提升管反应器FCC汽油催化转化过程数值模拟

在汽油催化转化反应动力学模型和气-固两相流模型的基础上,将流动、传热、反应综合考虑,建立了催化裂化汽油催化转化提升管反应器的反应-流动耦合模型。模拟结果与中型实验提升管出口数据吻合较好。数值模拟了提升管反应器内气相组成、温度分布、速度分布沿提升管高度变化,以及提升管出口产品产率随温度和剂油比的变化情况,模拟结果反应了其变化规律,验证了模型的可靠性。     

间歇槽式反应器通用数学模拟程序的设计

我们课题组研制了一个“化学反应器数学模拟软件包”(CHRMS),可以在IBM-PC/XT 系列微型计算机上运行。程序用高级 BASIC 语言编写。共包含42个程序,包括理想反应器数学模拟、非理想流动反应器数学模拟及数值计算和绘制函数曲线方面的通用程序这三个部分。各程序均用文献中的例题调试通过。该课题已通过省级鉴定。本文介绍其中的一个程序《间歇槽式反应器通用数学模拟计算程序》所用到的数学模型、算法简介及程序的功能等。     

乙烯裂解炉反应管数学模拟新方法

综述了不同类型的乙烯裂解炉反应管数学模型，分析了各类模型的缺点。为此提出了一种进行反应管数学模拟的新方法。即应用CFD方法对反应管内流体流动、传热、传质及裂解反应过程，不经任何简化直接进行数值求解，得到了管内的流场、温度场和浓度场等详细信息。模拟计算得到了反应管长度方向上的温度、速度、压力和组分浓度的变化规律；在反应管径向上存在着明显的速度和温度分布，而组分浓度变化程度不如速度和温度明显；计算结果为提出结焦抑制方法提供了依据。     

甲醇脱水制二甲醚内冷管式反应器数学模拟

建立了甲醇脱水制二甲醚内冷管式反应器一维拟均相数学模型,在催化床进口温度270℃、反应压力1.1 MPa、进口气量1600 kmol/h的标准状况下,获得了催化床温度和各组分浓度的分布。在进口温度250℃～290℃,反应压力0.5 MPa～1.7 MPa,进口气量1400 kmol/h～1800 kmol/h的范围内,模拟计算了催化床进口温度、操作压力和进口气量对反应器催化床温度分布、甲醇转化率和二甲醚产量的影响。结果表明:催化床进口温度、操作压力升高,床层热点温度和甲醇转化率升高,二甲醚产量增加;进口气量增加,床层热点温度和甲醇转化率降低,二甲醚产量有所增加。     

催化袭化反应产物沿提升管分布预测

运用建立的数学模型预测了不同工况条件下反应油气和催化剂颗粒温度沿提升管高度的分布和反应产物的浓度沿提升管高度的分布。模拟结果和工业实测的出口温度和浓度相一致,从而证明了该数学模型对催化裂化提升管的预测是成功的。     

内循环厌氧反应器CFD气液两相流模拟研究

内循环反应器的设计关键是流体在内部可以形成稳定的内循环流动,而表观气速是影响内循环形成的关键因素。采用标准k-ε湍流模型和欧拉-欧拉双流体模型,对内循环厌氧反应器内的气-液两相流体的流动规律进行了三维非稳态数值模拟研究。考察了不同表观气速对反应器内流体力学行为的影响。模拟结果表明:当表观气速较小(0.003 m/s)时,内循环无法形成;当表观气速在0.006 m/s至0.01 m/s范围内逐渐增大时,反应器内循环过程越容易形成,反应器的实际容积越能得到充分利用,且随着表观气速的增大,反应器内液相及气相轴向速度不断增大,轴向气含率逐渐增加;而气相去除率却呈现先上升后下降趋势;当表观气速增大至0.02 m/s时,部分气体由液体出口排除,影响反应器效率及出水稳定性。     

颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型

在气相湍流流动的κ-ε模型基础上，建立了颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型。颗粒相的有效粘性系数取决于颗粒之间相互碰撞而引起的层流粘性以及颗粒性以及颗粒微团的湍流脉动而形成的湍流粘性，其中颗粒的碰撞行为以及所形式的颗粒的层流特性用颗粒动力学模型来描述，颗粒的湍流特性采用颗粒湍动能输运方程模型来描述。利用所建立的模型对提升管内气固两相流动过程进行了数值模拟，可以合理地预报出提升管内气固两相的环核流动结构。     

颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型

在气相湍流流动的k-ε模型基础上,建立了颗粒动力学与湍动能耦合的稠密两相流动数学模型。颗粒相的有效粘性系数取决于颗粒之间相互碰撞而引起的层流粘性以及颗粒微团的湍流脉动而形成的湍流粘性,其中颗粒的碰撞行为以及所形成的颗粒的层流特性用颗粒动力学模型来描述,颗粒的湍流特性采用颗粒湍动能输运方程模型来描述。利用所建立的模型对提升管内气固两相流动过程进行了数值模拟,可以合理地预报出提升管内气固两相的环核流动结构。     

催化裂化反再系统神经网络操作优化

介绍利用神经网络建立了催化裂化反再系统生产操作条件与产品产率之间的数学模型。同时，利用此模型对反再系统进行优化，可获得较优产品产率下的操作条件。     

催化重整过程的数学关联模型

分析了催化重整过程中C5－C9组分可能发生的反应，基于进出口组分的反庆路径网络，首先建立了一个的描述出口组成和进料组成关系的复杂数学模型，在这个模型中，考虑了所有可能的转化关系，对于某一种出口组分，由于有些进料组分贡献很小，忽略后不会对结果产生很大的影响，所以对复杂模型进行了合理简化，获得计算效率更高且方便实用的简化模型，文中利用工厂的实际数据关联了简化模型中的参数，并对实际 工况进行了模拟，模型计算结果和工数据吻合得很好。     

颗粒动力学模型的建立

催化裂化提升管反应器内原料油和催化剂颗粒间存在强烈地传质、传热和动量传递,同时进行着复杂地裂化反应,描述流化状态的催化剂颗粒流动特征非常困难,而它对裂化反应的影响又至关重要,因此人颗粒速度分布函数出发,推导出催化剂颗粒相流动方程结合油气湍流流动、耦合集总动力学模型,得到了催化裂化提升管反应器数学模型,为进步研究提升管内的反应特征和反应历程提供了有力手段。     

紧急停车系统在FCCU反应再生过程中的应用

反应再生过程的安全运行是整个催化裂化装置安全生产的必要前提.为最大限度地降低装置恶性事故发生的概率,避免重大经济损失,在深入了解其工艺及设备特点的基础上,研究并设计了一套基于西门子S7-300 PLC的紧急停车(ESD)系统.介绍了ESD的联锁控制、硬件配置、软件组态和网络通信等.该系统可对装置进行进料自保、两器自保、主风低流量自保以及主风机组自保,具有一定的工程意义.     

深海集矿机行走驱动系统研究

集矿机在深海底是不容易控制的。要控制其行走,首先就要研究液压驱动部分。该驱动系统通过控制集矿机左右履带的旋转进而控制集矿机的整体运动。本文分别介绍了履带式集矿机液压驱动系统中比例阀、变量泵、液压马达的数学模型及Simulink仿真。在仿真过程中,通过比较变换负载及改变PID控制器参数后输出结果的不同,来验证该模型的合理性。     

An Approach to Mathematical Modeling of Ill-Posed Problems of Dynamics of Distributed-Parameter Systems

A technique for mathematical modeling of a state of a distributed-parameter dynamic system with incomplete data about their initial boundary conditions is proposed in the paper. Modeling accuracy and uniqueness conditions are formulated. An algorithm is proposed for recalculation of modeling results for different numbers of discrete observations of the initial boundary state of the system with point modeling effects.     

二维动边界发汗控制数学仿真研究

本文给出二维加热且具有表面烧蚀的发汗控制数学模型。采用时间跨半步的交替方法,将二维活动边界分布参数控制方程差分化,得到三对角方程组。对电磁炮弹飞行进行数学仿真后表明:控制参数对温度场和活动边界的控制是有效的;该数学模型符合实际物理过程。从数值角度提供了数学理论问题解析性质的依据,给出了二维温度场特点并讨论了同步烧蚀问题。     

一种新的基于易得图像建筑建模方法研究

为突破单纯运用立体视觉求解算法的诸多限制条件,实现建筑物三维造型的快速便利的建模,该文提出一种新的基于实体特征库的三维真实感建筑造型算法,在以易获得的单幅建筑场景图像作为输入的基础上,系统综合运用建筑场景中各组成实体的造型特征及参考库匹配技术,实现场景的三维造型以及真实感编辑与优化。该文建立实体特征造型库辅助识别二维图像中各个实体部件,并以该实体为造型的构造单元,通过匹配与编辑二维投影图,快速造型复杂和不规则的建筑场景。为解决常见的纹理贴图造型失真问题,优化三维造型的真实感属性,该文设计并实现了三维造型纹理与材质属性的编辑计算方法及实用工具。实验已证明该算法与系统综合体系设计的实用有效性,所研制的系统与优化工具可作为同类型的真实感造型与编辑软件的组件。这项研究成果对于建筑工程CAD与数字城市造型工作,具有重要的实用价值和广阔的应用前景。