基于CAPE-OPEN标准的SINOALKY烷基化反应器模块开发与全流程模拟

基于SINOALKY烷基化工艺,建立了二十集总反应动力学模型和反应器模型,并在此基础上开发了符合CAPE-OPEN标准的SINOALKY烷基化反应器模块,模块包含符合CAPE-OPEN标准的6个物流接口、数值求解器以及可视化的交互界面。将该反应器模块加载于Aspen Plus平台中,搭建了某0.2 Mt/a的SINOALKY烷基化装置全流程模型,模型的模拟效果较好;进而,考察了反应工艺参数对烷基化产品组成和性质的影响,结果表明,模型模拟值与实际烷基化工艺相符,获得了适宜的烷基化反应工艺参数。表明包含SINOALKY烷基化反应器模块的烷基化全流程模型可为SINOALKY烷基化装置的模拟优化提供重要参考。     

基于CAPE-OPEN标准的硫酸法烷基化反应器建模及全流程模拟

以针对DuPont公司Stratco工艺建立的硫酸法烷基化机理模型为基础,采用C++和COM技术开发了符合CAPE-OPEN标准的硫酸法烷基化反应器单元操作模块,该模块通过实现单元操作接口和热力学物性接口可与通用化工流程模拟软件进行交互;建立了便捷、友好的用户操作界面。将硫酸法烷基化反应器模块内嵌于Aspen Plus中,并借助于Aspen Plus本身的物性数据、热力学方法和常规单元操作模块可实现烷基化工艺的全流程模拟。实际案例验证表明,模拟结果与工业实际值吻合良好,说明所建立的CAPE-OPEN烷基化反应器模块稳定可靠,将对硫酸法烷基化装置的流程模拟、参数优化起到重要的指导作用。     

固定床反应器合成二甲醚的模拟分析

通过对合成气一步法制二甲醚反应特点的研究 ,对固定床反应器用一维模型进行了数学模拟计算 ,得出了反应器轴向上的反应参数分布 ,并模拟分析了各类反应条件对催化床热点温度、CO的转化率 ,二甲醚时空产率和选择性的影响 ,从而为开发该类反应器提供了设计依据     

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。     

固定床加氢反应器内构件的开发与应用

介绍了国内外固定床加氢反应器内构件的主要类型及其特点 ,详细叙述了洛阳石油化工工程公司(LPEC)开发的内构件及其在目前国内规模最大的加氢精制 (反应器内径为 3 80 0mm)和渣油加氢脱硫 (反应器内径为 42 0 0mm)装置上的应用情况。内径为 3 80 0mm的加氢精制反应器床层径向温差基本小于 3℃ ,效果良好 ;内径为 42 0 0mm的渣油固定床加氢脱硫反应器床层径向温差为 1～ 7℃ ,优于国内引进同类装置水平。     

乙醇脱水制乙烯等温固定床反应器的模拟

采用半经验的乙醇脱水制乙烯反应动力学模型,建立了乙醇脱水制乙烯等温固定床反应器的一维模型。利用工业生产数据对所建模型进行了验正,反应器出口温度、乙醇转化率、乙烯选择性的计算值与实际值的偏差分别是-1.65 K,-0.66%,0.43%。采用该模型模拟了加热介质温度、进料空速、乙醇含量对反应器轴向温度分布、乙醇转化率和乙烯选择性的影响。模拟结果表明,加热介质温度在643～683 K内可得到较好的反应器轴向温度分布和乙醇脱水反应结果;适宜的进料空速为0.6 h~(-1),进料空速过高乙醇转化率降低;乙醇含量高有利于提高乙烯的选择性。     

绝热固定床甲烷化反应器压降模拟研究

绝热固定床甲烷化反应器及工艺已用于工业实际生产,对其进行压降模拟研究有着现实意义。对主要压降影响因素进行了系统阐述,利用Aspen Plus软件搭建了压降模型,与工业实际情况对比进行模型验证。利用灵敏度分析工具进行单因素分析并进行线性拟合,探索了物料参数、催化剂参数、反应器参数等影响因素变化与压降的关联影响。     

固定床催化反应器逆响应的动态特性

总结了固定床催化反应器中逆响应行为研究的现状。通过对有关文献的分析，发现固定床催化反应器中这一固有特性存在的可能性及其对固定床催化反应器正常运行操作的潜在危害。依据文献中对固定床催化反应器这一固有特性的实验和理论研究（模拟和预测），总结了各种因素对逆响应行为的影响并分析了各个模型的应用范围及其不足，提出了今后的研究方向。     

基于动态链接库的三牙轮钻头仿真软件开发

利用计算机仿真技术,在三牙轮钻头几何学、运动学模型基础上,建立了钻头与岩石互作用模型。为解决软件运行效率及界面友好性问题,采用MATLAB软件编制程序进行模型求解,并将各求解模型分别编译成动态链接库。采用VB.NET开发软件的输入界面,实现了其与动态链接库的数据交换。利用该软件可在计算机上进行牙轮钻头仿真试验,这将大大提高牙轮钻头的开发效率,对解决工程实际应用问题有意义,对于其他仿真软件的开发具有很好的参考价值。     

最优重复压裂时机模型及模拟软件开发

针对目前各油田重复压裂改造数量日益增加的趋势，在建立固液耦合最佳重复压裂时机力学模型的基础上，采用Fortran95编制了有限元模拟软件，用来描述不同位置处的应力随时间的变化，研究多因素影响下的最佳重复压裂时机。研究表明，建立的重复压裂耦合模型考虑了固体变形和流体流动2个物理过程的相互作用，与实际情况更为接近；最优重复压裂时机是由多个地层参数共同确定的，对应着等应力点距离趋于定值的时间。应用实例表明，开发的重复压裂应用软件计算精度可靠，功能齐全，针对性强。     

油气勘探软件用户界面设计方法探索与实践

以用户为中心进行用户界面设计是油气勘探软件成功的基础。在对用户界面设计技术进行深入研究的基础上，对用户界面的定义和类型、油气勘探软件用户界面的发展历程、油气勘探软件用户界面的基本特征等进行了论述，提出了油气勘探软件用户界面设计的一些基本设计原则和一个基本的油气勘探软件用户界面设计模型，并以该模型为基础对菜单、工具条、工具箱、状态条、数据树等主要用户界面组成元素的设计原则进行了较为详细的阐释，指出软件设计中可能存在的一些设计陷阱，并呼吁软件设计人员解放思想，精心设计，为国产油气勘探软件的发展壮大贡献力量。     

催化裂化汽油固定床脱硫醇催化剂的性能研究

在实验室内对负载型和固载型固定床脱硫醇催化剂进行了性能对比研究。在催化氧化硫醇活性上,固载型催化剂远远优于负载型催化剂;经过两次强化水洗后,固载型催化剂活性组分几乎不流失,负载型催化剂的活性组分流失严重;SEM分析表明,固载型催化剂的活性组分进入载体孔道,并在孔道内均匀分散,因而其催化氧化性能优越;而负载型催化剂活性组分主要吸附在载体的表面,容易流失,因此其催化氧化性能明显比固载型催化剂低。     

A three dimensional CFD simulation and optimization of direct DME synthesis in a fixed bed reactor

In this study, a comprehensive three-dimensional dynamic model was developed for simulating the flow behavior and catalytic coupling reactions for direct synthesis of dimethyl ether （DME） from syngas including CO2 in a fixed bed reactor at commercial scale under both adiabatic and isothermal conditions. For this purpose, a computational fluid dynamic （CFD） simulation was carried out through which the standard κ-ε model with 10% turbulence tolerations was implemented. At first, an adiabatic fixed bed reactor was simulated and the obtained results were compared with those of an equivalent commercial slurry reactor. Then the concentration and temperature profiles along the reactor were predicted. Consequently, the optimum temperature, pressure, hydrogen to carbon monoxide ratio in the feedstock and the reactor height under different operation conditions were determined. Finally, the results obtained from this three-dimensional dynamic model under appropriate industrial boundary conditions were compared with those of others available in literature to verify the model. Next, through changing the boundary conditions, the simulation was performed for an isothermal fixed bed reactor. Furthermore, it was revealed that, under isothermal conditions, the performed equilibrium simulations were done for a single phase system. Considering the simultaneous effects of temperature and pressure, the optimum operation conditions for the isothermal and adiabatic fixed bed reactors were investigated. The results of the H2＋CO conversions indicated that, under isothermal condition, higher conversion could be achieved, in compared with that under adiabatic conditions. Then, the effects of various operating parameters, including the pressure and temperature, of the reactor on the DME production were examined. Ultimately, the CFD modeling results generated in the present work showed reasonable agreement with previously obtained data available in the literature.     

基于联合仿真软件海洋勘探扩展器的受力分析

扩展器是海洋勘探中必要部件,在拖缆和枪阵距离拓展中均有应用。拖缆扩展器可使拖缆缆绳保持所需宽度,也可实现较窄的枪阵间距。当枪阵间距较大时,需要为枪阵单独选配扩展器。本文通过对某种扩展器进行流体场和静力场联合仿真,计算扩展器的扩展力及影响扩展力的因素,为合理选配及扩展器国产化提供理论建议,助力公司海洋勘探事业。