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“三叶草”形孔板在工业挤条机上的应用一般的加氢处理过程属于滴流床反应,流体的流动状态有明显的影响,内扩散的影响也突出。如采用条状小颗粒催化剂能提高催化活性,但反应器压降增大。为此,美国氰胺公司1977年开始出售“三叶草”形加氢精制催化剂。近几年来,这类催化剂品种已经越来越多。它的主要优点是:(1)外表面大,如反应器压降相同,“三叶草”形外表面比条形要多60%,比小球多50%;(2)“三叶草”形催化剂上有小槽,在滴流床中使流向不断改变,反应器中保持的油量多,提高了催化剂利用率,从而提高了活性;(3)比圆柱条形强度好;(4)床层中空隙率高,压降小。     

关于小型加氢滴流床的流体力学与传质(下)

二、传质过程1.传递过程滴流床加氢反应过程中氢分子和油分子的扩散控制步骤是下述各步的一个或几个步骤的综合结果:(1)氢或油分子由气相扩散到催化剂颗粒周围的液膜中。(2)氢或油分子在液膜中的扩散过程。以上两步通称为外扩散过程。(3)氢或油分子进入催化剂微孔并在其中扩散,通称内扩散过程。     

催化重整再生器床层内径向扩散规律的研究

在内径为 186mm的床层中填充国产催化重整 386 1催化剂载体 ,以空气为载气 ,氢气作为示踪气体引入床层中央 ,采用稳态有限源示踪技术 ,测定了不同操作气速、不同催化剂循环强度下床层内不同截面上示踪气体的浓度分布数据 ,通过求解二维扩散模型 ,获得了床层内的径向扩散系数 ,并将无因次的扩散系数与雷诺数 (Re)相关联 ,得到径向Peclet准数 (Per)与Re的关系式。分析表明 ,表观操作气速和催化剂循环强度是影响床层内气体扩散的主要因素。随着催化剂循环强度的增加 ,移动床与固定床在气体扩散规律上的偏离程度增大。     

曳力模型及镜面系数对鼓泡床气固流场的影响

为获悉曳力模型和镜面系数(ψ)对鼓泡床内流动特性的影响规律,利用颗粒动力学理论和欧拉双流体模型对鼓泡床内气固流场进行了数值模拟,考察了床层膨胀率、压降以及颗粒速度特性。实验结果表明,De Felice模型对于床层压降预测效果最好,Wen-Yu模型的固含率径向分布和颗粒速度矢量预测与实验值误差较大,Gidaspow与De Felice模型床层膨胀量接近,而De Felice模型的径向速率分布与实验值最接近;随着鼓泡床内表观气速的增加,De Felice模型对床层膨胀率的预测愈加接近实验值;随着ψ增大,壁面附近固含率较高,曲线波动梯度增大;当ψ=0.1时,固含率分布与实验值最接近,表明颗粒与壁面动量互换效果最好。     

关于小型加氢滴流床的流体力学与传质(上)

滴流床~*反应器是气、液、固三相并存的固定床反应器,其与一般固定床反应器的差别是反应物料包括气、液两相。滴流床反应器的投资和操作费用都比气相固定床反应器低(如加氢脱硫过程,可降低15～20%);其操作条件也比较缓和,加氢精制过程不易发生裂解和聚合;由于液相不断冲洗床层,     

喷淋床反应器研究的现状和动向

喷淋床(滴流床)反应器(trickle bedreactor)一般是指气液两相顺流向下流过催化剂床层的三相催化反应器。通常以绝热方式进行操作。用于石油炼制和石油化学工业中,特别是石油的加氢脱硫、加氢裂解和其他加氢处理中,在废水废气处理和煤的能源转换中,应用也日益增加。与其他多相     

上流式反应器中气体分散性能的研究

在上流式反应器冷模实验装置中,以带圆柱形上升管的多孔板气液分布器为对象,考察了表观气速、轴向高度、上升管直径、固体颗粒形状对气含率分布的影响。结果表明,该气液分布器产生的初始气泡尺寸较大,多为毫米级气泡;气速越大,轴向位置越高,局部气含率的径向分布越不均匀;上升管直径为26 mm的气液分布器的气体分散性能优于上升管直径为48 mm的气液分布器;球形、齿球形和三叶草形固体颗粒对气泡有破碎作用,且三叶草形固体颗粒破碎效果优于球形固体颗粒,使用三叶草均形固体颗粒的填料层上方气含率分布偏差最小。     

费托合成钴基催化剂颗粒内的传递反应行为分析

基于费托合成钴基催化剂反应动力学模型,建立了针对费托合成复杂多重反应体系的多组分扩散-反应的颗粒数学模型,以此为基础,考察了费托合成体系中催化剂颗粒尺寸、操作条件及反应物在颗粒内的传递反应行为等对费托合成反应性和产物选择性的影响。结果表明,对于毫米级钴基催化剂,费托合成反应主要发生在催化剂颗粒的外部壳层,0.2R_p～0.3R_p厚度区域(R_p为催化剂半径),低碳烃较易在催化剂颗粒内部产生,重质烃则易在催化剂颗粒表面产生,催化剂内部温升为0.0534℃,不会造成催化剂烧结。升高温度和增大颗粒尺寸抑制烃类产物的链增长,增大压力则有利于产物碳链的增长和重质烃的生成。工业用固定床钴基催化剂颗粒采用圆柱形Φ2×2～Φ4×4 mm(直径×高)最为适宜,CO内扩散有效因子范围为0.15～0.30。     

操作条件和床结构对床层平均空隙率的影响

研究了操怍压力、操作温度和床结构特性对床层膨胀的影响,随着操作压力的提高床层膨胀比明显增大,操作温度的提高则导致床层膨胀比略有下降,在设有塔型构件、垂直管束、脊型构件Ⅰ和脊型构件Ⅱ的流化床中,床层膨胀行为与床径几乎无关,而对于自由流化床,床层膨胀尚为床径的函数。在计入上述影响因素条件下,根据系统试验数据回归得以下关联式(试验范围为U=0.1-0.8m/s,T=50-500℃,P=0.1-0.8MPa,D=57-475mmm,A、B 类颗粒):ε_f=G·(Ly/Ar)~(0.0691)根据气泡两相理论,由床层膨胀试验结果,可推出处于湍动流态化操作下的自由床和构件床的气泡平均当量直径 D_(Be)计算式:     

甲烷催化部分氧化制合成气反应器的改进

在带空气分布器的固定床反应器中,以空气为氧源,采用NiO-La2O3/MgAl2O4-α-Al2O3催化剂,进行了甲烷催化部分氧化制合成气的研究。考察了空气流量分配比(D)对催化性能、催化剂床层轴向温度分布、催化剂床层轴向原料组成和产物分布的影响。实验结果表明,D不影响催化剂床层出口处的气体组成;当D为80%时,沿催化剂床层轴向n(O2):n(甲烷)可保持在0.10～0.22,催化剂床层入口处的温升明显下降,整个催化剂床层轴向温度分布均匀,表明采用空气分布器有利于提高甲烷部分氧化反应的选择性,抑制了甲烷的完全氧化。     

圆筒型填料的性能研究

针对一种开有两层相互交错窗孔并带有齿形结构弧片的新型圆筒型填料,在内径为600mm的有机玻璃塔内,采用空气-水物系,研究了它的流体力学性能;在内径为600mm的不锈钢塔内,采用环己烷-正庚烷物系,在常压、全回流的情况下,研究了它的传质性能;在内径为300mm的有机玻璃塔内,研究了分别以圆筒型填料、固定阀塔板和复合塔板为塔内件时脱除工业废水中丙烯腈的效果。实验结果表明,圆筒型填料的齿状结构改善了气液两相在填料层中的微流动和液体分布;与鲍尔环填料相比,当F因子为1.0～3.0kg0.5/(m0.5.s)时,圆筒型填料的干床压降降低了23%～40%;当喷淋密度为20m3/(m2.h)、F因子为1.0kg0.5/(m0.5.s)时,湿床压降降低了约40%;圆筒型填料的液泛点提高;当F因子为1.0～2.5kg0.5/(m0.5.s)时,等板高度比鲍尔环填料降低了11%～20%;当采用圆筒型填料作为塔内件时,丙烯腈脱除率比固定阀塔板高约8%,比复合塔板稳定。     

矩形垂直筛板的流体力学性能研究

在600mm的有机玻璃冷模塔中,用水-空气体系测定矩形垂直筛板的塔板压降、漏液和雾沫夹带等流体力学性能,确定了合理的塔板结构,使其具有较高的气液通量和较宽的操作范围,空塔动能因子最大可达3.0kg1/2(m1/2.s)-1,液流强度可达21.6m3/(m.h)。并对不同气液流量下塔板的流体力学实验数据进行关联和分析,得出了矩形垂直筛板的干板压降计算关联式以及漏液率随液流强度和空塔动能因子的变化关系,为矩形垂直筛板的设计提供了依据。与新垂直筛板相比,矩形垂直筛板具有更低的塔板压降。     

催化裂化装置旋风分离器料腿翼阀系统排料流态的实验分析

针对催化裂化装置旋风分离器料腿翼阀系统的排料过程,在Φ150 mm×5000 mm料腿冷模实验装置中悬空安装翼阀,在颗粒质量流率0~50 kg/(m2·s)、负压差0~11 kPa范围内进行系统的排料实验,考察负压差和颗粒质量流率对排料过程的影响。结果表明,料腿翼阀系统的排料流态有连续式滴流状排料和间歇周期性节涌状排料2种形式。负压差小、颗粒质量流率大,排料流态趋于连续式滴流排料;负压差大、颗粒质量流率小,排料流态趋于间歇式周期性排料。2种排料流态随负压差和颗粒质量流率的变化可以互相转换。根据实验数据还提出了旋风分离器料腿翼阀系统的排料相图。     

滴流床反应器中α-甲基苯乙烯催化加氢反应规律探讨

应用Pd/Al_2O_3催化剂,在1—11atm、60—150℃条件下,于滴流床反应器中研究了α-甲基苯乙烯催化加氢反应,讨论了反应机理及诸操作参数对总包反应速率的影响。在Babcock动力学方程式和取得实验数据基础上,导出了异丙苯脱附为反应速率控制步骤的机理表达式,计算值与实验值的平均偏差为8.64％。同时,讨论了催化剂在反应过程中失活-再生的循环机理,发现催化剂失活的主要原因是α-甲基苯乙烯聚合物覆盖了表面活性中心。     

铬-磷催化剂烧炭动力学

在常压(?)400—550℃的条件下,分别以不同粒度(20—40,40—60,60—80目)的催化剂,在流化床积分反应器中,获得了铬-磷催化剂烧炭动力学速度方程式v=k_0exp(-E/RT)·P_(o2)·C_c。其中活化能E=95.29-kJ/mol,k_0=3.25×10~5S~(-1)·atm~(-1)。首先进行了催化剂颗粒和流速对扩散的影响试验,发现表面反应为速率的控制步骤。实验结果表明,480℃以上与连续模型相符,低于480℃时与缩核摸型相符。     

PDMS/PVDF中空纤维复合膜分离有机蒸汽/氮气的研究

制备了用于正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜。分析讨论了原料气压力、流速、原料气中正庚烷浓度、透过侧压力及操作温度等因素对气体分离性能的影响。在一定的操作条件下,当原料气中正庚烷质量分数为6%时,正庚烷的渗透速率为2.5×10-6mol/(m2.s.Pa),分离因子可达600左右。     

喷射式超重力旋转床的流体力学与传质性能的研究

采用空气-水物系和乙醇-水物系在喷射式超重力旋转床(简称喷射式旋转床)(转子直径为260mm,高45mm)中进行流体力学与传质性能实验,考察了F因子、喷淋密度和转子转速对喷射式旋转床压降和传质性能的影响。实验结果表明,喷射式旋转床压降随F因子、喷淋密度和转子转速的增加而增加;由实验数据回归得到压降关联式,干床压降的平均误差为8.7%,湿床压降的平均误差为10.5%;等板高度随转子转速和F因子的增加而减小,装有液体分布器时的等板高度比无液体分布器时的等板高度降低20%～50%。喷射式旋转床具有压降低和传质效率高的特点,尤其适用于高真空和热敏性物料的分离。     

新垂直筛板塔在真空状态下的流体力学性能和塔板效率

在φ100mm的塔上用空气-水系统研究了真空状态下新垂直筛板塔的流体力学性能,分别测定了气、液流量、气体重度、堰高等对该塔流体力学性能的影响,并获得了相应的经验关联式。在此基础上,又用乙醇-水系统在常压下测定了该塔的塔板效率并与筛板塔进行了对比。     

新型蜂窝紧凑螺旋板换热器及其性能研究

介绍一种新型高效换热器——蜂窝紧凑螺旋板换热器的结构及试验研究情况。试验结果表明,该换热器的总传热系数能达到普通螺旋板式换热器的1.5倍以上,同时总压力降仅增加20%左右,单位压力降的传热系数平均提高了10～20 W/(m~2·℃·kPa),从理论上证明了此新型换热器性能的优越性。