苯胺加氢固定床反应器的优化设计与操作

目的 对苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器进行优化设计。方法 建立苯胺催化加氢制环己胺固定床反应器的二维拟均相模型，并用数值计算软件MathConnex对模型进行求解。结果 实现了苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器的优化设计与操作。结论 采用二维拟均相模型可有效地描述苯胺催化加氢制环己胺列管式固定床反应器的特征；影响转化率的主要因素是反应器的轴向温度分布，反应器的管径和氢气与苯胺物质的量对反应器轴向温度分布有较大影响，是设计反应器和优化操作的重要参量；根据计算结果设计的反应器在优化条件下操作稳定，能耗降低，热点温度远低于采用导热油冷却的反应器，产品的副产物少，收率可达95％以上，具有较好的经济效益。     

HCl氧化固定床反应器二维模型验证与管径影响模拟分析

本文建立了HCl催化氧化拟均相二维固定床反应器模型,通过单管实验验证模型的可靠性。分别考察在富氧及贫氧条件下管径对固定床反应器性能的影响,并在最大允许管径条件下,对操作参数进行灵敏度分析。结果表明:当反应管径增大时,由于径向传热能力的减弱,引起了显著的径向温度梯度,但在计算范围内,未出现明显的浓度梯度。当HCl与O_2的流量之比(F(HCl)/F(O_2))=6和1时,反应器最大允许管径分别为45和32 mm,反应管入口温度和换热介质温度均不宜超过380℃,最佳m/F(HCl)分别为4 228和1 923 g·min/mol,在此条件下,每克催化剂上Cl_2产率分别达到0.34和10.8 g/h。     

热管式固定床鼓泡反应器返混试验研究

为了研究热管式固定床鼓泡反应器的返混问题,采用脉冲法,在一内径为50 mm、高800mm,床内充以多孔填料,内插一根φ16 mm×2 mm不锈钢-水热管的固定床反应器中,用并流向上的水和氮气进行返混试验研究.利用轴向扩散模型计算反应器轴向Peclet准数,考察了气相流速、液相流速、多孔介质和热管对返混的影响.研究表明反应器中热管的存在加重了返混.     

多孔陶瓷板固定床生物反应器设计及模拟

设计了一种结构新型的多孔陶瓷固定床生物反应器，与传统的固定床相比，该反应器具有氧传递性能好，能够均匀接种等优点，通过模拟，考察了反应器内的流体流动和气液传递性质，计算证明反应器的供氧能力能够满足链霉菌发酵过程对氧的需求。     

乙烯环氧化固定床膜反应器性能CFD模拟分析

为了提高乙烯氧化合成环氧乙烷反应体系的选择性，建立了乙烯由膜管进料的固定床膜反应器模型，对其进行了相关的计算流体力学（CFD）计算模拟，并与传统固定床反应器作比较。结果表明：在反应器构型、催化剂、反应条件相同的前提下，相较于传统固定床反应器而言，固定床膜反应器的选择性较高但乙烯转化率和环氧乙烷收率较低；改变操作条件使得两种反应器的选择性相同时，固定床膜反应器中乙烯转化率和环氧乙烷收率较大。据此得出固定床膜反应器较传统固定床反应器更具优势的结论。本文工作为乙烯环氧化固定床膜反应器的放大与固定床膜反应器替代传统固定床反应器的可行性提供了理论基础。     

浅池型固定床光催化废水处理反应器转化率数学模型的建立

在活性艳红X-3B光催化反应条件研究以及对浅池型固定床光催化反应器结构和操作参数考察的基础上,提出了反应器转化率的模型假设,并建立了转化率的数学模型.模型检验结果表明,转化率的数学模型计算值与实验测定值吻合情况较好.     

不同反应器条件下纸浆蔗渣的酶法水解反应过程研究

以蒸煮时间为5.5h、温度155－160℃、P＝0．6MPa、pH4．5的纸浆蔗渣为底物，采用Yakult Onozuka R-10的纤维素酶，在50℃、pH5．0的条件下，考察了釜式和固定床反应器对蔗渣法水解的影响，测定了在不同底物浓度、不同搅拌强度和不同循环流速下还原糖的得率。结果表明，对釜式反应器来说，底物浓度高则转化率低，搅拌强度加大对纤维素水解有利；对固定床反应器而言，循环流速增加，可提高蔗渣的酶解还原糖得率。从工业化的过程来说 ，采用固定床反应器蔗渣酶解反应釜式反应器有利。     

甲醇催化重整制氢反应器的二维模拟及管径的选取

以甲醇裂解和甲醇水蒸气重整制氢作为平行的独立反应,CO、CO2为关键组分,建立了甲醇催化重整制氢反应器的二维数学模型,用正交配置法计算了催化床内各组分浓度及床层温度随径向和轴向的分布。考察了反应管管径变化对反应器性能的影响。在整个床层催化剂装填量及反应操作条件均不变的情况下,反应管管径增加,催化床层的出口温度降低,径向温差加大,氢气的时空产率略有降低,但所需的反应管根数迅速减少。     

层间冷激固定床绝热反应器优化设计

层间冷激固定床绝热反应器广泛应用于合成氨、合成甲醇、硫酸等化学工业。本文总结了前人关于此种反应器优化设计方法方面的工作经验,根据 Malenge 等人提出的导数法给出了此型反应器在触媒最高使用温度限制下的优化设计模型及设计算法。并在 DJS—6电子计算机上对 Kellogg轴向四段冷激氨合成塔的设计数据进行了实例计算,得到了较满意的结果。从而验证了模型及程序的正确性,为层间冷激轴向固定床绝热反应器的优化设计提供了模型,计算方法及设计程序。     

微通道反应器中快速合成巯基乙酸甲酯

采用微通道反应器合成巯基乙酸甲酯,考察通道管径、催化剂用量、停留时间、反应温度和醇酸初始摩尔比对酯合成反应的影响。结果表明:通道尺寸对产品收率影响较大,减小微通道的管径能显著提高酯的收率;使用内径0.6 mm的不锈钢毛细管反应器,在适宜的工艺条件下,仅需14.3 min的反应时间,巯基乙酸甲酯收率达94%以上,与常规间歇釜式反应器相比,反应时间大大缩短,酯收率明显提高。     

沸石催化的醋酸和乙醇的气相酯化反应

本文用HZSM-5,HM及HY沸石作催化剂,在固定床反应器内,对醋酸和乙醇的气相酯化反应进行了研究。考察了反应条件对酯化反应的影响,催化剂的表面总酸度与酯化活性的关系。     

大型轴向流固定床反应器流场的数值模拟

为了在催化剂床层中实现气体流动速度的均匀分布,对大型轴向流固定床反应器内流场进行数据值模拟.在包含多孔介质区域和无多孔介质的自由空间区域内建立一个统一流场和统一的基本方程组,采用半人工瞬变分方法在半交错不等距非正交曲线贴体混合网格系中进行数值计算,给出一个大型轴向流固定床反应器内流场的计算结果.     

正丁烷氧化制顺酐固定床单管试验

正丁烷氧化制顺酐在小试研究的基础上进行了固定床单管反应器运转考察。钒—磷催化剂经1500h连续运转考察表明:催化剂稳定性良好,粗酐重量收率达100%～103%,与小试结果一致。     

乙苯脱氢绝热式反应器的计算

本文用拟均相一维和二维数学模型对乙苯脱氢制苯乙烯绝热式固定床反应器进行电算,并与现场数据进行了对比,计算结果与现场实测数据的相对误差仅为1～2％。对于热效应不大的反应,用一维和二维模型计算的结果是相近的。计算结果还表明,对于一般反应器,乙苯转化率应控制在35～40％;二段反应器,乙苯转化率应控制在60～65％。     

醋酸乙烯固定床列管式反应器的模拟分析

以实际运行的醋酸乙烯（VAC）固定床反应器为基础,分析了物料在反应器的流动特性,建立了数学模型。通过对模型求解,得到了床层温度、反应选择率和VAC产量等参数在反应器内沿物料流动方向上的分布。计算结果和实际数据的拟合较好,为VAC反应器的优化操作提供了依据。     

醋酸乙酯加氢合成乙醇二维拟均相反应器模型

分析醋酸酯加氢制乙醇反应动力学以及工业装置实际运行状况,建立固定床反应器二维拟均相有效扩散数学模型.结合单管实验数据修正的宏观动力学方程,采用Crank-Nicholson方法求解方程并对工业固定床反应器进行模拟计算.与一维拟均相反应器模型及单管实际运行数据比较,结果表明在不同氢酯比、不同控制温度、不同压力下二维拟均相反应器模型模拟结果由于同时考虑了轴、径向传质、传热的影响,误差更小,所得固定床内温度和转化率分布与工业数据相符,该模型可用于指导反应器的设计和操作优化.     

年产2万吨甲基叔丁基醚固定床重力热管反应器设计

以混相床—催化蒸馏工艺制取MTBE的流程为例,对20Kt/aMTBE装置固定床反应器进行了重力式热管反应器的设计。对反应器进行了工艺计算,结构设计严格根据GB150-1998、GB151-1999,该热管反应器结构简单。     

固定床反应器参数灵敏性分析中径向温度分布的简化处理

对高参数灵敏性固定床反应器的径向温度分布作了简化处理。在此基础上分析了进行强放热反应的工业固定床反应器的参数灵敏性及失控行为。通过对径向温度分布作简化处理后所预测的参数灵敏性及失控行为与用二维固定床模型预测的结果进行了比较,结果表明,对径向温度分布简化处理预测的结果与用二维模型预测的结果比较吻合。     

反应控制时固定床电化学反应器特性研究

本文建立了反应控制操作条件下的固定床电化学反应器模型，从理论上对Ｔａｆｅｌ极化区和线性极化区操作下的反应速率、电流分布进行了讨论，并将实验测定的床层内电势分布与模型计算值进行了比较，为固定床电化学反应器非定态操作特性研究奠定了基础。     

管壳型固定床费托合成反应器的数学模拟

根据集总思想,利用蛋壳型钴基催化剂动力学方程,建立了管壳型固定床费托合成反应器的一维拟均相数学模型。对合成油试验装置进行工况模拟,得到的管壳型固定床反应器催化床层中的温度分布、CO转化率、出口组成、C5+的质量分数和时空产率的模型计算值与试验值吻合良好。讨论了反应器进口温度、操作压力、气体体积空速和沸腾水温度对反应结果的影响,结果表明:提高反应器进口温度、沸腾水温度、操作压力使催化床层温度升高,CO转化率升高,C5+的质量分数降低和C5+的时空收率增大;增大气体体积空速使催化床层温度降低,CO转化率降低,C5+的质量分数升高和C5+的时空收率增大。