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。     

固定床反应器基于改进混合模型的串级推断控制

提出了非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制策略。道德提出了邻二甲苯氧化非绝热式固定床反应器基于改进混合模型的推断估计器;然后设计了基于新型非线性自适应控制算法的副控制器和基于程序变增益ＰＩＤ的主控制器,同时设计了新型非线性滤波器以解决该反应器主回路比副回路响应快的问题;最后建立了该固定床反应器基于改进混合模型的串级非线性推断控制系统。仿真结果表明该推断估计器具有良好的静态、动态     

基于改进混合模型的一类固定床反应器推断控制

对一类非绝热式固定床反应器提出了一种基于改进混合模型的非线性自适应推断控制策略：给出一种基于结合先验知识和人工神经网络的改进混合模型的推断估计器设计方法;提出一种改进程序变增益ＰＩＤ算法设计控制器;设计了该固定床反应器基于改进混合模型的推断控制系统。仿真结果表明：该推断估计器具有良好的静态和动态特性,较高的估计精度和较好的实时性,所需训练样本少,易于理解和研究及外推性能良好等特点,该推断控制系统还具有良好的跟踪和抗干扰性能。     

甲醇制烯烃(MTO)多段间接换热式绝热固定床反应器的数学模拟

在建立了一维拟均相数学模型的基础上,对甲醇制烯烃(MTO)多段间接换热式绝热固定床反应器进行了数学模拟。以3×105t/a乙烯为产量指标,计算得到所需的催化床层体积和催化剂装填量,分析了各段绝热反应器内轴向温度和各组分浓度的分布情况,并对换热段进行了热量衡算。     

一类工业固定床反应器热点温度的非线性自适应控制

以工业邻二甲苯氧化非绝热管式固定床反应器为研究对象，通过正交配置集中化建立了一个降阶非线性动态模型。直接以降低模型作为开环状态观测器及新型的非线性自适应控制算法设计控制器，设计了该类固定床反应器热点温度的非线性自适应控制系统。仿真结果表明，该热点温度控制系统具有良好的跟踪性能、抗干扰性能和鲁棒性能。     

热管式固定床鼓泡反应器返混试验研究

为了研究热管式固定床鼓泡反应器的返混问题,采用脉冲法,在一内径为50 mm、高800mm,床内充以多孔填料,内插一根φ16 mm×2 mm不锈钢-水热管的固定床反应器中,用并流向上的水和氮气进行返混试验研究.利用轴向扩散模型计算反应器轴向Peclet准数,考察了气相流速、液相流速、多孔介质和热管对返混的影响.研究表明反应器中热管的存在加重了返混.     

乙苯脱氢径向绝热反应器数学模型与优化设计

建立了乙苯脱氢制苯乙烯径向绝热固定床反应器的数学模型，结合所测的Ｇ８４Ｃ催化剂的动力学数据，对引进的美国Ｍｏｎｓａｎｔｏ／Ｌｕｍｍｕｓ公司的６００００ｔ／ａ苯乙烯装置的二段径向流动绝热反应器进行了优化计算，结果与原设计基本吻合。当第一反应器的转化率在０．３６～０．３９时，催化剂的总用量最少。     

大型轴向流固定床反应器流场的数值模拟

为了在催化剂床层中实现气体流动速度的均匀分布,对大型轴向流固定床反应器内流场进行数据值模拟.在包含多孔介质区域和无多孔介质的自由空间区域内建立一个统一流场和统一的基本方程组,采用半人工瞬变分方法在半交错不等距非正交曲线贴体混合网格系中进行数值计算,给出一个大型轴向流固定床反应器内流场的计算结果.     

子午加速轴流风机最优化设计方法的研究

本文通过对叶道内的流动损失与气动参数和结构参数间关系的研究,在叶道无叶间隙处气体流动的各基本方程式、扩压因子关系式的基础上,运用最优控制理论建立了子午加速轴流风机最优化设计的数学模型。由于模型的奇异性,本文应用奇异控制原理、广义梯度原理和受控涡流设计思想导出了子午加速轴流风机最优“流型”的设计模型和计算程序。通过最优化设计计算和叶轮性能实验,证明与未优化的叶轮相比绝热滞止效率可提高3％。     

四段冷激式甲醇合成塔的数字模拟

本文就四段绝热、段间冷激式甲醇合成塔建立了拟均相一维模型.利用该数学模型在电子计算机上进行了模拟试验.试验中,保持处理的物料量不变,改变各段进口温度,即变化冷激分率,获得了各种不同的床层温度、浓度分布及甲醇产量.在此试验的基础上,确定了产量与各段进口温度间的关联式,即甲醇产量模型.     

乙苯脱氢绝热式反应器的计算

本文用拟均相一维和二维数学模型对乙苯脱氢制苯乙烯绝热式固定床反应器进行电算,并与现场数据进行了对比,计算结果与现场实测数据的相对误差仅为1～2％。对于热效应不大的反应,用一维和二维模型计算的结果是相近的。计算结果还表明,对于一般反应器,乙苯转化率应控制在35～40％;二段反应器,乙苯转化率应控制在60～65％。     

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。     

ZA-5氨合成催化剂形状系数的测定与应用

在自制的床层压降测定实验装置中,通过对催化剂颗粒床层压降的测定,求得ZA－5氨合成催化剂的形状系数为0．594。将该催化剂的形状系数应用于3段串联绝热轴向固定床氨合成反应器的模拟计算,所得床层压降为0．2123MPa。     

复杂高层结构抗震性能分析

应用ANSYS国际通用有限元计算软件,对复杂高层结构的抗震性能进行分析。编制了ANSYS的接口程序,将PKPM等结构模型转换成ANSYS结构模型。成功地解决了将AN-SYS应用于高层建筑结构抗震分析中的质量转换、剪力及抗倾覆弯矩计算方法等问题。在结构抗震分析中,利用ANSYS强大的参数化计算语言APDL编制了荷载、质量转换程序、层间位移角计算程序、层间剪力计算程序以及结构抗倾覆弯矩计算程序,计算得到了结构的自振周期、结构层间位移角及结构的抗倾覆弯矩,并对计算结果进行分析,计算结果表明,该双塔楼结构在Y向空间协同工作能力较弱,结构加强层对结构的刚度及结构的抗倾覆能力均有较为明显的作用。     

滴流床反应器基于CFD的流体力学研究

基于流体力学模拟软件用计算流体力学(CFD)方法对滴流床反应器进行数值模拟。应用ansys模拟了反应器的轴向气含率、压力降、温度分布、气液相轴向速度分布等数据,依据参考资料结果及实验数据对模拟结果进行检验,得出滴流床反应器对核心温度比较敏感,气液分布器的有效设计十分关键。综合流体流动和反应的模拟计算结果,该文研究的滴流床反应器内流动及反应一整套的框架,从模型的建立、网格划分、运行计算、和后处理的过程已基本成型,可为今后利用非实验手段研究滴流床反应器的设计及学习提供先行和指导作用。     

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.     

规整填料绝热吸收器传热传质特性模拟算法

建立降膜绝热吸收传热传质过程数学模型,通过Nusselt模型对数学模型简化获得液膜流动速度方程,利用有限差分法对数学模型进行离散化处理,采用TDMA算法进行算法设计,程序迭代算法采用二分法.数值计算喷淋溶液温度、初始浓度、流量和吸收压力对传质系数影响,模拟计算规整填料绝热吸收器内溶液温度和浓度分布规律,并利用实验数据验证模型合理性.该数学模型为规整填料绝热吸收器优化设计提供理论基础.     

有轴向返混时反应物浓度的计算

分析了返混对化学反应的影响 ,通过定义返混度概念建立了新的数学模型──轴向返混模型 ,绘制了返混度与Pe及k·Cn - 1A0 ·τ间的关系图 ,并得出了在管式反应器中有轴向返混存在时的新的计算方法 ,该方法通过先计算返混度 ,再计算反应物浓度 ,使原来需通过数值解的计算过程大为简化。     

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.     

多孔陶瓷板固定床生物反应器设计及模拟

设计了一种结构新型的多孔陶瓷固定床生物反应器，与传统的固定床相比，该反应器具有氧传递性能好，能够均匀接种等优点，通过模拟，考察了反应器内的流体流动和气液传递性质，计算证明反应器的供氧能力能够满足链霉菌发酵过程对氧的需求。