列管式固定床反应器设计的限制条件

在对列管式固定床反应器内传热过程合理分析的基础上 ,提出了热稳定性、温度灵敏性及床层压降对列管式固定床反应器设计和选择适宜操作参数的限制条件。这些条件也可以作为避免列管式固定床反应器不稳定性和温度灵敏性的实用设计判据。由于这些判据是以常见的反应器设计参数 (管径、管长及催化剂性质等 )表达出来 ,因此可直接用于对列管式固定床反应器的结构尺寸作出合理的初步估计     

甲基叔丁基醚热管反应器的数学模拟与分析

通过对合成甲基叔丁基醚热管反应器的传热、传质过程的机理分析,建立了描述反应特性的拟均相二维数学模型。利用工业生产数据对模型进行了验证,计算值与测定值吻合良好。预测了反应器进料温度、液态空速、热管介质温度、进料中异丁烯含量对床层温度分布和反应结果的影响。预测结果表明,通过调节循环冷却水的流量和温度,可有效地控制反应器的温度,获得较佳的轴向温度分布;液态空速高有利于床层的传热,床层热点区域向下游方向移动;反应器入口温度不宜过高,否则易在入口段积累热量;进料中异丁烯的最大允许质量分数不大于30%。     

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.     

循环比对甲醇合成的影响

建立了甲醇合成反应器催化床的一维拟均相数学模型,模拟计算了大型甲醇合成反应器在不同循环比情况下的操作工况,考察循环比对甲醇产量、醇净值、床层压降、反应器床层热点温度、汽包蒸汽产量等的影响。结果表明,在新鲜气流量不变的情况下,单纯提高循环比不能增加甲醇产量;降低循环比,可以降低床层压降,提高醇净值;在低循环比条件下操作,催化床热点温度提高,催化床层温差增大。     

加氢裂化反应器中造成局部热点和飞温的数学模型分析

本文对加氢裂化滴流床反应器中局部热点及飞温之间的区别和联系作了简单的论述。参考 Eigenberger 等的工作,对床层中的返混用多级串联混合简化模型,按稳态及动态过程在计算机上进行模拟计算。考察了循环氢量、床层进口温度、液相进料和轴向热反馈等突然变化时床层中温度、气液浓度分布的瞬变过程,并指出了造成飞温的敏感性程度。     

乙烯环氧化制备环氧乙烷的S系统模拟

采用S系统模拟研究固定床反应器中乙烯环氧化制备环氧乙烷的过程,讨论分析不同进料温度、操作压力、冷却介质温度以及原料气空速对固定床反应器的床层轴向温度分布、乙烯转化率以及环氧乙烷选择性的影响。研究结果表明,原料气进料温度与进口空速对热点温度和环氧乙烷选择性的影响较小,乙烯转化率随原料气进口空速的增大而降低;热点温度对操作压力与冷却介质温度的变化比较敏感;乙烯转化率随操作压力及冷却介质温度的升高而增大,环氧乙烷的选择性则随冷却介质温度的升高而降低。     

苯与丙烯烷基化固定床反应器气液分布的研究

对苯与丙烯烷基化气液固反应器的分布系统进行了研究。在对工业装置的气液分布系统进行分析后,提出了扩产1 6倍的分布器设计方案;惰性床层液相混合与传质的计算结果表明,液相中丙烯浓度在惰性床层约0 4m处达到平衡,惰性床层中传质速率很快。按照等动量放大法设计的气体分布器,反应器生产能力提高前后的压降不会有大的变化。颗粒大小对摩擦压降变化敏感,而较之摩擦压降,持液静压对总压降的贡献可以忽略。压降的计算结果与工业装置实际值基本一致。     

蛇形回路热管在MTBE预反应器中的应用

介绍了蛇形回路热管在MTBE预反应器中的应用实验 ,通过应用实验获得了反应器内部床层温度分布状况图。结果证明 ,将回路热管应用于MTBE生产装置中的预反应器 ,可有效降低床层温度并提高其均匀程度。     

外循环式轻烃醚化反应器的设计与分析

建立了轻烃醚化外循环式反应器的拟均相一维模型 ,采用VisualBasic 6.0语言编写了设计程序 ,考察了催化剂床层分段、各段循环比的变化、外循环段与绝热段结合及原料入口温度对反应器的尺寸和床层轴向温度分布的影响。结果表明 :循环比和循环方式是反应器设计的主要决定因素。对规模为 10kt/a的甲基叔丁基醚反应器进行了设计与分析     

加氢裂化装置反应器径向温差原因分析与探讨

某蜡油加氢裂化装置在高负荷高转化率工况下,裂化反应器第一床层径向温差达到10℃,是由于单床层采用2种不同尺寸与不同活性的催化剂级配,反应气化率变化加剧,不利于径向液体分布,从而使径向温差偏大;柴油加氢裂化装置第二床层径向温差达到20℃,在一定范围内,其径向温升与轴向床层温升呈正比,与冷氢流量呈反比,是由于单床层采用4种不同尺寸与不同活性的催化剂级配,反应器内径向气、液相分布不均匀,径向局部液体流量不均匀,导致反应器床层径向温差增大。通过提高催化剂装填质量,建立实际模型,加强对操作参数监控,降低反应器的径向温差,从而提高催化剂的利用率,降低操作难度,实现装置的长周期运行。     

工艺条件对RFT-2催化剂固定床费-托合成性能的影响

在固定床费-托合成装置上研究了反应温度、压力、n(H2)/n(CO)、空速、汽包压力和表观气速对工业生产的RFT-2催化剂反应性能和催化剂床层温度分布的影响。结果表明反应温度对RFT-2性能影响显著,随温度提高活性迅速增加,催化剂床层的热点区域变宽和峰值增加,而且在不同温度范围对敏感程度不同。提高压力可以增加反应活性,改善选择性,催化剂床层温度分布变差。n(H2)/n(CO)主要影响费托合成催化剂的活性和产物选择性,对催化床层温度分布影响较小。空速增加会造成CO和H2的转化率的下降,选择性和催化剂床层温度分布变化不明显。通过调节汽包压力来控制催化剂床层温度非常有效和灵敏,对反应性能和温度分布影响显著。表观气速提高可以改善催化剂床层径向的传热,使反应管的传热得到强化,温度分布更加均匀。     

Computer Simulation on Reaction Condition when Vinyl Acetate is Compound by Acetic Acid and Acetylene in Fixed Bed Reactor

Abstract

The macro-dynamics for synthesis of vinyl acetate on Zn(Ac)₂—acticarbon catalyst was studied. Consulting actual plant conditions by means of computer simulation, the parameters and reaction conditions for a fixed bed reactor used to produce vinyl acetate in acetylene method were calculated. The result shows that total heat transfer coefficient between catalyst bed and heat conductive oil could be affected by variety of conditions: catalyst diameter, airspeed, temperature and speed of heat conductive oil, and tube diameter in reactor. Analyzing the principles about how the factors affect the heat conduction, a laboratory reactor was made according to the analogue data. The actual temperature distribution of catalyst bed could inosculate with the analogue results roughly.     

Temperature Distribution in the Round Cross Section of the Catalyst Zone

The problem of the temperature field in the round cross section of the catalyst space in conducting heterogeneous chemical reactions with an important heat effect is examined. A conclusion is drawn concerning the approximateness of its solution based on postulating constant heat release (heat absorption) over the section of the bed during the chemical reaction. It is also shown that the solution based on linearization of the exponent in the Arrhenius equation leads to unacceptably large errors. An approximate analysis of the process is performed with consideration of the dependence of the heat effect on the temperature: the analytical correlation of the temperature and coordinates in the cross section of the catalyst zone was found. The temperature curves are plotted for constant and variable (over the section of the catalyst bed) heat effects; their significant variance is demonstrated. It is shown that the solution based on a constant heat effect gives an understated result.     

薄层固定床反应器中甲烷氧化偶联反应热效应的研究

研究了甲烷氧化偶联制乙烯强放热反应在催化剂装量为２００ｍｌ的薄层床中的起燃条件、甲烷空速、ＣＨ４／Ｏ２比、床层高度、反应时间等与床层温升和催化剂活性的关系，得出在床层高度为３０～５４ｍｍ的薄层床中，反应可平稳地进行，反应的最高温区在气体进催化剂层人口以下１５～３０ｍｍ内，床层厚度的增加对Ｃ２收率影响不大，但Ｃ２选择性下降。床层最高温度随甲烷空速升高而增加，最高温区增宽。ＣＨ４／Ｏ２比增加温度降低，Ｃ２选择性增高。用预热与加强保温的办法，该反应在薄层床反应器中可能实现自热反应。     

移动床轻烃芳构化催化剂再生烧焦模型的开发及工业应用

为更好地研究移动床轻烃芳构化待生催化剂的再生烧焦,开发出可适用于多元条件下烧焦的两段注氧、两段控温的催化剂烧焦模型。该模型将催化剂烧焦床层分段,每段床层采用不同的烧焦条件;采用微元法将催化剂各段床层分为满足模拟精度要求的若干环形微元;以试验得到的工业化轻烃芳构化催化剂的宏观动力学方程为基础,基于微元内的催化剂碳、氢质量衡算及微元内的燃烧、传热的衡算,得到整个床层各处的碳、氢、氧含量与温度分布情况。经工业验证,实测数值与模型预测值吻合较好,为移动床轻烃芳构化技术的进一步推广应用提供了技术支撑。     

采用异形催化剂的两段法CPO制合成气工艺研究

介绍了采用异形催化剂的固定床两段法催化部分氧化制合成气的新工艺 ,对异形La -Mn钙钛矿催化剂上发生的甲烷催化燃烧反应进行了考察 ,研究了温度、压力及空速等工艺条件对两段法造气工艺的影响 ,结合异形La助Ni基催化剂进行了两段法联合制合成气工艺条件的研究 ,并考察了床层压降、催化剂机械强度等异形催化剂的物性。结果表明 ,采用异形催化剂在催化剂活性、操作安全性和提高能效等方面更适合于两段法制合成气工艺的放大研究。异形催化剂具有良好的机械性能 ,可有效的降低床层压降并使床层具有更加稳定均匀的热波分布。     

基于多孔介质加氢裂化反应器多相流数值模拟

采用欧拉多相流模型,通过建立多孔介质能量守恒模型、热量传递模型和质量传递模型,对加氢裂化反应器内的多相流动、传热和传质进行了数值模拟计算,得到了反应器内多孔介质床层的速度场、温度场、浓度场和压力分布。结果表明,多相流模型的选取、传热传质模型的建立、油品物性的计算和边界条件的设置能够较准确地描述三相流动状态及其分布状态。反应器入口处的流动状况将直接向内部传递,壁面流随流动而发展,其宏观描述为：在出口床层处径向体积分率曲线出现拐点,进而使流体在催化剂床层径向和轴向分布不均匀,气化率得到提升。为了获得反应介质与催化剂充分混合的流体分布状态,有效利用催化剂,反应器入口处的流动状态必须得到优化。     

CFX软件在新型冷氢箱开发中的应用

采用CFX流体力学模拟软件对所开发的新型冷氢箱在汽油加氢反应器中的应用进行了模拟计算,考察了新型冷氢箱在反应器内冷热物流混合传热过程中的重要作用。结果表明:在不设置冷氢箱的情况下,下催化剂床层入口的最大径向温差超过5.0℃,说明设置冷氢箱是必要的;新型冷氢箱为冷热物流的混合传热提供了充分的时间和空间,其下催化剂床层入口的最大径向温差小于1.0℃,说明冷氢箱具有良好的混合传热效果;采用新型冷氢箱时,汽油加氢反应条件下可以最大程度地简化冷氢管结构,甚至可以不设冷氢管;采用新型冷氢箱时,较小的压力降就能够达到良好的混合效果,有利于降低装置的能耗;在冷氢箱出口下方设置筛板可以有效纠正新型冷氢箱出口处的偏流现象。