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二氧化碳加氢制甲醇轴向反应器模拟

天然气化工—C1化学与化工 2020年第4期45卷 76-81页

作者：朱恺杰马宏方张海涛房鼎业李涛华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心上海200237

针对二氧化碳加氢生产甲醇的轴向反应器,建立了一维拟均相数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对二氧化碳加氢反应动力学模型中的各参数进行了修正拟合,通过MatlabR软件计算了二氧化碳加氢反应器中的反应情况,并优化了反应器的操... 详细信息

针对二氧化碳加氢生产甲醇的轴向反应器,建立了一维拟均相数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对二氧化碳加氢反应动力学模型中的各参数进行了修正拟合,通过MatlabR软件计算了二氧化碳加氢反应器中的反应情况,并优化了反应器的操作参数,得到了较优的反应器操作条件:进料n(CO2):n(H2)为1:4、n(CO2):n(CO)为10:1、温度为235℃,管外换热水温度230℃,单管进料速度为2.1 mol/s。在此条件下,二氧化碳的转化率为17.9%,目标产物甲醇的选择性为72.8%,单套生产能力为300 kt/a,为工业化反应器设计提供了理论支持。

关键词：二氧化碳加氢甲醇反应器模拟轴向反应器

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乙炔氢氯化固定床反应器的模拟分析

浙江大学学报（工学版） 2012年第4期46卷 749-755页

作者：陈静程党国陈丰秋浙江大学化学工程与生物工程学系浙江杭州310027

根据对乙炔氢氯化反应动力学以及工业装置实际运行状况的分析,建立固定床反应器拟均相二维有效扩散数学模型.结合中试经验数据,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.模拟结果显示,计算所得固定床内温度和... 详细信息

根据对乙炔氢氯化反应动力学以及工业装置实际运行状况的分析,建立固定床反应器拟均相二维有效扩散数学模型.结合中试经验数据,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.模拟结果显示,计算所得固定床内温度和转化率分布与工业数据相符.利用模型计算结果分析发现,当催化剂活性水平较低时,乙炔空速和催化剂活性对反应结果有较大影响,将两者进行关联,可以建立不同催化剂活性水平下的最佳乙炔空速计算公式.通过对工业条件下不同管壁温度和不同反应管尺寸的模拟分析,可知现在工业上设置的管壁温度98℃和反应管尺寸51mm×3.5mm都是合理的.

关键词：乙炔氢氯化固定床反应器反应器模拟最佳空速

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苯酚加氢反应器模拟和工艺条件优化

石油化工 2018年第9期47卷 976-984页

作者：邹芳蓉李涛蒋立立张海涛房鼎业华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心上海200237 华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室上海200237

针对苯酚加氢生产环己酮的管式固定床反应器,建立了一维拟均相数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型;对苯酚加氢反应动力学模型中的各参数进行了计算拟合,通过Matlab软件计算了苯酚加氢反应器中的反应规律,并证明了所建立的一维拟均... 详细信息

针对苯酚加氢生产环己酮的管式固定床反应器,建立了一维拟均相数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型;对苯酚加氢反应动力学模型中的各参数进行了计算拟合,通过Matlab软件计算了苯酚加氢反应器中的反应规律,并证明了所建立的一维拟均相数学模型的可靠性。考察了反应器的操作参数对苯酚加氢反应的影响,综合考虑各参数的影响,得到了较优的反应器操作条件:气体入口温度185℃、原料气进料量300 mol/s、操作压力0.2 MPa、原料气中氢气与苯酚的摩尔比6∶1、管外载热体温度180℃。在此条件下,苯酚的转化率为98.8%,目标产物环己酮的选择性达到91.7%,满足工业生产要求,为工业化反应器设计提供了理论依据。

关键词：苯酚加氢环己酮反应器模拟一维拟均相模型

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草酸二甲酯加氢制乙二醇径向反应器模拟

天然气化工—C1化学与化工 2019年第5期44卷 57-62页

作者：顾杰李涛房鼎业张海涛华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心

针对草酸二甲酯加氢生产乙二醇的径向绝热床反应器,建立了一维拟均相数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对草酸二甲酯加氢反应动力学模型中的各参数进行了计算拟合,通过Matlab软件计算了草酸二甲酯加氢反应器中的反应规律,并考... 详细信息

针对草酸二甲酯加氢生产乙二醇的径向绝热床反应器,建立了一维拟均相数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对草酸二甲酯加氢反应动力学模型中的各参数进行了计算拟合,通过Matlab软件计算了草酸二甲酯加氢反应器中的反应规律,并考察了反应器的操作参数对加氢第一反应器的影响,为工业化反应器设计提供了理论依据。

关键词：草酸二甲酯加氢乙二醇反应器模拟径向反应器

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甲烷化反应工艺流程和反应器模拟

化学工程 2016年第8期44卷 42-47页

作者：沈叶婷张海涛房鼎业李涛华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心化学工程联合国家重点实验室上海200237 华东理工大学煤气化及能源化工教育部重点实验室上海200237

通过分析绝热反应曲线和反应过程CO转化率曲线,设计可行的多级绝热固定床甲烷化工艺流程,得到了一个第一甲烷化反应器循环比为3.0,反应器个数为3的甲烷化反应系统。建立绝热固定床反应器的一维拟均相数学模型,在工业操作条件下,分析了... 详细信息

通过分析绝热反应曲线和反应过程CO转化率曲线,设计可行的多级绝热固定床甲烷化工艺流程,得到了一个第一甲烷化反应器循环比为3.0,反应器个数为3的甲烷化反应系统。建立绝热固定床反应器的一维拟均相数学模型,在工业操作条件下,分析了该流程中3个甲烷化反应器内的温度和摩尔分数分布规律。在合成气的进料速度800 kmol/h,进料温度553 K,操作压力为3.0 MPa,氢碳物质的量比约为3.0,循环比为3.0的条件下,模拟结果表明:物料在3个反应器出口的温度分别为879,725,611 K;甲烷干基摩尔分数分别为53.48%,79.24%和95.49%;CO在3个反应器出口的转化率分别为82.18%,99.41%和100%。第3反应器出口CH4干基摩尔分数为95.49%,满足了工业生产要求。

关键词：甲烷化绝热固定床反应器一维拟均相反应器模拟

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煤焦油加氢脱氧工艺研究及反应器模拟

煤焦油加氢脱氧工艺研究及反应器模拟

作者：宋兆洋西安石油大学

学位级别：硕士

世界石油资源的枯竭,原油替代品的研究引起了人们重视。煤焦油作为煤炭热解的副产物,具有加工生产汽、柴油的潜在价值为业内所重视。目前煤焦油加氢技术已经实现了工业化,但加工技术基本照搬原油炼制技术,缺乏独立炼制技术。煤焦油不同... 详细信息

世界石油资源的枯竭,原油替代品的研究引起了人们重视。煤焦油作为煤炭热解的副产物,具有加工生产汽、柴油的潜在价值为业内所重视。目前煤焦油加氢技术已经实现了工业化,但加工技术基本照搬原油炼制技术,缺乏独立炼制技术。煤焦油不同于原油,具有很高的氧含量。这些含氧化合物对油品燃烧的稳定性、发动机的使用寿命等都会产生很大影响,因此对于煤焦油中氧的除去尤为重要。本文以240℃低温煤焦油为原料,Ni Mo/γ-Al2O3为催化剂,在固定床反应器上完成了加氢脱氧实验。研究分析了反应条件(温度、压力、空速)对产物组成及性质的影响,总结了煤焦油加氢脱氧反应规律。基于加氢实验结果,建立了含氧化合物的加氢脱氧、芳环的加氢饱和以及加氢裂化的三相反应器模型。并对模型的模型参数进行了拟合、验证。采用所建立的动力学模型对加氢脱氧反应器进行模拟。讨论煤焦油加氢脱氧反应过程中反应物和产物的压力、浓度随催化剂床层的变化规律。分别对三种反应的催化剂效率因子以及西勒模数随催化剂床层的变化规律进行了分析。研究得到以下结论:(1)研究发现加氢饱和、裂化、脱氧三种反应不仅是同时发生的,更是相互影响的。当通过改变工艺条件去促进煤焦油中的脱氧反应,加氢饱反应与加氢裂化反应的速率也会随之提高。通过对加氢产物中的硫、氮含量分析可知,在高温、低空速时,加氢脱硫速率大于加氢脱氮速率。而在高压下,反应速率大小正好相反。(2)基于gproms软件建立了含氧化合物加氢脱氧、芳环的加氢饱和以及加氢裂化动力学模型。通过非线性拟合得到了三种反应的活化能分别为:74092 J/mol、94147 J/mol、107897 J/mol,反应级数分别为1.38、1.34、1.21。准确度验证结果显示,模型参数误差均小于9%。对三种反应速率常数进行求解发现,加氢脱氧速率>加氢饱和速率>加氢裂化速率。通过对加氢脱氧反应器模拟发现,高温、高压、低空速有利于加氢脱氧反应。影响顺序依次为:温度>压力>空速。三种反应的催化剂效率因子随催化剂床层的增加而增大。加氢脱氧反应的催化剂效率因子较低,内扩散对其反应的影响存在。加氢饱和反应和加氢裂化裂化反应的催化剂效率因子均为1左右,扩散对于反应的影响可以忽略。

关键词：煤焦油加氢脱氧固定床反应器动力学模型反应器模拟

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合成气甲烷化反应器模拟和工艺条件优化

天然气化工—C1化学与化工 2015年第4期40卷 57-63页

作者：王兆东李涛华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心上海200237

通过分析和简化合成气制天然气甲烷化工艺流程,建立了第一甲烷化绝热固定床反应器的一维数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对合成气甲烷化反应动力学模型中的甲烷化反应平衡常数进行了计算分析和调整,用Matlab计算了第一甲烷化... 详细信息

通过分析和简化合成气制天然气甲烷化工艺流程,建立了第一甲烷化绝热固定床反应器的一维数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对合成气甲烷化反应动力学模型中的甲烷化反应平衡常数进行了计算分析和调整,用Matlab计算了第一甲烷化反应器中浓度和温度分布。考察了反应器各个操作参数对床层的影响,综合各种参数影响因素,反应器较优的操作条件如下:合成气的进料速度800kmol/h,进料温度553K,操作压力为3MPa,氢碳比在3左右,循环比为3。在此条件下,第一甲烷化反应器的出口温度在873 K左右,CO的转化率为82.18%,出口气体中CH4的干基的物质的量分数达到57.07%,满足工业生产要求,为工业化反应器设计提供了理论依据。

关键词：合成气甲烷化反应器模拟绝热固定床

二氧化碳加氢制甲醇的轴向反应器模拟及工艺条件的优化

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二氧化碳加氢制甲醇的轴向反应器模拟及工艺条件的优化

作者：朱恺杰华东理工大学

学位级别：硕士

二氧化碳替代一氧化碳进行加氢反应制备甲醇是目前比较契合甲醇经济和节能减排的工艺技术。本文根据文献数据结合反应机理建立了动力学模型,建立了以Lurgi轴向列管式反应器为基础的反应器模拟系统,探究了二氧化碳加氢体系的实际操作性... 详细信息

二氧化碳替代一氧化碳进行加氢反应制备甲醇是目前比较契合甲醇经济和节能减排的工艺技术。本文根据文献数据结合反应机理建立了动力学模型,建立了以Lurgi轴向列管式反应器为基础的反应器模拟系统,探究了二氧化碳加氢体系的实际操作性和稳定性,研究了反应条件变化和反应器设计对反应体系的影响,并对催化剂失活工况下的可操作性进行了探讨。对二氧化碳加氢制备甲醇反应的机理进行分析,建立了符合L-H-H-W理论的动力学模型并求解了动力学模型参数。对二氧化碳加氢反应进行分析,以二氧化碳和一氧化碳为关键组分进行物料衡算,建立了一维拟均相数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对反应动力学模型中的各参数进行了修正拟合,通过Matlab软件计算了二氧化碳加氢反应器中的反应情况,并优化了反应器的操作参数,得到了较优的反应器操作条件:碳氢比为1:4,CO2:CO=10:1、进料温度为235℃、管外换热水温度230℃、单管进料量为2.1mol/s。在此条件下,二氧化碳的转化率为17.9%,目标产物甲醇的选择性为72.8%,单套生产能力为300kt/a,为工业化反应器设计提供了理论支持。考察了催化剂失活下的反应效率以及通过适当操作后取得的效果,表明工厂可在允许范围内升温、加压操作,延长催化剂使用寿命,使得二氧化碳加氢制甲醇反应系统整体性能维持稳定。

关键词：二氧化碳加氢甲醇反应器模拟轴向反应器

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基于液固两相流的污水处理反应器CFD模拟

化学工程与装备 2022年第1期 248-251页

作者：许琪万艳雷陈浩周秋红李迎喜长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北省长江流域水环境综合治理工程技术研究中心清华大学环境学院水质与水生态研究中心

污水处理中由于部分反应器结构与流场复杂，采用计算流体力学开展模拟研究具有较好经济性与实用性。本研究以某污水处理厂实际运行的氧化沟反应器为对象，构建三维液固两相流CFD模型，通过比较不开启转碟曝气机与潜推、只开启一组转碟... 详细信息

污水处理中由于部分反应器结构与流场复杂，采用计算流体力学开展模拟研究具有较好经济性与实用性。本研究以某污水处理厂实际运行的氧化沟反应器为对象，构建三维液固两相流CFD模型，通过比较不开启转碟曝气机与潜推、只开启一组转碟曝气机、只开启一台潜推的三种不同模拟运行方案，发现转碟曝气机与水下推进器均会对污泥体积分数分布产生明显影响，在同区域内污泥体积分数与流速成反比，该模型的成功构建可以进一步的用于氧化沟反应器的优化运行。

关键词：计算流体力学污水处理反应器模拟多相流污泥沉积