乙烯氧化制环氧乙烷固定床反应器的模拟及稳定性分析

在筛选出合适的乙烯氧化制环氧乙烷动力学方程的基础上,对工业固定床氧化反应器进行一维和二维模型的模拟计算。考察操作工艺参数对反应器稳定性、转化率影响的敏感性以及N_2和CH_4做致稳气时反应温度和转化率的轴向、径向分布。     

基于PCA—RBF神经网络的乙烯氧化反应器收率预测模型

依据工艺机理和先验知识,初选了乙烯氧化反应器的收率神经网络预测模型的输入变量,用主元分析方法对输入变量进行主元分解,消除了变量之间的相关性,减少了输入变量数,简化了RBF神经网络的结构,仿真结构表明,PCA-RBF网络模型结构具有很强的预测能力。     

合成气甲烷化反应器模拟和工艺条件优化

通过分析和简化合成气制天然气甲烷化工艺流程,建立了第一甲烷化绝热固定床反应器的一维数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对合成气甲烷化反应动力学模型中的甲烷化反应平衡常数进行了计算分析和调整,用Matlab计算了第一甲烷化反应器中浓度和温度分布。考察了反应器各个操作参数对床层的影响,综合各种参数影响因素,反应器较优的操作条件如下:合成气的进料速度800kmol/h,进料温度553K,操作压力为3MPa,氢碳比在3左右,循环比为3。在此条件下,第一甲烷化反应器的出口温度在873 K左右,CO的转化率为82.18%,出口气体中CH4的干基的物质的量分数达到57.07%,满足工业生产要求,为工业化反应器设计提供了理论依据。     

新型热管醚化反应器的数值模拟与分析

通过对热管醚化反应器的传热、传质过程的分析,建立了描述催化反应特性的拟均相二维数学模型.利用该模型预测了反应器进料温度、液相体积空速、热管介质温度、进料浓度变化对催化剂床层温度分布和反应结果的影响,获得了反应器催化剂床层的轴向温度分布序列和热管周围催化剂床层的局部温度分布数据,为反应器的优化操作和工程放大提供了参考依据.     

乙烯氧化制环氧乙烷反应器模拟

用一维和二维数学模型模拟了乙烯氧化制环氧乙烷反应器．模拟结果与工业实际生产的数据吻合较好。用二维模型模拟了各种因素对反应的影响，对挖掘催化剂的潜力和指导实际生产提供依据。     

加氢反应器分配器数值模拟与结构优化

采用Fluent软件对加氢反应器中单个泡罩分配器的流体力学性能进行模拟,以BL型气液分配器为基础构型,通过改进其下降管和碎流板结构进行结构优化。结果表明,改进的气液分配器构型与原BL型气液分配器相比,喷洒面积增大255%,不均匀度减小30.19%,压降增大73.63%,综合性能优于原BL型气液分配器。     

固定床反应器场分布计算机模拟研究进展

固定床内的局部流动和传热过程直接影响反应产率和反应器结构安全,对于固定床反应器内部反应特征研究一直是一个颇具挑战性的问题。实测法和数学模拟的方法广泛应用于该类反应器内部压力场、温度场以及流动特性等场分布的研究。本文综述分析了固定床反应器内部场分布计算机模拟研究进展,从宏观尺度、介尺度、微尺度对研究内容和研究方法进行探讨,对该方面的后续研究做了展望。     

乙醇脱水固定床反应器数值模拟的研究

应用计算流体力学软件Fluent,选用多孔介质模型,对φ50 mm×500 mm的乙醇脱水固定床反应器建立了单管反应器整体反应数学模型,模拟了反应器内温度和浓度分布,并对模拟结果进行了实验验证。研究结果表明,催化剂床层上部的径向温差较大,最大温差可达50℃,是脱水反应发生的主要区域;在反应器内高温区域有利于产物乙烯的生成,低温区域则有利于乙醚的生成;在400℃、WHSV=1.0 h-1的条件下,温度分布的模拟值和实验值的偏差不超过10℃,反应器出口乙烯选择性的模拟和实验值分别为98.6%和96.9%,乙烯选择性相对误差1.8%。实验证实选用的模型能较准确模拟乙醇脱水反应器内温度和浓度的分布情况。     

在YS银催化剂上乙烯环氧化反应器操作工况分析

利用国产ＹＳ型银催化剂上环氧乙烷生产操作数据，检验了所选用的一维拟均相反应器模型及其表观动力学方程的可靠性，由此分析了乙烯氧化反应器的参变性能及反应活性随催化剂剂龄衰减的变化规律。模拟结果表明，采用低转化率、高空速的操作方式有利于ＹＳ型催化剂的运行。在正常的操作条件下，以满足设计产量计，国产ＹＳ型催化剂的有效使用期约为４年左右。     

工业脱氢双环径向反应器模拟优化

以工业数据为基础,根据长链烷烃脱氢反应机理,建立了五集总反应动力学模型和催化剂失活动力学模型,并推导出工业脱氢双环径向反应器数学模型;采用序列二次规划方法同时优化计算动力学参数和流量分配系数;通过拟合催化剂活性变化趋势估计催化剂失活动力学模型参数.探究了操作条件对产物分布的影响,并根据建立的催化剂失活动力学模型合理调整...     

乙烯环氧化反应器床层导热性能的模拟分析

采用拟均相二维模型,对乙烯环氧化制环氧乙烷工业反应器的床层导热性能进行了模拟与分析。结果表明,管外冷壁介质温度T_w是反应器床层的热敏感参数;生产中应严格控制其变化范围;原料气入口温度T_0的变化对床层热稳定性无太大影响,可视为非热敏感参数;提高空速有利于改善床层的导热性能;提高压力则有利于提高反应的选择性和产率。     

B型银催化剂乙烯环氧化工艺条件的优化

采用微型等温固定床积分反应器,对B型银催化剂上乙烯环氧化制环氧乙烷的工艺条件进行研究,考察了原料气中乙烯、氧气、二氧化碳和1,2-二氯乙烷的含量,以及反应温度等5个因素对环氧化过程的影响;并以环氧乙烷收率和反应选择性为目标,采用正交实验考察上述5个因素对环氧化过程的综合影响。实验结果表明,反应温度对环氧乙烷收率和反应选择性的影响最显著,其对B型银催化剂性能的发挥起着决定性的作用;综合考虑环氧乙烷收率和选择性两个指标,确定的相对适宜工艺条件为:反应温度240℃,原料气中1,2-二氯乙烷含量0.7×10~(-6)(x)、乙烯含量22.00%(x)、二氧化碳含量1.00%(x)、氧气含量6.50%(x),在此条件下环氧乙烷的收率和选择性可分别达到38.87%和86.70%。     

乙烯环氧化反应中铼的助催化机理

采用电解银表面化学修饰法研究了铼对乙烯环氧化反应的助催化作用。从修饰后银表面吸附态氧热脱谱(TDS)和氧吸附功函数(ΔΦ)值的变化探讨了铼的助催化机理,认为铼促使吸附态原子氧(Q_a)迅速扩散入Ag表层,形成较多的溶解氧(O_d),有利于乙烯氧化成环氧乙烷,即铼改变了环氧化主副反应的比例,导致含铯银催化剂加铼后具有更高的环氧乙烷选择性。其作用与αα-Al_2_O_3负载的Ag-Re和Ag-Re-Cs催化剂的作用相一致。     

乙烯氧化制环氧乙烷反应器操作参数的优化

以乙烯氧化反应动力学为基础,建立了反应选择性的半经验半理论预测模型,并以提高反应选择性为主要目标,对反应器的操作参数进行优化计算,确定了生产装置在不同阶段的最佳工艺参数。优化结果表明,反应选择性可提高2%以上。     

乙烯环氧化反应器拟均相二维数学模型

利用YS高活性环氧乙烷银催化剂的乙烯环氧化动力学方程,根据环氧乙烷工业反应器工况及操作条件进行物料衡算、热量衡算,建立了拟均相二维数学模型,得到了不同的工艺操作条件下反应器催化剂床层中反应温度及反应组分浓度沿轴、径向的分布数据。对一维、二维拟均相数学模型计算结果进行了比较,并与工业实际数据对比,结果表明,两种模型计算结果接近,与工业装置数据都基本吻合。二维数学模型由于考虑了径向的温度和浓度梯度,计算结果更接近工业数据。     

B型银催化剂上乙烯环氧化宏观动力学研究

针对B型银催化剂,提出以表面反应为控制步骤、乙烯与一个活性中心位上非解离吸附氧发生环氧化反应和乙烯与相邻多个活性中心位上解离吸附氧发生深度氧化反应的乙烯环氧化反应机理;考虑到抑制剂1,2-二氯乙烷的竞争吸附作用,引入有效总活性位点覆盖率概念,构建包含1,2-二氯乙烷影响因子项的乙烯环氧化宏观动力学模型。采用无梯度反应器进行B型银催化剂上乙烯环氧化合成环氧乙烷的宏观动力学实验,以单纯形优化方法进行非线性参数估值,建立了与实验数据良好吻合的B型银催化剂上乙烯环氧化宏观动力学模型。