多相催化反应工程

<正> 多相催化反应工程是研究使用固体催化剂的气-固相反应、气-液-固三相反应和液相中含有催化作用的液相物质的气-液反应的反应动力学、反应器工程设计和操作性能的科学,它是化学反应工程学科的主要分支。     

小型热虹吸环流反应器中丙烯环氧化工艺条件

引　言钛硅催化剂 (ＴＳ - 1)上的丙烯与Ｈ2 Ｏ2 环氧化过程是环氧丙烷 (ＰＯ)洁净生产的发展方向[1,2 ] ,但对于环氧化反应器的研究尚很不完备 .该反应是一个强放热的气液固三相反应 ,要实现该反应过程的连续化 ,可以采用搅拌釜式反应器或固定床反应器(滴流床反应器 ) .搅拌釜式反应器主要用于催化剂性能评价 ,由于搅拌釜内物料返混严重 ,反应器体积效率较低 ;固定床反应器是由美国ＡＲＣＯ公司的Ｊｕｂｉｎ[3] 等发明的 ,实际上为多段气液呈并流向下的滴流床反应器 ,该反应器结构复杂 ,操作压力较大 (在 1.2 5ＭＰａ以上 ) ,且为了便于控…     

微型气液固三相等温微分浆态床反应器的优化

针对气液固三相浆态床催化反应中,传递、反应、催化剂的原位表征均比较复杂的问题,为了有利于气、固相均匀分散于液相和反应温度在反应器中实现等温,通过对气液固三相反应工艺特性和反应器性能要求的分析,对微型气液固三相浆态床反应器进行了优化。根据微型浆态床对气液固三相反应分析的要求,采用图像法研究了分布器为G1、G2、G3,砂板直径为2、2.5、3 cm反应器中的流体力学性能特征,考察了气体流速、温度、反应器直径及气体分布器对气含率、气泡尺寸、气泡上升速率以及气泡分布的影响,并进行流体动力学模拟计算,确定了微型浆态床反应器的直径为2 cm,气体分布器为G3砂板的反应器结构,该反应器可以应用于反应过程中间态及液体产物生成过程的测试。     

气-液-固反应器介绍

一、气—液—固反应器的型式根据固体颗粒的运动状态不同,气—液—固反应器可分成下列两类基本型式。 1.固体颗粒静止不动这种型式称为固定床。它有三种操作方式:(1)气、液并流向下,(2)气、液并流向上,(3)气、液逆流(通常是气体向上,液体向下)。固定床气—液—固相反应器中,以(1)、(3)两种操作方式居多,即液体成薄膜沿固体颗粒的表面流下,气体则成连续相以并流或逆流的方式通过静止的颗粒层,称为涓流床反应器,如图1所示。在涓流床反应器中,流动情况接近活塞     

液相催化加氢制芳胺反应器的选型

液相加氢还原为气、液、固三相系统的多相催化反应。反应发生在固相催化剂的表面上。反应过程需通过下列步骤:氢分子从气相内部通过气液介面扩散到液相内部;液相内的氢与硝基物分子扩散到催化剂的外表面和孔隙内表面;在催化剂表面上发生化学吸附与化学反应;反应生成物由催化剂表面脱附并扩散到     

气液固三相浆态搅拌反应器中管式内过滤器的过滤特性研究

探讨了在气液固三相浆态搅拌反应器中设置管式内过滤器，以实现气液固三相分离及浆态反应器的连续化。冷模研究表明：在强烈搅拌下，存在一种动态平衡过滤。即在滤饼沉积速率及剥离速率达到平衡条件下，可实现液相进料及滤液排料的连续化。在确定适宜过滤元件结构及过滤介质后研究了搅拌速度 、固含率、体系性质等因素对气液固三相浆态搅拌釜中管式中管式内过滤器的过滤速率的影响。气相按一定比例随液相通过过滤介质 ，其比例大小取决于过滤器的压降大小。实验表明：对颗粒平均直径在（0.8-1.0)10^-4m的α一氧化铝及硅铝氧化物细粒可获得较满意的分离效果。     

气升式反应器在发酵工业中的应用研究进展

气升式反应器是一种用于气液两相或气液固三相过程的接触式反应装置,简要综述了气升式反应器在发酵工业中的应用研究进展,按照集成强化的思路开发的气升式膜生物反应器被重点介绍。     

气液固三相提升管中液相扩散特性

对气液固三相提升管内液相扩散行为进行了实验研究,考察了气速、液速以及颗粒循环量等操作因素对液相扩散系数的影响规律.实验研究结果表明,轴向、径向扩散系数随气速的增大均增大;轴向扩散系数随液速的变化基本保持不变,径向扩散系数随液速的增大而减小;轴向、径向扩散系数随颗粒循环量的增大均增大.与传统的气液固三相流化床相比,气液固三相提升管反应器更接近理想的平推流反应器.     

上流式反应器气液相间传质特性的实验研究

上流式反应器设置在固定床渣油加氢反应器前有利于提高渣油原料适用性,延长装置运行时间。实验研究了上流式反应器气液相间传质,采用五齿柱形氧化铝催化剂模拟工业催化剂颗粒,水溶液模拟渣油,空气模拟氢气,采用无氧水物理吸收和亚硫酸钠化学吸收的方法,测定了在高气液比的条件下上流式反应器床层气液相间传质特性实验。考察了表观气速、表观液速、填料粒径、内构件、催化剂级配和床层高径比对液相体积传质系数和气液相界比表面积的影响规律。实验数据表明,液相体积传质系数随着气、液速的增大而增大;随填料颗粒增大而减小;在床层内安装合适的内构件或增大反应器高径比,能够促进气液相间传质。基于实验数据拟合了适合上流式反应器液相体积传质系数和气液相界比表面积的经验关联式,拟合误差最大分别为12%和24%;表明所建气液相间传质的经验关联式能更好地预测上流式反应器中的气液相间传质特性。     

渣油加氢沸腾床的多相流流动特性模拟

采用欧拉-欧拉-欧拉三相流模型,对STRONG沸腾床渣油加氢反应器进行了二维冷模多相流动过程模拟。其中液-固相间作用力采用Syamlal-O’Brien模型,气-液相间作用力采用Schiller-naumann模型,忽略气固之间的作用力。由气含率、液含率、固含率云图随时间的变化,可以看出催化剂在气液两相的作用下,逐渐实现了流化;在三相分离器的作用下,气相、液相、固相实现了分离,气相富集在三相分离器上端,液相从侧出口流出,固相在流化床内实现了循环利用。同时模拟结果表明,三相分离器分离效果理想,但是在局部截面积较小和结构复杂地方会出现局部湍流,不利于分离的进行。     

合成丁炔二醇反应器的模型和计算

<正> 一、前言由乙炔、甲醛合成丁炔二醇的反应是在细分散乙炔铜固体催化剂存在下,在气—液—固三相浆化床反应器内进行的,其化学反应计量式如下:C_2H_2+2HCHO→HOCH_2C≡CCH_2OH+55kcal/mol 对这个反应的动力学研究,我们得到如下形式的动力学方程:     

加氢还原新工艺及设备

介绍了二硝基甲苯液相加氢还原制备二氨基甲苯的生产工艺 ,催化剂采用含 0 1%～ 0 3%骨架镍的浆状催化剂 ,反应温度为 10 0℃ ,氢气压力在 15～ 2 0MPa,所得二氨基甲苯的纯度为 99%。还介绍了带复合式搅拌器的加氢反应釜、环式加氢反应器、循环反应器、卧式连续加氢反应器和三相固定床反应器。     

连续搅拌釜中气、液、固反应系统的传递过程研究

使用连续拌搅釜,以稳态操作的方式,对气、液、固三相反应体系SO_2+O_2(活性炭/H_2O)→H_2SO_4分别在不同的催化剂浓度、粒度、液速、气速、温度条件下进行了传递试验研究。该反应对氧为一级,对二氧化硫为零级,结果以无因次数群关联,获得了气-液传质关联式,液-固传质关联式及反应速率表达式。     

气液向上或向下并流固定床动持液量测定

引　言固定床也可用作气 -液 -固三相反应器 ,其中气体和液体可并流向下或并流向上通过催化剂颗粒床层而发生化学反应 .它广泛应用于各种化工过程[1].床层中的动持液量是一个估算液体平均停留时间和液膜厚度必不可少的参数 ,也是反应器内液 -固接触效率的一个量度 ,它直接影响催化剂的润湿程度和反应器的性能 ,因此持液量常是关联固定床 (或滴流床 )反应器内传质系数和传热系数的变量之一 .随着化工工业的发展 ,往往要进行原料脱杂质处理过程 (一般是加氢过程 ) ,需要足够的催化剂床层持液量 .工业上采取催化剂颗粒小型化、异形化和脉动操作…     

气液固三相磁稳定流化床的操作状态对反应结果的影响

以氮气、水、铁粉为气液固三相研究了三相磁稳定流化床的床层操作状态；以重整生成油的烯烃饱和加氢过程为体系，研究了铁粉与大比表面非晶态合金催化剂混合颗粒为固相的磁稳定流化床中床层操作状态对反应结果的影响。找到了有利于气液固三相反应的磁稳定流化床床层操作状态     

上流式反应器气液相间传质特性的实验研究

上流式反应器设置在固定床渣油加氢反应器前有利于提高渣油原料适用性,延长装置运行时间。实验研究了上流式反应器气液相间传质,采用五齿柱形氧化铝催化剂模拟工业催化剂颗粒,水溶液模拟渣油,空气模拟氢气,采用无氧水物理吸收和亚硫酸钠化学吸收的方法,测定了在高气液比的条件下上流式反应器床层气液相间传质特性实验。考察了表观气速、表观液速、填料粒径、内构件、催化剂级配和床层高径比对液相体积传质系数和气液相界比表面积的影响规律。实验数据表明,液相体积传质系数随着气、液速的增大而增大;随填料颗粒增大而减小;在床层内安装合适的内构件或增大反应器高径比,能够促进气液相间传质。基于实验数据拟合了适合上流式反应器液相体积传质系数和气液相界比表面积的经验关联式,拟合误差最大分别为12%和24%;表明所建气液相间传质的经验关联式能更好地预测上流式反应器中的气液相间传质特性。     

磁稳定床己内酰胺加氢精制新工艺

对气液固三相搅拌釜反应器与液固磁稳定床反应器串联的己内酰胺加氢精制过程进行了研究,研究了各种操作参数对反应结果的影响,考察了催化剂的稳定性。实验结果表明,采用该工艺可使w(己内酰胺)=30%的水溶液的高锰酸钾值从50s提高到3000s以上,催化剂寿命3200h。与工业上釜式己内酰胺加氢精制工艺相比,催化剂耗量可降低70%。     

微反应器研究及展望

综合概括了微反应器(微通道反应器)的基本概念,把微反应器与其他微通道设备相区别;从化学反应工程的角度按气固相催化微反应器、液液相微反应器、气液相微反应器和气液固三相催化微反应器等类型对各种新型微反应器予以简略而突出的介绍;从其几何特性出发系统而深入地阐述了微反应器具有的一系列超越传统反应器的独特优越性;简略介绍了微反应器的制作、研究现状和展望。     

浆态床甲醇合成反应过程数学模拟

在固定床等温积分反应器中回归了LP201催化剂上的甲醇合成反应动力学参数,在液固拟均相、全混流、气相流动形式分别为全混流、平推流的基础上建立了浆态床搅拌反应器中甲醇合成反应的数学模型. 模拟结果显示,根据所得动力学参数,计算结果与实验结果吻合良好;气相甲醇合成过程中气相流动形式明显影响反应效率;在液相甲醇合成过程中,气相的流动形式对反应影响不大;气液传质阻力对反应有较显著的影响,必须与反应过程同时加以考虑.     

多相连续反应高酯化率合成甲基丙烯酸甲酯过程研究

报道了采用强酸性阳离子交换树脂为催化剂，甲基丙烯酸和甲醇气－液－固三相连续反应高酯化率合成甲基丙烯酸甲酯的反应条件和阻聚方法。采用连续三相固定床反应器、大孔阳离子交换树脂催化剂、对苯二酚和空气复合阻聚系统进行酯化反应，甲基丙烯酸的转化率和甲基丙烯酸甲酯的选择性均在99．5％以上。并通过采用简单的催化剂再生，保证了反应连续平稳长周期运行。