对二甲苯氧化反应器-冷凝器模拟

建立了一个用于模拟对二甲苯氧化制对苯二甲酸过程的连续气液搅拌釜反应器模型.模型描述了反应器中各组分间的化学反应、气液传质、溶剂和反应物的蒸发移热及塔顶冷凝回流等复杂过程.模拟计算结果与实际工况吻合.用此模型考察了反应压力、冷凝回流温度和回流比对反应过程的影响.计算表明:冷凝回流温度的升高、回流比的降低和反应压力的升高都导致反应温度增加,虽然醋酸和对二甲苯的副反应消耗增加,但液相中对羧基苯甲醛的质量分数降低和反应收率增加.     

氧体积分数对于对二甲苯液相催化氧化的影响

对工业反应条件下的对二甲苯氧化过程进行了实验研究,测定了不同氧气体积分率下的液相、气相各组分浓度随时间变化关系.采用双曲型的主、副动力学模型拟合实验数据,得到了各步反应速率常数与氧体积分数的关系式.结果表明,氧对反应的影响随其体积分数的增加而减弱,在某一门槛值以上,反应速率不再明显变化,同时氧体积分数对主反应速率的影响要比对燃烧副反应的影响更为显著.     

对二甲苯氧化反应器网络的合成

为了获得对二甲苯氧化反应器的最大生产能力，采用反应器合成的方法对多个氧化反应器组成的网
络进行了优化研究.在不改变现有装置及工艺条件情况下，考察了两类具有重要工业应用价值的反应器网
络形式： 主反应器串联预反应器网络和三釜混联反应器网络.运用混合逻辑非线性（MLNLP）方法对上述
两类网络模型进行了求解，得到了优化的反应器组合形式和工艺条件.计算结果表明，在原有的主反应器
前串联体积为主反应器体积8.4%的平推流反应器，可提高28.9%的生产能力；将现有的三釜并联反应器调
整为互联形式，可提高14.7%的生产能力.     

气升式反应器用于异丙苯氧化反应的模型与模拟

研究了气升式反应器中冷模的流体力学性质,提出了气升式反应器的气液接触模型,即混合池模型.将实验室规模的气升式反应器依照燕山化工二厂异丙苯氧化反应的生产能力进行了放大.利用此模型结合传质方程和反应模型,模拟气升式反应器内进行的异丙苯氧化反应的反应状况,并与鼓泡塔进行比较,模拟结果优于鼓泡塔的反应结果.     

磷铵管式反应器气液传质的研究

本研究为磷铵管式反应器冷模试验的一部分.笔者通过在实验室对磷铵管式反应器传质特性的研究,提出在反应吕内增加缩口,使气液进行二次混合以强化气液传质的方法;同时发现,管式反应器采用垂直安装型式其传质效果优于水平安装.对于CO_2—水体系,约增大2～3倍,而且随着管径的增大,这种差异更加明显.因而推荐工业过程中采用垂直或倾斜安装.气体分布器的型式对传质也有很大影响,实验可见,双侧开孔式要比单孔喷嘴式好.     

液体喷射式环流反应器冷模与热模实验研究

液体喷射式环流反应器冷模实验考查该反应器的传质特性,研究观察引射器的喷嘴、喉管以及扩散管直径和操作条件对传质系数的影响规律,并在此基础上建立一套热模实验装置．热模实验进行了DSD酸非水介质法氧化工艺研究．结果表明：液体喷射式环流反应器传质效率高,气液混合均匀．同传统的通气搅拌釜相比,DSD酸氧化工艺反应时间由5h缩短至25min,碱用量减少50％,提高了目的产物在氧化液中的浓度。     

阻力比拟分析在煤炭超临界水气化制氢研究中的应用

传统的煤炭利用方式存在高污染、高排放、高能耗等一系列弊端.超临界水气化技术基于能源有序转化的思想,利用超临界水独特的物理化学特性,提供了一条清洁、低碳、高效的煤炭利用途径.对于技术应用而言,温和的气化温度可以有效降低投资和能耗,但同时意味着较低的反应驱动力.为此,文中采用阻力比拟分析的方法,寻找合理的调控手段以实现传热、传质和化学反应的优化匹配,实现整个反应过程综合减阻.研究工作分别从主反应强化、副反应抑制和多反应协同三方面开展:(1)首先获得了气化过程的速度控制步骤,并针对此提出了残液循环的方法增加了反应器底部自由基浓度并促进了稠环芳烃的气化;(2)其次,基于获得的曳力、传热和扩散公式开展数值模拟,提出控制喷嘴热流边界及调整喷射角度、设计旋流分布板的方法,有效解决了喷嘴和底部区域易发生副反应的问题;(3)最后基于精确的动力学模型对反应器整体进行热匹配,在避免过热的同时降低了传热阻力.基于上述优化方法构建了小型示范试验样机,实现了全国十余种典型煤种在温和温度下的完全气化.     

生物反应器K_(La)值测定的模拟稳态法研究

研究了一种新的KLa值模拟稳态测法 ,该法基于反应器内硫酸钠溶液氧化速度与反应器传氧速度的动态平衡 ,模拟反应器生物培养过程 ,利用稳态条件下的数据计算KLa值 .本法特别适宜于生物反应器KLa值的测定及气液传质特性的研究 ,其最大优点在于简便、快速、准确 .     

生物反应器HLα值测定的模拟稳态法研究

研究了一种新的HLα值模拟稳态测法,该法基于反应器内硫酸钠溶液氧化速度与反应器传氧速度的动态平衡,模拟反应器生物培养过程,利用稳态条件下的数据计算HLα值的测定及气液传质特性的研究,其最大优点在于简便、快速、准确。     

甲醇合成工艺新进展

介绍了国内外关于甲醇合成反应过程研究进展,包括液相合成过程、流向变化强制周期反应过程、流化床反应过程、膜反应、二氧化碳加氢法、超临界合成反应器、甲烷一步法氧化合成甲醇等技术,简评了各自的优缺点;并指出为了降低我国甲醇装置的生产成本,增强国际竞争力,积极研究甲醇合成的反应过程的重要性.     

乙醇胺反应影响条件的模拟优化

以工厂实际数据为依据,对乙醇胺主副反应动力学方程进行了考核。在Aspenplus中建立了乙醇胺反应过程模型,对影响主副反应的因素进行了模拟和分析,得出了该反应最佳工艺参数:温度应低于110℃;维持1 MPa压力保证反应物料为液相;氨烷比应适当提高;加料形式为环氧乙烷分批加入;反应时间7 min。该工艺参数下,保证了产品分布和质量,降低了副产物含量,为实际乙醇胺生产工艺优化提供了依据。     

流渣反应器内含钛高炉渣的流动特性

针对含钛炉渣在流渣反应器中的氧化工艺,采用模型实验方法研究熔渣在反应器内的流动特性与溶质扩散现象.考虑气液两相流动时,由于界面张力和浮力作用,黏性力的影响相对降低,故采用水来代替实际的高温液态高炉渣,通过底部吹入N2,模拟实际反应器内的流动情况.设计并排与错排两种喷吹方式,分别进行了物理水模型实验及数值模拟实验研究.物理水模型实验分别采用高速摄像法观测流场和刺激响应法测传质过程;数值模拟实验分析了不同位置的速度矢量分布和湍动能分布.结果表明错排喷吹方式的反应器内的流动特性好于并排方式.     

湿式石灰石烟气脱硫过程添加剂对传质的影响

以具有水平气液相界面的双搅拌釜为吸收设备,研究了湿式石灰石烟气脱硫过程中添加剂对传质的影响,得出了不同反应时间、不同pH值下的液相传质分系数、增强因子和总传质系数。硫酸钠、硫酸镁和腐殖酸钠均能有效地改善浆液的传质性能,与非强化过程相比,反应时间相同时,添加剂强化过程的传质系数大幅度提高;相同pH下,添加剂强化过程石灰石的利用率大幅度提高,其中以钠强化过程的提高幅度为最大。传质系数随浆液中石灰石含量的降低而降低。当浆液pH值较低而石灰石消耗殆尽时,脱硫剂将以亚硫酸钙为主。     

可逆反应过程耦合强化策略研究

介绍了化工过程强化中的反应过程耦合强化技术,从反应、传热、传质等方面研究探讨了可逆反应过程耦合共性特征,着重从理论上分析单产品可逆反应过程与多产品可逆反应过程的耦合强化途径及其强化机理,提出解决可逆反应过程受动力学、热力学平衡限制的有效途径,同时结合实例进行论证。所提出的过程强化策略对发展现有系统节能方法和策略以及实现传统过程工业的节能降耗、增进效益有着一定的理论和实际意义。     

费托合成浆态床反应器结构与工程放大研究进展

由于气液固三相同时存在及内构件的设置,费托合成浆态床反应器传递和反应过程复杂,在反应器设计与工业放大上面临着巨大挑战。介绍了费托合成浆态床反应器的结构特点,概述了近年来费托合成浆态床反应器流体力学、反应器放大的研究进展与成果,并分析了内构件对流体力学和反应器放大的影响。从反应器结构与模型等方面论述了浆态床反应器工程设计的重点和关键,为反应器性能优化与放大提供可行的解决思路与方案。     

滴流床反应器中气液传质系数的测定

采用NaOH CO2 N2系统,在液相进行拟一级瞬时不可逆反应的化学吸收方法,研究了滴流床反应器中气液传质.实验得到了气速、液速分别对总传质系数KG液膜传质系数kL和气膜传质系数kg的影响.     

金属氢化物储氢反应器放氢特性的数值模拟

为了研究金属氢化物储氢反应器放氢过程的热质传递特性,建立了金属氢化物反应器的2维轴对称数学模型.此反应器内装填了Ti0.95Zr0.05Mn1.55V0.45Fe0.09储氢合金和膨胀石墨组成的复合压块.通过与文献中实验数据的对比验证了所建立模型的有效性.考察了换热流体温度、流体平均流速和氢气排出压力变化对金属氢化物反...     

移动床生物膜反应器中的氧传质性能

为提高移动床生物膜反应器中氧传质效率,利用动态溶氧法测定曝气量(0.84～4.2m3/h)、填料填充率(0～30%)、反应器高度(0～0.5m)、溶液中添加表面活性剂十二烷基硫酸钠和电解质NaCl等因素对氧传质系数的影响,结果表明随着曝气量的增大,氧传质系数从0.002 5/s增加到0.066/s,填料固含率在10%时氧传质效果最好;反应器高度主要影响气泡的压力进而影响气液接触面积,随着气泡的上升,氧传质系数从0.011逐渐降低为0.009 6/s;表面活性剂在0～0.015g/L浓度范围内氧传质系数逐渐降低;NaCl通过改变气泡表面的ζ电势和表面张力进而影响氧传质效果,在0～20g/L范围内,氧传质系数随着NaCl浓度的增大而增大.