十四集总催化重整反应动力学模型研究

提出一个包含十四集总组分、25个反应的催化重整动力学模型,以较少的集总和较高的预测精度适应实际催化重整生产的需要;根据在催化重整微型反应实验装置上获得的实验数据,得到重整反应动力学模型的参数;用该模型预测产物组成和催化重整装置的模拟。结果表明:预测的最大绝对偏差为2.30%,偏差大部分小于2.0%;模拟得到产物中各组分及温度在反应器中分布与催化重整反应机理吻合;模型集总划分适中,使用方便,能够用于催化重整装置的预测。     

固定床反应器床层集总动力学

提出了第三类动力学，即床层集总动力学。它将单管反应器中的全部催化剂看作一个整体，在空间尺度上大大高于反应本征动力学和颗粒表同动力学。     

集总动力学模型研究的普遍方法与原则探讨

在积累了大量实践经验的基础上，结合石油加工过程中集总动力学模型的研究，对集总研究的普遍方法与原则进行了讨论与阐述，提出了几点自己的观点及应该注意的事项。     

催化重整生焦动力学模型的研究：Ⅰ.生焦动力学模型的建立

在催化重整１６集总动力学模型的基础上,假设同类反应的失活函数是相同的,建立了生焦动力学模型,在排除了内外扩散等影响因素的前提下,确定了催速生焦失活反应条件和催化剂活性评价条件,使在实验室进行生焦动力学模型的研究。成为可能。     

催化重整生焦动力学模型的研究 I.生焦动力学模型的建立

在催化重整１６集总动力学模型的基础上,假设同类反应的失活函数是相同的,建立了生焦动力学模型。在排除了内外扩散等影响因素的前提下,确定了催速生焦失活反应条件和催化剂活性评价条件,使在实验室进行生焦动力学模型的研究成为可能。     

重油催化裂化12集总动力学模型的工业模拟

以实验室建立的重油催化裂化(RFCC)12集总动力学模型为基础,通过设置装置因数和回炼计算,建立了重油催化裂化工业反应器模型.编制了可用于求取装置因数和预测产物分布的12集总动力学模型的工业模拟软件.基于实验室模型获得的动力学参数及工业装置操作数据,利用RK4(Runge-Kutta)法和拟牛顿BFGS(Broyden...     

基于Simulink的多集总热容系统非稳态导热的模拟及分析

以Simulink为平台,对简单的多集总热容系统的非稳态导热进行了不同条件下的定量分析,并得出了满意的数值结果,符合相应条件下的理论定性分析结论,由于Simulink的模型化图形输入,使得模拟过程更形象,具有一定的研究和实用价值.     

渣油催化裂化集总动力学模型的建立

根据集总指导原则，从渣油催化裂化的反应机理出发，建立了１１集总渣油催化裂化的反应网络及相应的动力学模型，该模型简单可行，具有对不同原料的适用性和良好的拟合性，能适应对工业渣油催化裂化装置反应结果的预测，以实现工业过程的优化操作和设计。     

甲醇催化重整制氢反应器的二维模拟及管径的选取

以甲醇裂解和甲醇水蒸气重整制氢作为平行的独立反应,CO、CO2为关键组分,建立了甲醇催化重整制氢反应器的二维数学模型,用正交配置法计算了催化床内各组分浓度及床层温度随径向和轴向的分布。考察了反应管管径变化对反应器性能的影响。在整个床层催化剂装填量及反应操作条件均不变的情况下,反应管管径增加,催化床层的出口温度降低,径向温差加大,氢气的时空产率略有降低,但所需的反应管根数迅速减少。     

FDFCC集总反应动力学组合模型的建立

从灵活双效催化裂化(FDFCC)工艺特点和反应机理出发,以其工业提升管实际操作参数为基础,对该工艺的两个子反应体系——重油提升管和汽油提升管分别进行研究并提出了相应的重油12集总、汽油9集总催化裂化动力学模型。详细分析了重油、汽油反应体系与总反应体系相应集总组分的数学关联,提出了FDFCC工艺反应动力学组合模型。最后,采用不同原料、不同操作条件下的两组工业实测数据对该模型进行了验证。结果表明:模型计算值和实测值能很好地吻合(总物料组成的绝对误差除个别点外均在1%以下)。该模型能较好地预测产品分布及性质,对FDFCC工艺的工业装置操作优化具有指导意义。     

气固催化反应流动的CFD-DEM模拟研究

针对复杂气固催化反应流动系统,提出一种新的气固催化反应流动的模型框架,即CFD-DEM反应流模型框架,计算流体力学（CFD）方程用于描述气相的流动和传递行为,离散单元法（DEM）用于描述颗粒相的运动。结合石油催化裂化（FCC）过程,考虑颗粒间传热和气固相间传热模型、催化剂颗粒瞬态失活模型以及FCC过程的4集总动力学模型,建立完整的CFD-DEM反应流模型。应用所建模型模拟在不同剂油比操作下高2m,宽0.05m的二维提升管和下行式反应器内的FCC过程。由于能实时追踪各个催化剂颗粒的运动、传热和化学反应行为,模拟结果直接揭示了不同的流动结构和颗粒返混行为对反应器性能（如汽油、焦炭等产物的选择性）的影响。此外,方法论本身可推广至FCC过程以外的气固相催化或非催化过程的精细描述。     

甲醇重整制氢反应器的模拟研究

在Peppley等人提出的甲醇水蒸汽重整反应机理的基础上建立了甲醇重整制氢反应器的模型。并依据所建立的模型对不同压力及空速下甲醇的转化率进行了模拟并与实验数据进行了对比,结果显示甲醇转化率的模拟值与实验数据有较好的吻合（相对误差1.13%）。在所建立模型的基础上,进一步地讨论了反应器入口甲醇比率和入口温度对甲醇转化率以及单位甲 醇制氢量的影响。并得出了在所给出的操作条件下,当入口温度为570K,F_M,R/^FM,B=8.5时,单位甲醇的制氢量最高,可达到2.64（mol/mol）。     

空速对平板微反应器内甲烷水蒸气重整的影响

采用计算流体力学软件FLUENT中的通用有限速率模型,应用表面反应动力学机理,对平板微反应器中Ni/r-Al2O3催化剂涂层上甲烷蒸气重整制合成气进行了二维的数值分析计算,分析了催化空速(CSV)和体积空速(GSV)对甲烷蒸气重整性能的影响.在计算过程中,忽略了甲烷的空间反应的影响,只考虑催化表面上的反应.计算结果表明,较小的催化空速和体积空速能够获得较高的甲烷转化率和氢气产量;除催化空速和体积空速外,反应通道高度对重整性能也是一个重要的影响因素.     

输配气管网稳态仿真问题的拓广

采用节点法建立了输配气管网稳态仿真的数学模型，并提出了求解模型的有效算法。文献中的输配气管网稳态仿真问题局限于每个节点必须给出一个已知参数，该文中将这类问题推广到更一般的情况，从而使输配气管网稳态仿真的适用性和灵活性更强。实例计算结果表明，该模型的计算稳定性和收敛性均较好，计算结果与预测结果相吻合。     

稳态操作下的万吨级聚丙烯环管反应器模型的建立

分析了国内上世纪末从国外引进的Spheripol工艺聚丙烯生产技术及其反应器特点。基于丙烯聚合反应机理选定了合成聚丙烯的动力学方程，并判定了环管反应器内的流体流动模式．在此基础上建立了该反应器在稳态操作条件下的数学模型。     

新型催化裂化MIP集总反应动力学模型

依据多产异构烷烃(MIP)工艺两个反应区特点,从催化裂化反应机理出发,以工业装置实测数据为基础,建立了MIP工艺10集总反应动力学模型。该10个集总为:原料饱和分(SS)、芳香分(SA)、胶质及沥青质(SR)、柴油(D)、汽油中饱和烃(GS)、烯烃(GO)、芳烃(GA)、液化气(LPG)、气体(Gas)和焦炭(C)。求取了40组动力学参数,并应用工业实测数据进行了验证,结果表明:所建模型能较好地预测MIP工艺主要产品分布及汽油烃族组成,符合MIP工艺的反应规律,对MIP工艺的完善和优化具有参考价值。     

变量液压泵稳态仿真模型

提出了一种新的变量液压泵稳态仿真计算模型，恒流源恒压源模型。该模型将变量液压泵等效为液阻、压力突变、恒流源构成的一般液压元件。在对液压系统进行稳态仿真过程中，使用该模型，变量液压泵以普通液压元件的形式出现在系统回路，不必将其简化为一个边界点。