Process intensification in gas/liquid/solid reaction in trickle bed reactors: A review

As an important form of reactors for gas/liquid/solid catalytic reaction,trickle bed reactors (TBRs) are widely applied in petroleum industry,biochemical,fine chemical and pharmaceutical industries because of their flexibility,simplicity of operation and high throughput.However,TBRs also show inefficient production and hot pots caused by non-uniform fluid distribution and incomplete wetting of the catalyst,which limit their further application in chemical industry.Also,process intensification in TBRs is necessary as the decrease in quality of processed crude oil,caused by increased exploitation depths,and more restrictive environmental regulations and emission standards for industry,caused by increased environment protection consciousness.In recent years,lots of strategies for process intensification in TBRs have been proposed to improve reaction performance to meet the current and future demands of chemical industry from the environmental and economic perspective.This article summarizes the recent progress in techniques for intensifying gas/liquid/solid reaction in TBRs and application of intensified TBRs in petroleum industry.

移动床热煤气脱硫气固反应过程模拟 Ⅰ错流移动床反应器模型建立

热煤气脱硫是ＩＧＣＣ等高效洁净煤联合循环发电过程的关键技术，本文采用具有净化（脱硫及除尘）一体化潜力并可实现过程连续操作的错流移动床为热煤气脱硫反应器，通过对其反应过程的分析作出合理假设，建立了描述单颗粒脱硫反应及反应器行为的模型方程，并进行了初步的数值模拟计算，结果表明本模型的计算结果可较好地解释前人的实验工作。

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。

单片扩散反应器测定气-固催化反应中的有效扩散系数——Ⅱ.催化剂片中心反应物浓度的测定

设计了一个能同时测定体相反应速率和催化剂片中心浓度的单片扩散反应器,研究了Pd/HM型轻质烷烃异构化催化剂上的正已烷异构化反应。根据Thiele-Zeldovich模型,从动力学实验中算得的有效扩散系数,和同一催化剂片上物理过程测得的有效扩散系数基本相等。

单片扩散反应器测定气-固催化反应中的有效扩散系数——Ⅰ.多孔介质中的扩散系数

根据多孔介质的“尘埃气”模型,用单片扩散反应器测定了气体在Pd/HM型轻质烷烃异构化催化剂中的有效努森扩散系数、有效分子扩散系数及粘性流动参数。考察了压片条件对催化剂内孔结构参数的影响。压片催化剂能很好的模拟工业挤条异构化催化剂的孔分布。实验结果表明,该反应器装置在室温到350℃条件下具有满意的结果。

“乙醇脱水反应制乙烯实验”综述报告

乙烯产量是衡量一个国家石油化工工业发展水平的重要标志。乙醇脱水制乙烯是一种不同于传统石油烃类裂解的方法,该反应是一个吸热、分子数增不变的可逆反应。提高反应温度,降低反应压力,都能提高反应转化率。通过“乙醇脱水反应制乙烯实验”的学习,让同学们了解该反应的反应机理,以及气固相管式催化反应器的构造、原理和使用方法;学会动态控制仪表的使用,学习气体在线分析的方法和定性、定量分析,为即将进行的毕业实习及毕业设计打下基础。

关于气固相催化反应中扩散控制对反应选择性影响的探讨

从定量角度描述气固相催化反应中内外扩散过程对反应选择性（Ｓ）的影响，并以两个独立并存的反应类型的内外扩散过程对Ｓ的影响为例进行定量讨论。结果表明，采用上述定量的方法，直观明了，更具有说服力，学生易于理解。

双管式多孔陶瓷膜反应器流场的计算流体力学数值模拟

利用计算流体力学(CFD)数值模拟方法研究双管式多孔陶瓷膜反应器内的宏观流场特性,模拟双管式多孔陶瓷膜反应器的膜分布器和膜分离器的速度场,系统考察循环流速、进料流速和催化剂含量对反应器内流体动力学特性的影响。结果表明:循环流速的增大能够提高膜表面的剪切速率,减少催化剂颗粒在膜表面的吸附。进料流速的增大能够提高膜渗透通量,促进固相催化剂的均匀分布。初始固相催化剂体积分数为001时,固相催化剂分散较均匀。