提升管反应器稳态模拟：器壁散热对过程的影响

修改Gupta等的催化裂化提升管反应器稳态模型,在能量衡算方程中添加器壁散热项,以模拟器壁散热对反应器的影响;使用FORTRAN编程语言实现稳态模型在AspenPlusTM软件中的求解;采用某炼油厂提升管反应器现场数据及文献结论,对修改的模型进行了参数校正及模型验证;利用经校正及验证的反应器模型,模拟预测了器壁散热对装置产物分布等的影响。器壁散热抑制了提升管内油气裂化反应,恶化了装置出口产物分布,从而表明了在工程设计及工业运行中加强提升管器壁保温的重要性。     

工业加氢裂化反应器模型的建立

 以某工业加氢裂化反应器装置为研究对象,根据物料平衡、能量平衡和反应动力学方程,建立了加氢裂化反应器的数学模型,并根据工业数据,采用遗传算法对模型中的参数进行拟合,还以不同的工业数据对模型进行验证。结果表明,所建立的模型能够较好反映加氢裂化装置性能,且能较好地预测加氢裂化主要产品的收率分布及反应器的温度分布。     

应用Markov链研究颗粒RTD曲线的测定

Markov链模型是一种用于物理系统的随机过程方法，该研究在对喷射环管反应器进行分析的基础上，应用Markov链模型的状态向量与停留时间分布的关系。开发了一种具有时间间隔的采样装置，该装置通过采出累积量来消除颗粒随机运动的影响，并应用Markov链模型的分析。获得采样的最小采样时间间隔，成功地测定了颗粒的RTD曲线。     

催化裂化装置的动态模型——Ⅰ.提升管反应器的动态模型和动力学参数的估计

提出了一个催化裂化装置提升管反应器的动态模型;引入热容校正系数用以描述反应器的温度动态特性.为适应不同要求,动态模型分别用分布参数(偏微分方程)和集中参数(常微分方程)表述,本文着重介绍前者,并利用生产装置稳态标定数据,采用DFP变度量法寻优,对动力学参数进行最小二乘估计,给出了相应的动力学参数值.     

焦化汽油进催化装置提升管反应器改质技术分析

分析了焦化汽油作为急冷油注入催化提升管反应器后对催化装置操作条件，产品分布及质量的影响，生产实践表明，焦化汽油作为急冷油注入反应器 仅其自身质量得到明显改善，而且有利于催化装置提高及反应深度，改善产品分布，经济效益显著。     

搅拌式环己酮氧化反应器的CFD分析

采用CFD数值模拟技术,基于RNG k-ε方程和欧拉多相流模型,对环己烷氧化生产环己酮装置中的搅拌鼓泡式氧化反应器进行了全尺寸的数值模拟,研究了液体进料位置、空气分布器结构,对反应器内部流动状况、气体分布和温度分布的影响.结果表明,原反应器设计存在液体入口堰位置偏高、冷烷进料位置不佳、空气分布器结构不甚合理及搅拌效果不良的问题.根据研究结果对反应器整改后,反应效果显著改善,较开车初期单耗降低100～130 kg/t.     

长期运行加氢裂化反应器应力分析

加氢裂化反应器是加氢装置的核心设备,长期在高温高压临氢状态下运行,且不断受到开停车时产生的热冲击,它的稳定运行对加氢装置的安全至关重要.以某石化公司加氢裂化反应器为研究对象,采用ANSYS有限元分析方法,建立有限元模型,对在正常与事故工况下运行的加氢裂化反应器应力状况进行分析,结果表明加氢裂化反应器的总体应力水平较低,母材2.25 Cr1Mo钢应力分布介于91～179 MPa,堆焊层应力分布介于135～ 157MPa,堆焊层出现屈服,应力最大值出现在凸台处,约200 MPa.加氢裂化反应器在飞温时也不会使材料发生明显的蠕变损伤,但是开停车或事故工况时的温度变化可能会导致反应器凸台支撑部位不锈钢堆焊层产生裂纹.     

利用流程模拟技术对乙二醇反应水合比的研究

针对乙二醇装置环氧乙烷水合生成乙二醇反应过程巾,不同的水与环氧乙烷摩尔比值（水合比）对产品分布及蒸汽用量有明显的变化。直接影响着装置经济效益的工艺特点,采用ASPEN PLUS软件,对乙二醇装置工艺进行流程模拟计算建立基础模型。以乙二醇反应器进料为研究对象,选取乙二醇反应器及多效蒸发器进行分析研究,确定不同水合比进料时,乙二醇反应蒸发单元消耗高压蒸汽的流率、乙二醇及二乙二醇的产率;给出水合比与蒸汽消耗量、产品流率的关系趋势图,并进行经济效益分析,用于指导装置的节能降耗操作。     

用于烯烃气相聚合反应的装置

本发明提供了一种用于制备烯烃CH2=CHR的均聚物或共聚物的聚合反应装置，在该聚合反应装置中通过对不同流化床反应器中控制不同的流化速度，可实现生产具有较宽分子量分布的聚烯烃树脂的目的，并且聚合装置设计简单，避免了聚合物在不同反应器中的转移，生产成本较低。     

工业环己烷氧化反应器系统扩产的研究

采用计算机辅助设计的方法进行工业环己烷氧化反应器系统扩产的研究。文中给出所使用的动力学模型和反应器模型。在数学模拟和分析的基础上，提出扩产方案：当扩产３０％时，环己烷氧化反应器的体积可不增加，进料量增加３０％，贫氧空气中氧浓度增加１．１８％，温度维持在原设计值。本文采用的计算机辅助设计进行工业环己烷氧化反应器系统扩产研究的方法和步骤可适用其他工业生产装置的扩产研究。     

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。     

沸石催化剂上苯与二乙苯烷基转移反应动力学及反应器模拟

应用等温液固积分反应器和Gauss -Newton法求得 β沸石催化剂上苯与二乙苯烷基转移反应本征动力学方程 ,考虑到内外扩散的影响求得宏观动力学方程 ,并对用于烷基转移反应的液固相反应器进行模拟计算。确定了操作条件 :2 40～ 2 80℃ ,n(苯 ) /n(二乙苯 ) =8～ 12 ,总质量空速 5～ 10h- 1 。     

管式阳离子聚合反应过程的数学模型

为研究一个阳离子聚合试验系统,就溶液聚合管式反应器建立了一个稳态数学模型。模型以反应器的分析为依据,用一系列连续搅拌式反应釜逼近管式反应器,并以五组实验温度分布作了校正。模型最直接的应用是借以寻求过程的优惠操作条件,但也同时观察到了一些其它有趣的现象。     

高效厌氧生物反应器内的湍流特性及结构优化

采用数值模拟方法研究了高效厌氧生物反应器内的湍流及多相流传质过程。通过重整化群k ε湍流模型(RNG k ε)和欧拉多相流模型构建反应器内多相湍流流动控制方程。在此基础上,应用自定义函数(UDF)方式修正了计算流体力学软件Fluent中的曳力模型,并植入欧拉多相流模型,建立高效厌氧生物反应器内气 液 固多相流动模型,并模拟计算了反应器内多相流过程,同时对其结构进行优化。结果表明,修正后的多相流动模型计算得到的流场特征与实验数据吻合,验证了所采用的湍流模型和计算方法的准确性;优化后的反应器内多相流传质效果明显提高。该方法较为准确地预测了反应器内传质过程,可以用于高效厌氧生物反应器的工程应用改进。     

Study of nonisothermal gas-oil catalytic cracking applying the microactivity test

Catalytic cracking of gas oils has been studied in a standard microactivity test (MAT) reactor. The cracking product distribution was measured as a function of temperature. Based on these experimental results, a four-lump kinetic model was developed. Kinetic constants were estimated using the sequential step-optimization method. A nonisothermal nonsteady-state model for a fixed-bed MAT reactor was proposed. The overall heat of the reactions were taken from the macroscopic differences in the enthalpies of the products and reactants. The influence of the feedstocks used and reactor temperature were discussed. The reactor and kinetic model were validated with results from MAT test data. The simulation results are in good agreement with the experimental data.     

用正交配置法模拟加氢裂化反应器

结合物料平衡、能量平衡和加氢裂化反应动力学方程,按照加氢裂化反应的特点,建立了加氢裂化反应器6集总动态机理模型。反应动力学采用原料油、柴油、航空煤油、重石脑油、轻石脑油、气体6集总模型。对总动态机理模型提出了正交配置法和龙格-库塔法相结合的求解方法。新的求解方法计算量小、精度高,并且能求得微分数学模型的近似解析解。应用6集总动态机理模型对加氢裂化反应器进行了模拟,考察了模型的预测精度。模拟结果表明,该模型能较好地模拟和预测加氢裂化产品的收率分布和反应器的温度分布,具有较高的预测精度,模型可靠。     

间二甲苯氧化反应器通气条件下液相停留时间分布的测定

以示踪响应法测定了北京燕山石油化工有限公司间二甲苯氧化反应器在10%,30%,70%液位的液相停留时间分布,考察了通气量0,12 000,13 600m3/h对反应器内物料停留时间的影响。在通气条件下得到不同液位时的液相停留时间分布及多釜串联模型参数。通过分析发现,反应器存在短路缺陷,气体的通入增加了返混,加剧了液相的短路现象。可在反应器内加装挡板以改进反应器内部结构,提高反应效率。     

Spheripol聚丙烯工艺的环管反应器模拟

在Aspen Polymers Plus软件平台上模拟Spheripol聚丙烯工艺中核心液相环管反应器,采用了等效的全混流反应器模型和组合式环管反应器模型,结合工厂现场采集的数据,拟合了丙烯聚合反应动力学模型,并将该模型用于两种环管反应器模拟方法的比较。采用组合式环管反应器模型考察了丙烯聚合反应循环比对反应器撤热、聚丙烯产量和相对分子质量分布、反应器内氢气浓度分布的影响。结果表明,在高循环比操作条件下和误差允许范围内,环管反应器可以等效为一个全混流反应器。当控制环管反应器夹套冷却水出口温度不变时,过低的循环比使得反应器内的温度分布不均匀,而过高的循环比则使环管反应器的撤热能力下降;当循环比增加时,环管反应器内的温度和组分浓度梯度减小,停留时间分布均匀,趋于全混流状态,催化剂活性得到充分发挥,聚丙烯产量也相应增加。     

对苯二甲酸加氢精制反应器数学模型及计算

在宏观动力学模型基础上,按气液固三相反应的原理,建立了包括液固传质阻力在内的对苯二甲酸(TA)加氢精制宏观动力学模型,并参考有关传质关联方程,估算了该宏观动力学模型中液固相间的传质系数;按平推流流动模型和绝热反应器简化假设,建立了TA加氢精制固定床反应器数学模型;根据实际生产数据,对数学模型中氢气在TA溶液中溶解的浓度项进行了修正;提出了TA加氢精制固定床反应器反应温度、气相中氢气分压、操作压力和液相进料中TA的含量等条件的选择依据和计算方法。模型计算值与实际生产数据偏差较小,所建立的TA加氢精制固定床反应器数学模型可供TA加氢精制工艺条件优化和反应器放大设计参考。     

在Pd/C催化剂上环己基过氧化氢 加氢分解反应动力学

 在淤浆反应器中，研究了Pd/C催化剂催化环己基过氧化氢加氢分解反应的本征动力学，利用经验方程对动力学试验数据进行了拟合，建立了幂函数型本征动力学模型。对模型进行了多种统计学检验，比较了分解动力学模型的计算值和试验值，获得相对误差绝对值的平均值为5.66%。该动力学模型有助于反应器的选型、设计和操作。