重整径向反应器变况流动布气系统模拟

反应物流参数随反应历程的变化较大是石油化工催化重整过程的重要特征。本文在试验研究的基础上，建立了径向反应器气体变况流动的流体力学数学模型，并给出求解变况流动条件下布气系统流体力学数学模型的数学方法。借此模拟探讨了径向反应器在变况流动条件下主要结构参数和操作条件对轴向均匀布气的影响，为重整径向反应器的优化设计及操作提供理论依据和参考。     

催化重整固定床反应器传递及反应过程的数值模拟

 全面系统地分析了催化重整固定床反应器(Catalytic reforming fixed bed reactor, 以下简称CRFBR) 内物料的流动、传热、传质和重整反应等过程及各过程之间强烈的相互作用,以流体力学的基本微分方程为基础, 考虑流体的湍流流动和多孔介质内流体流动、传热、传质等过程, 结合催化重整集总反应动力学模型,建立了CRFBR传递及反应过程的综合数学模型,并给出了模型求解的边界条件和相应的数值计算方法. 模拟计算得到了反应器内轴向和径向速度场、压力场、温度场和组分浓度场的详细信息,揭示了各种过程之间的内在规律和相互作用. 结果表明, 径向反应器床层中上部,沿流程方向,单位厚度上的床层温降逐渐变小; 轴向上压力梯度很小, 温度梯度较明显. 径向反应器床层底部流体流动不均匀,出现“冷点”. 用工业装置数据对模型进行了验证, 两者基本吻合, 验证了模型的合理性.     

十三集总催化重整反应动力学模型研究

根据集总理论 ,从催化重整反应规律出发 ,提出了包含十三个集总组分的催化重整反应模型。该模型将重整物料按分子大小集总为C6 ,C7,C8和C+ 9组分 ,每一个碳数的化合物又划分为烷烃、环烷烃和芳烃三个集总 ,裂化产物C- 5组分作为一个集总。集总组分之间主要发生烷烃脱氢环化、环烷烃脱氢芳构化和加氢裂化反应。根据重整反应特点建立了相应的动力学模型 ,并编制了工业重整反应器的模拟计算软件 ,可预测催化重整产物组成、产品产率和重整反应器温降 ,计算结果与生产数据基本吻合。     

催化重整反应器的模拟与分析

使用假组份简化重整反应器进料，并通过引用四个模型反应及对应的动力学经验式，对催化重整反应器进行数学描述。用这套模型对工厂装置进行模拟计算，得到反应器径向的温度分布和浓度分布，其结果与装置实际数据吻合。     

催化重整集总反应动力学模拟

在Smith集总反应动力学模型基础上,建立催化重整轴向和径向反应器的数学模型,对工业装置进行模拟。并利用实际生产操作数据,对Smith模型动力学参数进行了优化。用优化后的模型对装置进行模拟计算,其结果与实际操作吻合较好。     

基于结构导向集总的催化重整分子水平反应动力学模型

为了从分子水平揭示催化重整反应过程的转化规律,基于结构导向集总理论,设计了14个结构单元来描述催化重整反应体系中的312种分子。根据催化重整反应机理,制定了包括裂化、异构化、环化、芳构化等反应的78条反应规则来描述催化重整过程的分子反应行为,构建了包含1628个反应的催化重整反应网络。结合反应动力学常数计算,建立了分子尺度的催化重整反应动力学模型,并采用改进的Runge-Kutta法进行求解。通过与不同工艺条件下的实验数据比较,验证了模型的可靠性。利用所建模型分析了反应温度、压力、空速等操作条件对重整反应过程的影响规律,揭示反应器中芳烃、环烷烃、异构烷烃和正构烷烃等烃类分子的转化规律,获得催化重整产物分子组成及其沿反应器的分布规律。该模型可以指导催化重整装置实现芳烃收率和液体收率的双目标优化。     

邻二甲苯液相氧化反应动力学及反应器的设计

研究了邻二甲苯氧化制邻甲基苯甲酸的反应动力学。由于采用强化传质的气体分布板,反应在动力学控制区域内进行。通过试验,提出了两步连串反应动力学模型。根据动力学模型的特点,对反应器的流动型态进行了讨论。选择了单级理想混和反应器作为工业生产反应器,并建立了设计该反应器的数学模型。按投料计,工业反应器较小试放大600倍。生产实践表明,所建立的数学模型符合反应客观规律,在指导生产中获得了满意的结果。     

提升管反应器气固两相流动反应模型及数值模拟 Ⅰ.气固两相流动反应模型的建立

在气固两相湍流流动模型和细致的催化裂化反应动力学集总模型基础上，全面系统地考虑两相流动、传质、传热、反应等复杂因素，建立了催化裂化提升管反应器三维气固两相流动反应模型，形成了相应的数值解法，编制了大型的模拟计算程序，并以此对工业提升管反应器进行数值模拟研究，展示其内部流动、传热、传质及反应等化学工程细节。     

提升管反应器固两相流动反应模型及数值模拟

在气固两相湍流流动模型和细致的催化裂化反应动力集合模型基础上，全面系统地考虑两相流动，传质，传热、反应等复杂因素，建立了催化裂化提升管反应器三维气固两相流动反应模型，形成了相应的数值解法，编制了大型的模拟计算程序，并以此对工业提升管反应器进行数值模拟研究，展示其内部流动，传热，传质及反应等化学工程细节。     

芳烃型催化重整集总反应动力学模型研究

按集总理论指导原则,从催化重整反应机理出发,针对以生产芳烃为主要目的的重整装置,提出了一个包含27个集总、52个反应的催化重整反应动力学模型,并以移动床连续重整径向反应器为基础建立了相应的数学模型。该模型将C8芳烃进一步细分为乙苯和二甲苯2个集总,将C9芳烃进一步细分为三甲苯、甲乙苯和丙苯3个集总。采用工业实测数据估计了相应的111个模型参数,结果表明,所得动力学参数符合经典的双功能催化重整反应机理,由失活常数结果可见酸中心失活比金属中心失活更为严重。通过UOP连续重整工业装置的模拟计算对模型进行了验证,结果表明该模型能较准确地预测各反应物出口质量含量和催化剂出口积炭含量。该模型可为芳烃型重整装置的优化及产品组成预测提供重要依据。     

Study and Analysis on Naphtha Catalytic Reforming Reactor Simulation

1 IntroductionCatalytic reforming of naphtha or mixture of naphthas with acertain amount of cracked oil is a process of great interest tothe petrochemical industry for the production of aromaticcompounds that are raw materials for plastics, elastomers andresins manufacture. Catalytic reforming unit uses naphtha orcracked oil as feedstock to produce aromatic-rich compoundsand high-octane liquid products through reactions such asaromatization, cyclization, and hydrocracking. At the sametime, it …     

催化裂化柴油管式液相加氢流体流动与混合的研究

采用高径比约17的管式液相加氢反应器,在实验室中以催化裂化柴油为原料,加氢脱硫幂函数型表观动力学模型为基础,通过反应前加与不加陶瓷膜管混氢器的反应结果来考察流体流动和混合对反应的影响。结果表明：不加混氢器时,管式液相反应器内流体流动偏离平推流模型较大;加混氢器后管式液相反应器内流体流动偏离平推流模型较小,平均相对偏差仅为2.72 %;说明造成偏离的主要原因是气液的混合而不是返混;采用轴向扩散模型的偏差与平推流模型相当,说明加混氢器后催化裂化柴油管式液相加氢反应器内流体流动可视为理想平推流。     

振荡流反应器及其在污水处理絮凝工艺中的应用研究

在管式反应器中加环状挡板,在底部增加一个活塞式往复运动,构成一种新型振荡流反应器,此反应器和传统搅拌反应器相比有很多优点。为了放大和应用,首先对试验装置做模型化处理,用电导率仪连续精确测定示踪剂浓度,利用概率知识验证多级混合串联模型;然后根据相似放大原理建立中试装置,用于污水处理,做絮凝反应试验,与搅拌式反应器进行对比。对比试验证明了新型振荡流反应器的优势。     

低压喷气燃料加氢脱硫反应动力学模型研究

在固定床小试装置上,采用新一代喷气燃料加氢专用催化剂RSS-2,测定不同性质的喷气燃料在不同反应条件下的产品硫含量,在此基础上对喷气燃料加氢脱硫反应进行动力学计算,建立相应的加氢脱硫反应动力学模型。结果表明：喷气燃料加氢脱硫反应接近于活塞流反应模型,表观脱硫反应级数为1.1级;在考察的反应条件下,反应压力和氢油比对脱硫反应的影响较小,反应级数分别为0.273和0.375;反应温度对脱硫反应的影响可以用阿累尼乌斯方程定量表示,脱硫反应活化能为114.5 kJ/mol;所建立的低压喷气燃料加氢脱硫反应动力学模型在一定的范围内能较好地预测喷气燃料产品硫含量,为企业调整工艺参数提供参考依据。     

裂解汽油加氢装置节能技术改造

通过拆除二段反应器进料预热器、氢气第一及第二预热器、硫化氢汽提塔再沸器,新增二段反应器进料加热器、二段反应器进出料换热器、热高分罐、脱戊烷塔进料预热器,改造二段加热炉,优化第二裂解汽油加氢装置的换热流程,合理利用二段反应器的反应热,同时通过对预分馏系统进行改造,提高装置的处理能力,改造后装置能耗较改造前降低了36%。     

基于结构导向集总方法考察减压蜡油掺炼地沟油催化裂化效果

在已建立的VGO催化裂化结构导向集总动力学模型基础上,加入地沟油分子集总及反应规则,构建VGO掺炼地沟油催化裂化结构导向集总模型。从模型角度考察VGO与地沟油合适的掺炼比及反应条件。在优化掺炼比及反应条件下,采用实验室小型提升管催化裂化装置对模拟结果进行实验验证,并对比了掺炼前后的产物分布及性质。结果表明,模型计算结果与实验结果相对误差在10%以内,掺炼后主要产品汽、柴油的性质并未发生明显改变。     

Study on Modeling for a New FCC Technique——MIP Riser Reactor

This research work developed a model for the MIP riser reactor using the data collected from an industrial MIP unit.Based on analysis of flow patterns in the reactor,three models were established and a comparison was made on each other.The results indicated that Model Ⅲ,which was assumed a plug flow in the first reaction zone and a gas plug flow and a continuously stirred catalyst flow in the second reaction zone,was the best.The results of this research could offer an information and guidance for optimization and development of MIP unit.     

渣油催化裂化反应生焦动力学模型的研究

通过渣油催化裂化生焦实验和参数估计，确定生焦模型参数和活化能参数，将模型参数与原料油组成进行关联，建立了渣油催化生焦动力学模型。结果表明，所建生焦模型的计算精度较高，并符合催化裂化生焦反应规律。     

轴径向反应器的模拟及其在乙苯脱氢装置的应用

建立了轴径向床的二维流动模型和二维流动拟均相反应器模型,模拟和分析了30kt/a乙苯脱氢轴径向反应器的流场、温度场和浓度场,总结了抚顺石化公司30kt/a苯乙烯装置,应用多批不同型号的催化剂的使用效果。工业实践表明乙苯脱氢轴径向反应器的开发是成功的。     

蜡油催化裂化反应生焦动力学模型的研究

在小型固定流化床反应装置上进行蜡油的催化裂化反应实验，经参数估计确定生焦模型参数，建立了蜡油催化裂化生焦动力学模型，并将模型参数与原料油组成进行关联。统计检验结果表明，所建模型具有较好的计算精度。