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。     

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。     

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。     

固定床反应器的参数灵敏性及失控行为

用Φ２５× ５ ×４２０ｍｍ的固定床反应器系统对拟一级不可逆反应进行了实验研究。实验测定了反应器系统的参数灵敏性行为，并将试验结果与理论预测的结果进行了比较从而获得了反应器安全操作的判据。此判据可以指出在给定绝热温升Ｓ下安全设计反应系统所需的最小传热能力Ｎ。     

丁烷氧化制顺酐固定反应器人为非定态操作实验研究装置的建立

根据人为非定态操作和丁烷氧化制顺酐反应的特点，以ＣＤＳ－８０４微反应系统为基础，建立了一套用于丁烷氧化制顺酐固定床反应器浓度周期操作的实验装置，具有操作方便、运行可靠的特点。     

间歇式放热反应热失控临界参数及热安全性

间歇式反应系统为一非线性动态系统,在一定的操作区间内呈现参数敏感性。采用基于系统散度的热失控临界判据,对间歇式反应系统参数敏感临界值进行模拟计算,进一步证实了操作参数在参数敏感临界值附近变化时,参数的微小变化将引起温度的急剧变化。综合考虑间歇式反应器的参数敏感性及最大允许温度,提出反应安全运行的操作条件,并给出安全操作参数的计算步骤,最后采用H2O2氧化Na2S2O3的实验验证计算方法的有效性。     

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。     

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.     

拟均相固定床反应器的稳定性

分析了具有轴向扩散的拟均相固定床反应器的热稳定性，导出了这类反应器满足热稳定性所需要的条件。热稳定条件需要求解一性常微分方程，并根据解的特征来确定以应系统稳定与否而无需进行瞬态计算。     

管壳型固定床二甲醚合成反应器的数学模拟

对管壳型固定床二甲醚合成反应器进行了数学模拟。选取CO、CO2加氢合成甲醇、甲醇脱水生成二甲醚反应为独立反应,CO、CO2和二甲醚为关键组分,建立了管壳型固定床二甲醚合成反应器的一维拟均相数学模型,得到了管内各组分气体浓度和温度分布;讨论了不同操作条件对二甲醚合成的影响。     

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.     

热重分析法对东北部分地区石灰脱硫反应的实验研究

用热重法对东北部分地区８种石灰，在固定床中，模拟锅炉烟气成分进行脱硫实验，求得表征石灰脱硫反应的经验参数－活化能，反应级数和频率因子；以及在固定床中脱硫的最佳操作条件和东北地区脱硫效果较好的几种石灰。     

设置导热片对固定床反应器操作的影响

本文以苯催化氧化为工作反应,研究了管式固定床反应器中设置金属铝片作为惰性导热片对反应器操作的影响。实验表明:导热片的设置,提高了床层有效热导,使床层热点位置移前,并提高热点前的床层温度;在相似的操作范围内,产品收率提高2%;进料浓度可提高20%。同时,扩大了操作多态区,提高了反应器操作稳定性,改善了反应器的操作弹性。     

苯酚丙酮缩合反应的小型中试研究

讨论了传统固定床反应器用于苯酚丙酮缩合反应生产双酚Ａ的不足之处，开发了一种被称做“多段悬浮床具分离作用塔式反应器”的新型装置，提出了应用新装置进行苯酚丙体现 合反应的新工艺流程。中试数据表明新装置及工艺较传统的固定床方法有明显技术优势。     

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。     

HZSM-5分子筛上间二甲苯异构化反应动力学研究

为了加深对二甲苯异构化过程的理解,获得优化的操作参数,在固定床反应器中考察改性HZSM-5催化剂上间二甲苯(MX)异构化反应过程。同时,选用Powell法与四阶龙格库塔法相结合的数学方法,对实验数据进行拟合,回归出各反应温度下的反应速率常数,采用线性拟合获得300～390℃时的反应动力学参数,并模拟计算了反应温度和进料空速对反应结果的影响。研究发现在300℃下、空速2.0×103h-1时对二甲苯(PX)产率可达20%。     

一种用于二维稳态固定床的通用计算方法

针对固定床反应器模拟过程难以形成其模型完整通用的计算模块且编程工作量大的问题,提出了一种稳态下固定床反应器中反应物和产物温度及浓度分布的通用计算方法.该方法以关键组分的摩尔分数作为变量,推导出关键组分在物料与热量衡算中的偏微分方程组中的通式,并利用正交配置法求解.同时考虑固定床反应器内气相流速的变化,将其描述为关键组分摩尔分数的函数进一步实现模型的通用性.对于特定的反应,只需提供目标反应的动力学方程及操作条件即可求解.最后利用所提出的方法实现乙苯催化脱氢制苯乙烯与乙炔法制氯乙烯反应过程的模拟,结果表明该方法具有通用性和高效性.     

S Zorb脱硫汽油芳构化反应研究

采用经S Zorb技术处理后的脱硫汽油(简称S Zorb脱硫汽油)作为试验原料,以FDO-2催化剂在微型固定床反应器上进行评价试验;探索了反应温度和压力两个主要操作参数的影响。试验结果表明S Zorb脱硫汽油在体积空速2.0 h-1、氢油体积比500∶1条件下的最佳芳构化反应温度和压力分别是380℃和2.0 MPa。建立反应网络考察了S Zorb脱硫汽油烃类组分的反应历程,探讨了芳构化机理和转化途径。     

含铅重金属废水处理的试验研究

采用铁屑固定床反应器去除工业废水中的铅。废水进入反应器后，通过铁屑固定床反应器的电化学反应的氧化还原，铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用，以及电池反应产物的混凝，新生絮体的吸附和床层的吸附过滤等作用的综合效应使重金属得以从废水中除去。试验结果表明，去除铅废水的最佳工艺条件为：pH=6．0-7．0，HRT=5h，采用连续曝气，曝气量为0．2L/min；用铁屑固定床处理含铅废水运行稳定，去除率高，出水可以达到国家排放标准。     

合成气一步法制二甲醚三相床反应器的数学模型

应用实验所得动力学数据，以CO和CO2加氢合成甲醇，甲醇脱水制二甲醚为独立反应，以CO，CO2和DME为关键组分建立三相床淤浆反应器的数学模型，通过计算典型工况下年产3万吨二甲醚反应器，得到了反应器的工艺与设备设计参数，讨论了操作条件对床层颗粒轴向分布，反应器高度，二甲醚反应结果的影响。