醋酸甲酯催化精馏水解新工艺的工业试验及计算机模拟

在醋酸甲酯催化精馏水解新工艺取得中试成功基础上进行工业试验研究.催化精馏塔塔径1000mm、塔高22000mm;催化精馏段填充阳离子交换树脂催化剂捆扎包,提馏段填充波纹丝网填料.试验研究了进料水酯比、回流进料比和空速对酯分解率和水解液中酸水比的影响.新工艺使醋酸甲酯的水解率由固定床老工艺的23%-25%提高到57%-64%.应用模拟计算软件对试验过程进行了计算机模拟.     

结构化反应器床层中两相流动特性实验研究

以空气-水为介质,分别以喷嘴和填充直径1mm玻璃珠的30cm高的床层为分布器,在表观液速为0.0522～0.1306m/s,表观气速为0.0739～0.5171m/s,气液并流向下的操作条件下,测定了0.1m直径塔中,孔径分别为1.1和2.1mm的2种结构化催化剂床层中的总压降和液含率等流动参数。结果表明,床层总压降随着表观气速、表观液速的增大均增大。液含率随着表观气速的增大而减少,随着表观液速的增大而增大。通过对2种分布器的比较可以发现,相同条件下,以喷嘴为分布器的床层总压降和液含率比以玻璃珠为分布器的床层总压降和液含率小。比较2种床层可知,相同条件下,结构化催化剂的孔径越小,其床层总压降与液含率越大。此外,建立了能较好预测两相摩擦因子以及液含率的经验关联式,偏差在±15%以内。     

苯与乙烯或丙烯烷基化反应精馏过程的稳态模拟

采用平衡级模型研究了苯单独与乙烯或丙烯烷基化反应的精馏过程。计算的塔内温度和液相组成分布与已有实验和非平衡级模拟吻合较好,表明平衡级方法能够准确有效地描述非均相催化反应精馏。在乙烯丙烯同时进料时,考察了苯烯比、苯质量空速、回流比和塔顶压力对烯烃转化率、热负荷和每年总投资的影响。计算表明,当苯与乙烯丙烯进料比分别为3.5和2.0、空速2h^-1、回流比10.0、压力0.71MPa、催化剂填装分率18%时,乙烯和丙烯的转化率均能达100%。同时,反应精馏塔的TAC小于乙烯丙烯分别进行烷基化反应精馏的值,故能降低成本。后续常规精馏塔分离的馏出物中,异丙苯、乙苯和苯浓度均可达到95%以上。     

变换系统采用低汽气比耐硫变换工艺的可行性分析

某厂30万t/a合成氨和50万t/a甲醇两套装置的变换系统均采用高汽气比耐流变换催化剂的三炉宽温耐硫变换工艺,合成氨一变和甲醇一、二变均采用高汽气比催化剂K8-11H,为控制变换深度和催化剂床层温度,中压蒸汽用量较多,为降低中压蒸汽用量和减少工艺凝水,实现节能和降低生产运行成本,对低汽气比耐硫变换催化剂的耐硫变换工艺在工厂运用的可行性进行分析。     

微膨胀床反应器压降及轴向扩散特性研究

以多孔的球、齿球和三叶草形催化剂为填充颗粒,考察了微膨胀床反应器的床层压降及液相总的和局部的轴向扩散特性。结果表明,3种催化剂床层压降都随表观液速的增大而增大,随表观气速的增大而减小;球形催化剂的床层压降最大,三叶草形催化剂的床层压降最小。通过示踪-响应法测定示踪剂在微膨胀床反应器中的停留时间分布,求取了床层总的和局部的彼克列数Pe。结果表明,3种催化剂总的彼克列数都随表观液速的增大而增大,随表观气速的增大而减小;局部的彼克列数随着催化剂床层轴向高度的增加而减小。3种催化剂床层的总的彼克列数大小依次为:球形最大,齿球形次之,三叶草形最小。     

B121型无铬高变催化剂低汽气比性能的研究

通过ＸＰＳ、ＦＴ－ＩＲ及催化剂性能测定,Ｂ１２１型无铬高变催化剂加入的Ｂ助剂有２／３以氢氧化物形态存在,增加了催化剂表面ＯＨ－１浓度,提高变换反应速率．使催化剂在低汽气比下仍具有高活性,０３汽气比下活性优于Ｂ１１２、ＩＣＩ７１－４,并未发现Ｆ－Ｔ副产物生成．工业使用表明,Ｂ１２１型催化剂最佳使用汽气比为０４６,与一般高变催化剂相比,汽气比低约０１５,节能效果显著．     

精馏塔汽—液负荷焓关联计算

精馏塔汽液负荷的估算多数沿用McCabe-Thiele法,即恒摩尔流假定本文对精溜塔的汽-液负荷,在恒摩尔流基础上,联立物料衡算与焓衡算,导出了常规精馏塔汽-液负荷的焓关联计算式。 通过苯-甲苯与甲醇-水的二个实例计算结果看,常规塔精馏段汽-液负荷由塔顶至加料板以上是略有降低的,而提馏段汽-液负荷由加料板至塔底基本保持常量。     

渣油加氢微膨胀床反应器中的气液流动状态及床层膨胀率

在常温常压下用模拟渣油和模拟氢气近似模拟了微膨胀床渣油加氢处理反应器内的气液流动状态,考察了催化剂粒径和堆密度、虚拟气液流速以及催化剂装填高度对催化剂床层膨胀率的影响。实验结果表明:大粒径、低堆密度的催化剂床层膨胀率较高;虚拟气速与床层膨胀率关系曲线上存在拐点,拐点值随催化剂装填高度增加而增大;虚拟液体流速对催化剂床层膨胀率影响较小;在工业操作条件下,微膨胀床渣油加氢处理反应器的催化剂床层膨胀率小于10%;催化剂装填高度对床层膨胀率有明显的影响,催化剂装填量较大时,需要采用较高的气油比才能保证催化剂床层处于微膨胀状态。     

乙酸苯酯合成新方法研究

采用自制的催化剂，运用条件实验法，以苯酚、乙酐为原料，直接酯化合成乙酸苯酯，分别研究了反应温度、反应时间、原料配比、催化剂用量、精馏温度等条件对合成反应的影响，确定了最佳工艺条件。该方法合成乙酸苯酸的最佳工艺条件是反应温度135－145℃，反应时间90min，苯酚与乙酐物质的量比为1．00：1．05，催化剂用量为占体系总量的0．03％，精馏温度194－196℃，在此条件下，乙酸苯酯的收率达到98．7％。     

固体酸固定床催化精馏连续反应合成环己烯

在直径 50 mm 的催化反应精馏塔中, 用活性炭固载硅钨酸作固定床进行合成环己烯的研究.催化剂在反应条件下显示出很高的活性和良好的选择性.同时, 考察了液相连续催化和气相连续催化的主要工艺参数和催化剂种类、 塔径高比及催化剂厚度对产物选择性的影响.实验表明, 硅钨酸固定床催化精馏合成环己烯,催化活性高,选择性好, 环境污染小,适于工业连续生产.     

甲醇气相羰基化反应的影响因素研究

采用Ni/AC催化剂,在加压固定床反应器上,考察了反应温度、反应压力、CO分压、CH3I含量、催化剂镍负载量对甲醇气相羰基化反应的影响规律,并且考察了水蒸汽对羰基化反应的影响。结果表明:反应条件对催化剂活性以及产物选择性影响较大。当n(CH3OH)/n(H2O)=3.06时,副产物二甲醚的选择性由不加水的28.4%下降至25.8%,乙酸的选择性由2.5%提高到4.4%,羰基化产物收率增加了1.8%。水蒸汽的引入不仅抑制甲醇脱水产物二甲醚的产生,而且促进了目的产物乙酸的生成。     

双酚A多段滴流床反应气提模型试验分析

研究开发了多段滴流床反应气提合成双酚Ａ的新设备与工艺,成功地解决了固定床树脂法合成工艺和设备存在的问题。     

油页岩气体热载体干馏炉内布气均匀性的冷态试验

为研发新型油页岩气体热载体干馏炉布气方式,自主设计并搭建了干馏炉的干馏段的冷态试验台。对不同料层厚度和不同布气方式下的炉内速度分布和料层阻力进行了试验研究。试验结果表明:炉内流速分布情况为中心流速最小,边壁处流速最大;且中心向边壁流速先增大后减小再增大。与进气管方向相同的布气管周边的速度最大,其次是四周与进气方向垂直和成45°夹角的布气管,与进气管方向相反的布气管周边速度最小;满料时四层布气比两层布气时速度分布更加均匀。炉内中心处料层阻力最小,边壁处阻力最大;且沿半径方向先增大后减小再增大。布气管顺序排列比交叉排列时炉内料层阻力大。     

未燃煤粉在填充床内的分布及对料柱压差的影响

为揭示未燃煤粉在高炉块状带的分布及其对块状带压差的影响,利用冷态填充床模型研究得出,空塔流速对填充床中气流压差具有较大的影响,随空塔流速的增加压差呈线性增加·本试验条件下,空塔流速每增加10m/s,压差将增加037kPa/m;填充床内未燃煤粉积蓄量越多,压差增加越大,当积粉量为60kg/m3,压差将增加25kPa/m;局部的过量积粉可能导致悬料     

大雷诺数流场中纤维层压力损失的计算

许多研究者对纤维层的压力损失进行了大量的研究，并取行了良好的结果。不过，这些研究均是假定气流为小雷诺数流，即层流，而在工业应用中，无纺纤维层常常在大雷诺数流中运行。作者给出了大雷诺数流场中单位长度纤维上无量纲流体阻力的定义式，并用类比法求得了这种无量纲流体阻力和纤维层压力损失的计算式，最后用实验证实了这些研究结果。     

变频转子式压缩机降低吸气干度对容积效率的影响

利用变频滚动转子式压缩机实验台测量了吸气干度x>0.9时压缩机的容积效率.结果表明,当0.90.95)和额定转速时,容积效率仅下降1%,因此,此类压缩机适合用于少量吸气带液的运行.     

滴流床中液相传质系数的研究

通过对滴流床中不同填料在Ｏ２－Ｎ２－Ｈ２Ｏ系统中传质实验的研究,得出了液相传质系数与能量耗散的关联式,同时对喷淋密度对全塔压降的影响作了初步探讨,找出了连续气相滴流与脉冲流状态的临界点。     

R410A-油在Ф7mm水平直光管内流动沸腾阻力特性

研究了环保替代制冷工质R410A-润滑油混合物在水平直光管内的流动沸腾摩擦压降特性，探索了油的平均质量分数、干度和质量流率对摩擦压降的影响．实验测试管为光管，长度为2m，外径为7．0mm，内径为6．34mm．实验结果表明，R410A-油混合物在光管内流动沸腾的摩擦压降随平均油浓度、干度和质量流率的增大而增大，当油的平均质量分数从0增长到5％时，压降最大可增加50％．开发了适用于R410A-油混合物光管内的流动沸腾摩擦压降关联式，新的关联式预测值与92％以上的实验数据偏差在±15％以内，平均误差为6．6％，最大误差为29．4％．