基于有限元理论的重整反应器扇形管力学性能分析

扇形管是铂重整反应器的核心内件之一，由于其开孔率较高，长度较大，在使用过程中经常损坏，造成经济损失。为找出扇形管的变形损坏机理，对扇形管结构进行了力学性能分析。用正交各向异性板模拟扇形管开孔区域，建立起扇形管有限元计算简化模型，并对之进行了屈曲分析。根据分析结果，结合扇形管的实际变形情况指出，特殊工况下的外压失稳是扇形管的基本损坏机理。     

重整反应器扇形管变形机理研究

为研究重整反应器扇形管的变形机理,采用正交各向异性板模型简化其结构,并进行力学分析。为验证模型的合理性,从试验、理论计算及有限元模拟3方面对开孔板料进行分析比较,分别建立小段扇形管有限元完整模型和正交各向异性板简化模型进行分析,再加以试验验证,结果显示用正交各向异性板简化扇形管是可行的。通过对整段扇形管建立有限元模型,对其进行静力和线性屈曲分析,得到扇形管破坏的主要原因是外压载荷作用时的屈曲变形。     

重整反应器扇形管承受催化剂的应力分析

将粉体力学的方法引入到重整反应器主要内件扇形管承受催化剂的应力分析中,采用简化料仓模型得到的理论分析结果表明,反应器在正常工作条件下,扇形管所受的应力较小,而在催化剂再生系统开始工作(即催化剂开始在反应器内整体循环)和装置紧急停车瞬间,在扇形管的底端存在一个应力转换面,其应力值突增到正常工作下该部位应力值的十余倍.催化剂所产生的压力是造成扇形管失效的一个重要原因.在一个运行周期中,应尽量减少装置非计划停车次数.     

半再生重整装置催化剂跑损原因分析及改造

2005年及2009年中国石油化工股份有限公司塔河分公司半再生重整装置两次发生催化剂跑损,催化剂跑损的主要部位是重整第三、第四反应器扇形板、扇形筒、中心筒等相连部位。跑剂的主要原因:一是选材不合理,由于反应器内构件材质不同,热膨胀量也不同,在装置紧急停、开工的过程中,造成轴向膨胀,使中心管罩帽的密封破坏;二是结构不合理,第三、第四反应器采用离心式径向反应器(上进上出),由于物料流向是从中心管至扇形筒,随着装置负荷增加,扇形板受到向上的压力也随之升高,裙板与扇形筒之间密封的催化剂易被带出。采取的主要措施:一是将填料函弧形板的螺栓紧固,四个筋板吊耳相连的扇形板处螺栓拆除,中心管罩帽填料函弧形板的紧固螺栓松开,保证中心管可以自由伸缩;二是对第三、四反应器的进、出口调向,流体经扇形筒向心穿过催化剂床层进入中心管。反应器改造后,消除了该装置催化剂跑损的隐患和装置的负荷瓶颈,提高了全厂经济效益。     

大直径管板堆焊变形模拟及控制

大直径碗形管板相对厚度较薄,在带极堆焊时容易产生浅锅底状的焊接变形。采用有限元分析软件模拟了某合成反应器管板带极堆焊时的变形量,模拟结果显示,管板中心部位的变形量最大,达到30mm;管板边缘变形量最小,约5mm。根据模拟得到的变形量,采用堆焊前管板预留30mm凸面的方法控制管板堆焊变形,带极堆焊完成后测量堆焊层平面度并进行油压机校平,校平后管板的不平度控制在5mm以内,符合图样技术条件规定,有效保证了管板堆焊后的平面度及最终成型尺寸。     

2.2Mt/a连续重整装置的设计与开工

介绍了中国石油广西石化分公司2.2 Mt/a连续重整装置的工程设计和开工情况.通过对反应器布置、扇形筒形状及氢气再接触冷冻系统等主要技术方案的分析对比,选出了反应器"2台+2台"叠置式布置、"梯形"扇形筒结构(OptiMiser<'TM>)和丙烷冷冻系统作为最终工程设计方案.简单阐述了装置的开工情况及存在问题,并提出了...     

大型管板拼焊应力有限元分析

反应器管板直径和厚度较大,焊接处于自由状态,没有任何约束,很难控制由于焊接应力、温差应力等造成的管板变形。为控制管板的变形,通过对管板焊接过程进行有限元分析计算,探讨了管板焊接过程中各个焊接时刻的温度、焊接应力、应变及变形分布规律,并根据计算结果确定了合理可行的能有效控制管板焊接变形并保证焊接质量的焊接方法和焊接工装。     

冷壁径向反应器使用情况

东方红炼油厂将一台直径1.6米的碳钢轴向反应器接长3米,内衬大颗粒膨胀珍珠岩隔热层,改装成径向反应器,作为重整第三反应器。1.反应器内部结构冷壁径向反应器由碳钢筒体、不锈钢扇形筒、中心管及帽罩和膨胀圈组成。在中心管与扇形筒之间的环形空间装入催化剂,催化剂底部和上面均铺有一定量的瓷球。气流由     

“D形”无底扇形筒在逆流床连续重整装置应用

径向反应器在连续重整装置得到了广泛的应用,扇形筒是径向反应器重要的内构件之一。油气自反应器入口进入反应器后,通过立于反应器器壁周围的扇形筒径向通过催化剂床层发生化学反应。作为油气进入反应器床层的重要通道,扇形筒的运行状况对连续重整装置的运行有很大的影响。     

螺杆泵抽油杆柱瞬态有限元分析

运用ANSYS有限元分析软件,建立了螺杆泵抽油杆柱瞬态非线性有限元模型,针对杆柱初始缺陷及振动对杆柱的影响,采取在侧向变形及接触力较大的部位安装扶正器的措施来消弱杆柱的振动、减小杆柱侧向变形。通过分析结果,得出了抽油杆柱扶正器的合理配置方案,该方案能够减少杆管偏磨,预防杆柱断脱,延长检泵周期。     

循环流速对环管反应器内液-固二相流动影响的CFD模拟

以聚丙烯工艺中的环管反应器(包括环管与轴流泵)为研究对象,首先通过CAD软件绘出该反应器的三维模型,然后在Gambit软件中划分该系统的网格。在此基础上,建立了环管反应器内液-固两相的"颗粒动力学-欧拉双流体"模型。其中,采用颗粒动力学描述固相(颗粒相)黏度与压力,采用多重坐标系模型描述轴流泵。采用上述模型模拟了循环流速对环管反应器内液-固两相流动行为的影响。结果表明,高循环流速有助于颗粒在环管"直管"部分均匀分布,但将造成颗粒在环管"弯管"部分不均匀分布。     

一种新型移动床重整径向反应器的结构设计

从结构类型、选材,以及盖板、中心管、扇形简等内件的优化设计等方面。介绍了一种用于低压组合床重整装置的新型移动床重整径向反应器的结构设计特点。该反应器具有结构简单、投资省等优点。已于2001年正式投产。至今运转良好。     

丙烷氧化脱氢反应工艺模拟与分析

丙烷氧化脱氢(ODHP)是丙烯生产新工艺,有较高的节能潜力。采用Aspen软件热力学分析不同流量O_2、H_2O(水蒸气)及反应温度对丙烯产率的影响;基于文献实验提供的动力学反应模型,建立了平推流反应器单元模型,并进行稳态模拟,结果基本符合工业反应装置实际情况,分析了丙烯产率的影响因素,得出优化后的H_2O、催化剂和O_2使丙烯产率分别提高25%、19%和7%左右;运用Comsol软件对R1反应器进行耦合计算,对R2氧化反应器氧气分布器结构进行初步研究。     

径向反应器设计软件在工业上的应用

简述了径向反应器的结构和径向反应器设计软件的功能 ,详述了径向反应器设计软件的应用方法及步骤。以多台在役重整反应器的核算 ,证明了反应器的布气均匀度与设备结构的关系 ;以工业应用为例证明了该软件的应用对工程设计的重要意义     

STATISTICAL MODEL FOR SLURRY PHASE METHANOL SYNTHESIS PROCESS IN AN ENTRAINED REACTOR

ABSTRACT

The process feasibility analysis on the liquid phase methanol synthesis (LPMeOH) process was performed in an entrained slurry reactor system. In this three phase mini-pilot plant system, finely powdered catalyst is slurried in the inert oil phase and this catalyst-oil slurry is continuously recirculated through the entrained reactor, where it is contacted with the cocurrent flow of syngas to form the product methanol

The effect of various operating conditions which included the reactor temperature, the reactor pressure, the flow rate of catalyst-oil slurry, the flow rate of syngas, the slurry holdup tank pressure, the syngas composition, and the catalyst loadings in slurry, on the productivity of methanol in the reactor was studied. Using the operating conditions, a statistical reaction rate model not based on the kinetic mechanism, was developed to predict the productivity of methanol in an entrained reactor. The rate of production of methanol predicted by this model agreed well with the experimental results. This statistical model assists in the development, scale-up, and commercialization of the methanol synthesis process in an entrained slurry reactor.     

基于LSTM的润滑油加氢装置产品预测和基于RF的操作优化相关性分析

基于某炼油厂润滑油加氢装置的生产工艺及实际生产数据,采用Aspen HYSYS软件建立了润滑油加氢装置的生产过程机理模型,并用随机抽样的方法验证了模型的有效性;然后根据生产工艺条件运行机理模型,扩展了装置的产品预测数据集。对比BP神经网络,采用LSTM(Long Short-Term Memory)神经网络,以加氢裂化反应器入口温度、加氢异构反应器入口温度、加氢后精制反应器入口温度、加氢裂化后常压分馏塔塔顶温度、加氢异构常压分馏塔塔顶温度、加氢裂化反应器压力、加氢异构反应器压力为输入,以轻质润滑油常温常压下的质量流量、40 ℃运动黏度、闪点和倾点4个目标为输出建立了预测精度更高的产品预测模型。通过随机森林(RF, Random Forest)算法对该装置产品预测数据集的输入特征变量与输出目标变量进行了相关性分析,确定了特征重要度排序,得到了不同生产目标对应的优化操作方案。     

Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上仲丁醇脱氢反应动力学研究

采用管式连续流动固定床反应器,对仲丁醇在Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上的脱氢反应本征动力学进行了研究,通过双曲线动力学模型和幂函数动力学模型两种模型计算了该反应的各项参数以及反应的表观活化能,将实验数据用SPSS统计分析软件对动力学模型进行非线性最小二乘法参数拟合,确定了反应机理并求出了表观活化能。实验结果表明,采用双曲线动力学模型时,仲丁醇在催化剂表面的脱氢反应为速率控制步骤,表观活化能为64.75 kJ/mol;采用幂函数动力学模型时表观活化能为81.89 kJ/mol。用相关指数R~2和F分布对两个速率方程进行了检验,两个速率方程的R~2均接近于1,F>10F_α,且用双曲线动力学模型时结果的相关度较高。     

STATISTICAL MODEL FOR SLURRY PHASE METHANOL SYNTHESIS PROCESS IN AN ENTRAINED REACTOR

The process feasibility analysis on the liquid phase methanol synthesis (LPMeOH) process was performed in an entrained slurry reactor system. In this three phase mini-pilot plant system, finely powdered catalyst is slurried in the inert oil phase and this catalyst-oil slurry is continuously recirculated through the entrained reactor, where it is contacted with the cocurrent flow of syngas to form the product methanol

The effect of various operating conditions which included the reactor temperature, the reactor pressure, the flow rate of catalyst-oil slurry, the flow rate of syngas, the slurry holdup tank pressure, the syngas composition, and the catalyst loadings in slurry, on the productivity of methanol in the reactor was studied. Using the operating conditions, a statistical reaction rate model not based on the kinetic mechanism, was developed to predict the productivity of methanol in an entrained reactor. The rate of production of methanol predicted by this model agreed well with the experimental results. This statistical model assists in the development, scale-up, and commercialization of the methanol synthesis process in an entrained slurry reactor.     

D002强酸性离子交换树脂催化醇醛缩合生产甲缩醛的工艺模拟

基于连续搅拌反应器(CSTR),对D002离子交换树脂作催化剂反应合成甲缩醛的过程进行了模拟。在确定了参数的甲缩醛反应动力学模型的基础上,用Aspen Plus软件建立了CSTR流程。在甲醇进料流量为2kmol/h、甲醛进料流量为1kmol/h、水进料流量为4.44mol/h的条件下研究了催化剂用量、反应温度、反应器体积、反应器操作压力等因素对甲缩醛收率的影响。得到的优化工艺条件如下:催化剂质量分数为10%,反应温度为100℃,反应器体积为10m3,醇醛物质的量比为2:1,反应器操作压力为常压。采用优化的工艺参数后甲缩醛收率可达58.0%。