工艺中也有单循环回路和双循环回路2种工艺,根据产品品种的不同而采用不同的工艺。在联泓集团昊达化学有限公司工程中,生产低增长比的产品时采用无小循环回路的单回路循环工艺,生产高增长比的产品时采用双回路循环工艺。     

环路反应器工程研究

在冷态模型装置上了环路反应器的流体力学特性和化学反应特性,建立了喷嘴喉部两相流的速度与喷嘴结构和操作压力的函数。在流体力学中得到的最佳结构可用于反应器的优化设计,与搅拌反应釜的对比试验表明：环咱反应器的宏观化学速率优于搅拌反应器。     

滴流床反应器流体力学的研究进展

系统综述了滴流床反应器的流体力学研究现状，分析了流型的转变、床层压降和持液量的关联结果，总结了主要的反应器模型和压力对床层压降及持液量的影响，并详细讨论了操作方式对滴流床反应器流体力学的影响。     

FT合成反应器概述

介绍ＦＴ合成反应器的研究进展，详细论述了工业化的高气速固定床、循环流化床和固定流化床反应器的基本原理和开发过程，分析了操作多数对高气速固定床Ｆｒ合成反应结果的影响。并对固定床、流化床和浆态床反应器的结构、生产能力、原料及产物组成和操作条件等进行了比较。     

喷射环流反应器性能与模化

评述国内外近１０年来有关喷射环流反应器性能及其模化研究的现状及进展，分析了研究中存在的薄弱环节，并对今后的工作提出建议和展望。     

SBR工艺的现状与发展

序批式间歇活性污泥法(SBR)是近年来应用日趋广泛的一种污水处理工艺,在SBR工艺的基础上,又发展了一些SBR的变型工艺,例如ICEAS工艺、CASS工艺、UNITANK工艺、ASBR工艺、BSBR工艺等。今后应加强SBR工艺中微生物的研究和可靠的工程设计模式的探讨。     

Comparison of two-phase and three-phase methanol synthesis processes

A comparison is made between the ICI (two-phase) methanol synthesis process and a three-phase slurry process based on a multi-stage agitated reactor. The process calculations are based on a complete reactor system consisting of the reactor itself, a recycling system and a gas-liquid separator. The basic kinetic and thermodynamic data were taken from previous studies carried out in our laboratory. The results show that both reactor systems produce comparable methanol yields under the same process conditions except for the reactor temperature. Carbon conversion to methanol values close to 100% can be achieved. The three-phase process is more efficient in terms of heat recovery and power consumption. This is primarily caused by the fact that the three-phase process generates high-pressure steam and the ICI two-phase process yields boiler feed water of 90°C. Furthermore, the pressure drop in the three-phase reactor is smaller than in the two-phase reactor, resulting in a smaller duty of the recycle compressor. However, for the present low energy prices, the annual financial savings, coupled with these energetic aspects, are not sufficient to compensate for the higher capital investment of the three-phase reactor system relative to the ICI two-phase reactor system. A relatively high natural gas price of US $4.1 per gigajoule is needed to reach the economical break-even point between the two processes. More active catalysts may be developed in the near future. Our results show that a relative increase in the catalyst activity by a factor of 1.5 or more (for both processes) will make the three-phase process of economic interest at a natural gas price of US $2.5 per gigajoule.