乙烯氧化反应器数学模拟

针对扬子石化公司乙烯氧化制环氧乙烷工业规模的壁冷式固定床反应器,在YS-6型银催化剂宏观动力学模型的基础上加以修正,获得了YS-7型银催化剂宏观动力学模型,建立了环氧乙烷合成固定床反应器的一维拟均相模型,通过模型计算值与工业生产实际值的比较,两者相差很小,验证了反应器模型和所用的宏观动力学模型的准确性,可用作扬子石化公司环氧乙烷合成反应器的模拟与操作优化。

环氧乙烷合成反应器数学模拟

针对扬子石化公司乙烯氧化制环氧乙烷工业规模的壁冷式固定床反应器,在YS-6型银催化剂宏观动力学模型的基础上加以修正,获得了YS-7型银催化剂宏观动力学模型,建立了环氧乙烷合成固定床反应器的一维拟均相模型。通过模型计算值与工业生产实际值的比较,发现两者相差很小,从而验证了反应器模型和所用的宏观动力学模型的准确性,可用作扬子石化公司环氧乙烷合成反应器的模拟与操作优化。

列管固定床反应器内CO氧化偶联制草酸二甲酯反应模拟及优化

针对列管式固定床反应器中的单根反应管,采用在接近工业条件下获得的CO氧化偶联制草酸二甲酯动力学方程,建立了一维、二维拟均相模型,并与单管实验结果进行了对比,结果表明一维拟均相反应器模型更能准确描述单管反应器内的CO偶联反应。进一步利用一维拟均相模型模拟计算了操作参数对床层热点温度、反应转化率、产物选择性及床层压降的影响,分析了反应器热点温度对操作参数的敏感性。计算结果表明:冷却介质温度对反应管热点温度、亚硝酸甲酯转化率有较大影响,是需要严格控制的工艺指标;较低的空速容易引起反应器飞温;反应器进口压力、原料气进料温度和反应物组成在计算范围内对反应器热点温度影响相对较小。为了提高偶联反应器的负荷和强化床层内的传热效果,可以将进料空速提高至4000 h^(-1),同时,可以通过将反应器进口压力增大至500 kPa来降低压缩机能耗。研究结果可为现有列管式CO氧化偶联反应器的改进和工艺优化提供参考。

环己醇脱氢制环己酮工艺的动态模拟

通过对环己醇脱氢反应器的类型及物料的流动方式进行分析,依据物料衡算和能量衡算关系式,结合在铜锌催化剂下脱氢反应动力学模型,建立了环己醇脱氢反应器的一维拟均相动态数学模型,得到了环己醇转化率及温度沿轴长的分布。模拟结果与实际生产过程相符,表明所建立的模型能够准确地模拟工艺过程。

苯酚加氢反应器模拟和工艺条件优化

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。

基于MATLAB的四段冷激式氨合成塔模拟与操作优化

采用一维拟均相数学模型 ,模拟计算了国内具有代表性的日产千吨的Kellogg氨合成塔操作工况 ,在此基础上运用MATLAB语言对该塔的操作工况进行优化。结果表明 ,通过对现有塔操作条件的优化 ,可以达到提高产量的目的。

装填不同催化剂甲醇合成器的性能模拟

以CO加氢、CO_2加氢合成甲醇(CH_3OH)反应为关键反应,选取CO、CO_2和CH_3OH为关键组分,建立了某厂年产20万t CH_3OH合成反应器的一维拟均相数学模型,在相同的操作条件下,模拟了分别装填C301、C302、C306、NC309和SC309催化剂时反应器的性能。使用龙格-库塔法求得反应器中温度分布和物料的浓度分布,比较了不同型号催化剂的性能,并讨论了沸腾水温度的影响。

硫磺回收工艺的动态模拟

对克劳斯法硫磺回收生产工艺进行了动态模拟,建立了燃烧炉反应器和转换反应器的数学模型。通过对反应装置物料流动方式的分析,结合反应动力学、物料衡算和能量衡算,建立了燃烧炉反应器的全混流数学模型以及转换反应器的一维拟均相数学模型,并选用序贯模块法计算。通过对动态模拟的数值与实测值结果比较,证明了建立的数学模型能够很好地模拟工艺流程。