乙烯氧化制环氧乙烷反应器模拟

用一维和二维数学模型模拟了乙烯氧化制环氧乙烷反应器．模拟结果与工业实际生产的数据吻合较好。用二维模型模拟了各种因素对反应的影响，对挖掘催化剂的潜力和指导实际生产提供依据。     

乙烯氧化制环氧乙烷反应器操作参数的优化

以乙烯氧化反应动力学为基础,建立了反应选择性的半经验半理论预测模型,并以提高反应选择性为主要目标,对反应器的操作参数进行优化计算,确定了生产装置在不同阶段的最佳工艺参数。优化结果表明,反应选择性可提高2%以上。     

乙烯氧化制环氧乙烷原料乙烯中微量硫化物分析

采用气相色谱火焰光度法ＦＰＤ，对乙烯氧化制环氧乙烷原料乙烯中硫化物的分析，对乙烯中的硫化物进行了定性定量。通过定性确定乙烯中的硫化物是以二氧化硫的形式存在，且小于０．５ｐｐｍ。方法的最大偏差为１０％，对于小子０．５ｐｐｍ（Ｖ）的微量分析结果是满意的     

乙醇脱水制乙烯等温固定床反应器的模拟

采用半经验的乙醇脱水制乙烯反应动力学模型,建立了乙醇脱水制乙烯等温固定床反应器的一维模型。利用工业生产数据对所建模型进行了验正,反应器出口温度、乙醇转化率、乙烯选择性的计算值与实际值的偏差分别是-1.65 K,-0.66%,0.43%。采用该模型模拟了加热介质温度、进料空速、乙醇含量对反应器轴向温度分布、乙醇转化率和乙烯选择性的影响。模拟结果表明,加热介质温度在643～683 K内可得到较好的反应器轴向温度分布和乙醇脱水反应结果;适宜的进料空速为0.6 h~(-1),进料空速过高乙醇转化率降低;乙醇含量高有利于提高乙烯的选择性。     

乙烯环氧化反应器床层导热性能的模拟分析

采用拟均相二维模型,对乙烯环氧化制环氧乙烷工业反应器的床层导热性能进行了模拟与分析。结果表明,管外冷壁介质温度T_w是反应器床层的热敏感参数;生产中应严格控制其变化范围;原料气入口温度T_0的变化对床层热稳定性无太大影响,可视为非热敏感参数;提高空速有利于改善床层的导热性能;提高压力则有利于提高反应的选择性和产率。     

乙烯氧化反应器操作数据分析

本文对乙烯氧化反应器近五年的操作运行数据进行了分析，获得了在银催化剂上进行乙烯氧化反应的速率衰减曲线和选择性衰减曲线。     

多级固定床反应器串联的环氧乙烷催化水合制乙二醇工艺的研究

以HCO3-型强碱性阴离子交换树脂为催化剂,采用多级固定床反应器串联的催化水合工艺(简称多级工艺)对环氧乙烷(EO)制乙二醇(EG)的反应进行了研究,并与采用单个固定床反应器的单段工艺进行了对比,考察了水与EO的摩尔比(简称水比)和重时空速对多级工艺中EO转化率和EG选择性的影响。实验结果表明,与单段工艺相比,多级工艺采用多段进料的方式,有效移除反应中放出的热量,降低了催化剂的膨胀率,提高了催化剂的使用寿命;在3个反应器温度分别为77,75,70℃、水比为8、重时空速为2.0h-1、压力为1.0MPa的条件下,连续运行2880h,EO转化率约为99%,EG选择性约为97%。     

乙醇脱水固定床反应器数值模拟的研究

应用计算流体力学软件Fluent,选用多孔介质模型,对φ50 mm×500 mm的乙醇脱水固定床反应器建立了单管反应器整体反应数学模型,模拟了反应器内温度和浓度分布,并对模拟结果进行了实验验证。研究结果表明,催化剂床层上部的径向温差较大,最大温差可达50℃,是脱水反应发生的主要区域;在反应器内高温区域有利于产物乙烯的生成,低温区域则有利于乙醚的生成;在400℃、WHSV=1.0 h-1的条件下,温度分布的模拟值和实验值的偏差不超过10℃,反应器出口乙烯选择性的模拟和实验值分别为98.6%和96.9%,乙烯选择性相对误差1.8%。实验证实选用的模型能较准确模拟乙醇脱水反应器内温度和浓度的分布情况。     

在YS银催化剂上乙烯环氧化反应器操作工况分析

利用国产ＹＳ型银催化剂上环氧乙烷生产操作数据，检验了所选用的一维拟均相反应器模型及其表观动力学方程的可靠性，由此分析了乙烯氧化反应器的参变性能及反应活性随催化剂剂龄衰减的变化规律。模拟结果表明，采用低转化率、高空速的操作方式有利于ＹＳ型催化剂的运行。在正常的操作条件下，以满足设计产量计，国产ＹＳ型催化剂的有效使用期约为４年左右。     

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。     

乙烯氧化反应器模拟与优化软件设计

提出了乙烯氧化反应器定态和动态优化相结合的优化策略。为降低优化方法对操作经验的过分依赖,优化时采用一维拟均相反应器模型和广义幂函数型失活动力学模型。为了顾及催化剂失活的动态效应和使多优化变量的乙烯氧化反应器的动态优化得以实现,将对床层温度敏感的两个操作变量反应温度和二氯乙烷含量作为动态优化变量。开发了将模拟、参数估计和优化等任务集成的乙烯氧化反应器优化软件,使定态与动态优化相结合的优化策略易于实施。     

聚乙烯流化床反应器床内温度分布的模拟

针对Unipol聚乙烯工艺的流化床反应器内温度分布不均匀问题,建立了全混流(CSTRs)串联模型、乳化相NCSTRs串联模型和乳化相全混流模型。与工业装置所测温度分布比较表明,乳化相全混流模型最适用于描述流化床层的温度分布。采用调整气泡相分区以及串联CSTR个数的方法确定乳化相全混流模型参数为乳化相为1个CSTR,气泡相为26个串联的CSTRs;该模型可准确描述流化床层的温度分布,催化剂进料口附近的床层温升较快(7℃),反应器上部区域温度梯度较小(小于2℃);结合聚合反应动力学,该模型可预测工业乙烯聚合过程的聚合产量和产品密度等性质。