二甲醚生产工艺及均温型反应器的开发应用

介绍了2种二甲醚生产工艺及其工艺参数。2种工艺的区别不是很大,主要在于甲醇回收和热量回收所用的气化器或气化塔。均温型二甲醚反应器出口温度比绝热冷激型反应器低约50℃,具有副反应少、转化率高、热量消耗低的优点。     

甲醇脱水制二甲醚固定床工艺技术研究

以甲醇为原料,采用阳离子交换树脂为催化剂,对甲醇脱水制二甲醚的工艺技术进行了研究.在固定床反应器中考察了压力、温度、空速等工艺条件对甲醇转化率的影响,取得了适宜的工艺参数:空速1.0h-1,压力1.6MPa(表),温度150～155℃,在此工艺条件下甲醇转化率达65%以上,二甲醚选择性为100%.     

均温型反应器在二甲醚装置改造中的应用

针对湖北远大富驰医药化工股份有限公司二甲醚反应器存在的已达设计使用年限、催化剂选择性下降、甲醇消耗增加等问题，决定用均温型反应器替代原两段绝热中间冷激型二甲醚反应器进行技术改造。介绍了甲醇脱水制二甲醚的技术原理、工艺流程、均温型二甲醚反应器的结构及特点；详细分析、对比了改造前后气体换热器及二甲醚反应器的运行参数。改造结果表明，均温型二甲醚反应器在控温方面具有一定的优势，改造达到了节能降耗的目的。     

混酸催化甲醇液相合成二甲醚研究

研究了硫酸和磷酸混酸催化甲醇液相合成二甲醚过程。考察了混酸催化剂、反应温度、原料进料速率和催化剂寿命等对二甲醚收率的影响。实验结果表明,混酸催化剂能较好地催化甲醇液相脱水制二甲醚反应并可长期使用,当混酸催化剂的配比为w(硫酸)∶w(磷酸)=1.2∶1,反应温度为140℃,甲醇进料速度为1.00 mL/min时,二甲醚收率可达到84%。     

小型反应器内气相甲醇制二甲醚操作优化与分析

通过对小型反应器内气相甲醇催化制二甲醚反应进行高温热态实验,探究了反应温度与甲醇质量空速对催化剂床层轴向温度分布的变化规律,同时分析了不同的操作条件对甲醇转化率和二甲醚选择性的影响,从而优化小型反应器的操作参数。研究结果表明：当甲醇质量空速为1 h^-1时,在不同反应温度条件下,催化剂床层会出现约1.7～2.9℃的轴向绝热温升,且催化剂床层热点温度接近于催化剂床层轴向中部位置;当反应温度为250℃,甲醇质量空速为1 h^-1时,催化剂床层轴向温度分布曲线较为平缓,且甲醇转化率和二甲醚收率均较高,即反应温度为250℃及甲醇质量空速为1 h^-1可视为该小型反应较优的操作条件。     

流化床串联多段冷激式绝热固定床HCl氧化反应模拟优化

提出了由流化床与多段冷激式绝热固定床串联的新型HCl氧化制氯反应工艺. 通过物料、能量、动量衡算建立了绝热反应器一维数学模型,对绝热固定床反应器段间冷激气种类、流率、流化床反应器进口处HCl与O2摩尔配比及催化剂用量等工艺参数进行了优化计算. 结果表明,液态氧为较适宜的冷激气,流化床反应器入口处最佳HCl与O2摩尔配比为1:0.7,流化床和绝热床中最佳催化剂用量分别为4.3与8.6 t,在该条件下,HCl转化率可达85%.     

基于Aspen Plus用户模型的甲醇合成模拟及分析

对板间换热式甲醇合成塔建立了一维拟均相数学模型,并用四阶Runge-Kutta法求解其轴向温度与浓度分布。利用Aspen Plus中的User 2模块将其嵌入整个甲醇合成全流程进行模拟,并用取自工厂的实际数据进行验证,结果吻合良好。分析得到了原料气入口温度、操作压力、汽包压力及进料流量对反应器出口甲醇物质的量分数的影响,以及不同时期催化剂的活性分布及粗甲醇的产量分布,提出了在催化剂中后期应采取提高操作压力的措施来保证粗甲醇的产量。     

乙烯氧化固定床反应器温度场模拟研究

针对乙烯氧化制环氧乙烷固定床反应器,利用YS-7型银催化剂的宏观反应动力学模型和固定床反应器拟均相二维数学模型方法,建立了催化剂床层的质量、热量平衡方程组,并采用Crank-Nicholson差分法对该偏微分方程组进行了数值计算。在模拟计算中,通过改变反应器汽包温度、反应器入口原料气温度、空速以及反应器入口原料气中乙烯、氧气、1,2-二氯乙烷的摩尔分数等工艺条件,系统地研究了以上各工艺条件单因素变化时对整个银催化剂床层温度场的影响。结果表明:随着固定床反应器汽包温度、入口原料气中乙烯、氧气摩尔分数的升高,以及固定床反应器中空速、入口原料气的温度及1,2-二氯乙烷摩尔分数的降低,银催化剂床层温度均有所升高,特别是床层"热点"区域的温度升高较明显。     

合成气制二甲醚管壳型反应器的二维数学模型与分析

建立了合成气一步法制二甲醚管壳式固定床反应器二维拟均相模型,采用有限差分和Runge-Kutta相结合的方法(MOL法)求解催化床层内关键组分浓度与床层温度的轴向与径向分布,模拟分析了反应管直径和操作条件对反应器性能的影响. 结果表明,当反应管内径为38 mm时,标况下床层热点在距反应管入口2.1 m处,热点温度为262.76℃,最大径向温度差为4.1℃,CO单程转化率为64.12%,二甲醚选择性为89.86%. 反应管直径增大导致热点温度升高,沸腾水温度、入塔气量和CO含量都对CO单程转化率、二甲醚选择性和床层热点温度有较大影响.     

工艺条件对甲醇脱水制二甲醚反应的影响

以La改性氧化铝为催化剂,在模拟绝热固定床反应器中考察工艺条件对甲醇气相脱水制二甲醚反应的影响。结果表明,甲醇进料温度210℃时,甲醇脱水反应剧烈,绝热温升约130℃。催化剂床层热点温度低于380℃时,二甲醚选择性大于98%,过高温度产生大量副产物甲烷。反应压力对反应影响甚微。在甲醇进料温度240℃(热点温度370℃)、甲醇进料空速1.5 h-1和反应系统压力为50 k Pa条件下,甲醇转化率大于84%,二甲醚选择性大于98.5%,连续运转2 000 h,催化剂无明显失活迹象。