基于计算流体力学的流化床气体分布器结构研究

分布器是流化床反应器中重要的内构件之一。现有研究多集中在分布器类型和排列方式的优化及设计,而较少关注分布管结构对反应器内流动特性的影响。本研究在传统管式分布器的基础上,提出了一种带有文丘里结构特征的管式分布器,通过计算流体力学模拟对比了传统管式分布器和新型分布器的流体力学性能。结果表明:同等工况下,相对于传统管式分布器,新型分布器的压降降低38.10%~62.82%,出口气体速度不均匀度更低,气体分布更加均匀。

循环流速对环管反应器内液-固二相流动影响的CFD模拟

以聚丙烯工艺中的环管反应器(包括环管与轴流泵)为研究对象,首先通过CAD软件绘出该反应器的三维模型,然后在Gambit软件中划分该系统的网格。在此基础上,建立了环管反应器内液-固两相的"颗粒动力学-欧拉双流体"模型。其中,采用颗粒动力学描述固相(颗粒相)黏度与压力,采用多重坐标系模型描述轴流泵。采用上述模型模拟了循环流速对环管反应器内液-固两相流动行为的影响。结果表明,高循环流速有助于颗粒在环管"直管"部分均匀分布,但将造成颗粒在环管"弯管"部分不均匀分布。

Spheripol聚丙烯工艺的环管反应器模拟

在Aspen Polymers Plus软件平台上模拟Spheripol聚丙烯工艺中核心液相环管反应器,采用了等效的全混流反应器模型和组合式环管反应器模型,结合工厂现场采集的数据,拟合了丙烯聚合反应动力学模型,并将该模型用于2种环管反应器模拟方法的比较。采用组合式环管反应器模型考察了丙烯聚合反应循环比对反应器撤热、聚丙烯产量和相对分子质量分布、反应器内氢气浓度分布的影响。结果表明,在高循环比操作条件下和误差允许范围内,环管反应器可以等效为一个全混流反应器。当控制环管反应器夹套冷却水出口温度不变时,过低的循环比使得反应器内的温度分布不均匀,而过高的循环比则使环管反应器的撤热能力下降;当循环比增加时,环管反应器内的温度和组分浓度梯度减小,停留时间分布均匀,趋于全混流状态,催化剂活性得到充分发挥,聚丙烯产量也相应增加。

环氧丁烷尾气溶剂吸收及精制工艺

针对以过氧化氢乙苯法生产1,2-环氧丁烷(简称环氧丁烷)工艺中环氧丁烷尾气难回收问题,提出了以环氧丁烷精制单元萃取剂正辛烷为吸收剂和利用精制单元萃取精馏塔同时作为解吸塔的环氧丁烷回收新工艺。该工艺同时考虑无催化环氧丁烷水解生成1,2-丁二醇,利用1,2-丁二醇与正辛烷可形成最低温度非均相共沸物特性,侧线采出共沸物脱除1,2-丁二醇达到纯化循环萃取剂提高萃取效率的分离目标。选用NRTL热力学方法,对上述流程进行了全流程模拟和优化设计,分析了溶剂比、理论塔板数、吸收剂进料温度等主要工艺参数对分离的影响规律。结果表明:新工艺对环氧丁烷回收率达到99.99%(质量),对环氧丁烷工业装置产能提升、节能降耗和挥发性有机物(VOCs)治理具有实际应用价值。