全混流反应器异常操作工况下反应温度预测方法及危害分析

采用数学拟合方法,根据不同温度下反应物含量变化的实验数据获取釜式反应器中主反应的动力学参数,根据加速量热仪法测定二次反应温度随时间的关系确定二次反应的动力学参数,并基于热量衡算和反应动力学研究建立全混流反应器(CSTR)的温度预测模型,研究了CSTR异常操作工况下反应温度的预测方法,并进行了危害分析。模拟结果显示,对常规n级放热反应,该模型可简单准确模拟不同操作条件下CSTR内操作参数随时间的变化关系,在换热失效条件下,反应温度最高可达130℃;所建立的模型可定量模拟异常工况下反应温度、组分含量及热负荷的变化,可为反应器异常操作工况下的反应危害分析提供数据支持,对反应工艺和反应器设计及本质安全的实现具有指导意义。

对二甲苯氧化反应器连续全混流模型

在对二甲苯液相催化氧化动力学研究的基础上,比较了化学反应速率与气液传质速率的相对大小。结果表明,工业反应器中,该氧化过程受化学反应控制,动力学是影响反应速率的主要因素。从而不计传质,并将反应器考虑成CSTR模型,模拟计算结果与实际值比较吻合。用此模型对影响反应的各工艺条件的计算机试验表明,停留时间延长、催化剂浓度增加、温度升高、Br/Co(摩尔比)比增大有利于提高TA收率和降低4-CBA浓度,但燃烧消耗加剧;Co/Mn(摩尔比)配比对主反应影响不大,但燃烧副反应随Co/Mn配比增大而增大。

从全混流反应器热稳定性的角度探讨高危工艺的危险性

通过对全混流反应器(CSTR)热平衡条件下多态的分析,探讨热稳定性条件,并对一级不可逆反应在CSTR中的热稳定性进行定性分析;探讨不同反应热和活化能对反应过程热稳定性的影响,及其对反应器发生"飞温"事故要求紧急停车时的控制要求的影响,进而从反应工程的角度对高危工艺的界定提出新的思路。分析结果表明,工艺的危险性不仅与工艺的种类相关,更与工艺本身的热力学、动力学特征密切相关。通过对高危工艺的热稳定状况的分析,能够动态地揭示其在温度扰动下发生"飞温"或"熄火"的过程,从本质上把握高危工艺潜在的危险性,并能有针对性地制定自动化改造方案,提高化工企业的本质安全度。

LabVIEW在全混流反应器仿真中的应用研究

尝试把虚拟仪器与具体化工应用相结合,利用虚拟仪器开发环境LabVIEW开发了全混流反应器仿真系统,并具体针对一个一级不可逆放热反应进行了模拟计算,结果表明LabVIEW用于化学化工领域具有广阔的应用前景,是进行建模仿真的好工具。

多级串联等体积全混流反应器与平推流反应器的等效性研究——以二级不可逆反应为例

在多级串联全混流反应器中针对二级不可逆反应,推导出第N级串级反应器的出口浓度表达式。为与平推流反应器进行比较,引入反应器的相对效率,在平推流反应器中一定的转化率条件下,考察反应速率常数和反应物初始摩尔比大于1的情况下对串联级数的影响。通过实例计算,得出随着相对效率的增大,串联反应器级数随之增大。而当串联级数达到5时,相对效率达到94%以上。此外,随着反应速率常数和反应物初始浓度比的增大,串联全混流反应器级数在相对效率固定的情况下都会达到有限的级数,即在5个串级以内就可以达到较高的相对效率。

全混流反应器优化组合的讨论

本文讨论了全混流反应器的优化组合,提出了简单易行的确定“最优点”的解析计算法他图解法,为反应器组合的研究和工业装置的优化排列提供了参考.

全混流反应器热稳定性的参数敏感性分析

有许多伴随着大量的热量释放的化学反应过程,是在多相反应器(非均相催化反应器、气液反应器)中完成的。从安全的角度来看,它们代表了化学工业中最危险的操作单元。对这类全混流特质反应器,操作参数对对其热稳定性的影响程度可以用参数热敏感性加以表述。本文推到了操作过程中变化的参数V_0、C_(A0)、T_i、T_c、U、(-H_r)、x_A对热稳定性的影响。

精解全混流反应器热衡算

依热力学理论 ,建立了科学衡算反应器的热力学方程。就国内外一些论著中的疑点、误点进行了辨析、论证 ,得出了理想流动反应器之一的全混流反应器 (continuousstirredtankreactor)新型的热量衡算方程精确解 :(△Hr) T0 FA0 XA+FtCpt(T -T0 ) =U(Tm-T)A ,说明了其应用 ,为反应器严谨的热计算提供了可靠的方法。本文论述谨以全混流反应器为代表 ,但其方法不失通用性 。

维持全混流反应器热稳定性的操作条件讨论

维持全混流反应器在操作过程的热稳定性,必须同时满足热平衡条件和热稳定条件。通过讲一步的分析论证得出,维持全混流反应器热稳定性须控制传热温差小于某一最大值,即冷却介质的出口温度必须高于某一最低值;同时,在既定的冷却介质温度和传热温差下,热稳定性条件还要求平均反应时间必须大于某一最小值,满足其中任何一个条件就可满足热稳定性,该结果适用于复杂反应体系。

多级串联等体积全混流反应器与平推流反应器等效性研究——以二级可逆反应为例

在多级串联全混流反应器中,在等温等容条件下给出了二级可逆反应第N级反应器的出口浓度表达式。讨论了在相同操作条件下,达到平推流反应器的转化率所需要的等体积串联全混流反应器的级数N;主要考察了正反应速率常数k1、平衡常数K、反应物初始浓度之比M、停留时间τ等因素对N的影响,得出了N与正反应速率常数k1、相平衡常数K以及停留时间τ的关系曲线呈抛物线,有极大值N=7,串联2~7个等体积全混流反应器就可达到要求;且随着M的增大N没有太大变化,而且,随着k1,K,M以及τ的增大,转化率增大。此外,当N〈5时,转化率增长较快,当N〉5时,增长较缓慢。

全混流釜式反应器控制策略和最优操作方案

本文采用数学模型方法 ,以不同控制策略提出了全混流釜式反应器中进行不同类型反应的最优操作方案 ,可用于指导反应过程的开发设计。

求多级串联全混流反应器的出口浓度-1/3级不可逆反应

在多级串联全混流反应器中进行1/3级不可逆反应时,可用作图法和代数法求每一段反应器的出口浓度。但图解法不够精确,代数法又较为繁琐,而且当反应器个数很多时,上述两种方法则无能为力。考虑以上两种方法的不足,就具体实例,寻求了另外一种方法,即依据第N段反应器的出口浓度的表达式,利用C++语言编制程序,通过该程序能够快速求出每一段反应器的出口浓度,结果与代数法计算结果基本一致。该法具有简便、精确、高效以及通用的优点,不仅在多级串联全混流反应器的设计中具有重要应用价值,而且在实际的化学工业生产中也具有重要意义。

超临界流体萃取天然产物的多级全混流模型

文章基于超临界流体萃取天然产物的柱塞流模型,推导出了通用性强且易求解的多级全混流模型,确定全混层数n、分配系数Γ和特征萃取时间Θ为影响萃取过程的三个主要参数。通过对模型的数值求解结果及参数敏感性分析表明,在文章参数选择范围内,即Γ>0.004、Θ>0.5的范围内,柱塞流模型可以近似地由n=10的多级全混流模型代替。

全混流反应器的热稳定性对传热温差限制的探讨

本文导出了为在全混流反应器内实现热稳定操作时对传热温差的限制条件，可作为选定反应器与换热介质温度的依据。

全混流反应器的定态操作点的讨论

从全混流反应器的热稳定性的角度讨论了全混流反应器操作点的选择问题，分析了各定态操作点的稳定性。指出应选择稳定的定态点作为操作点，当条件限制了选择范围时，可通过改变传热能力、介质温度达到改善定态操作点条件的目的。

用循环反应器实现全混流时最小循环比R_（min）的探讨

在科研生产中，为保证合适的工艺条件，常常需采用全混流反应器，可全混流反应器一般可用调节循环反应器循环比的方法来实现．本文通过详细计算，作出了不同反应率下用循环反应器实现全混流时最小循环比Ｒｍｉｎ的关系曲线，可供生产和科研使用．

全混流反应器内流动规律模拟研究

研究了一种接近全混流的小型气固相反应器,可以用于在实验室研究时需要实现全混流接触状态的气固相反应的研究。采用计算流体力学软件(CFD)进行模拟得到最优结构,其结构包括1个圆锥形反应器主体,4个连接在反应器主体底部的进料口,1个连接在反应器主体上部的出料口。气体从4个进料口进入,催化剂在流动过程中从中部掉落,形成气体水平转动,催化剂垂直转动的流动方式。通过对结构参数、进气速度的考察,表明该反应器可以在没有搅拌器的情况下使气固相接触达到接近全混流的状态,其结构简单,对分析方法要求不高,特别适用于反应动力学的研究。

全混流浸出钒渣焙烧熟料实验研究

实验室条件下,研究了全混流浸出工艺中液固比、浸泡时间、浸出温度、搅拌强度及部分交互条件对浸出效果的影响。结果表明:控制液固比为3、浸出时间30min以上、操作温度80℃以上、搅拌转速30rpm,可保证浸出率在97.5％以上。

多级全混流串联模型 E(t)函数的数学归纳法推导

关于多级全混流串联模型停留时间分布密度函数，现行教材中多采用一般归纳法导出．作者结合教学实践，采用教学归纳法作了推导证明，简捷明快．

全混流反应器优化组合的讨论

在化工生产中为适应不同产品和不同反应的要求,常常需要各种不同型式的简单反应器（平推流反应器、全混流反应器等）进行各种组合（串联、并联等）。比如若干个全混流反应器的串联,可以减少返混的影响,使每个反应器中反应物的浓度维持在较高的水平。而循环反应器及其串联可以使原为平推流的反应器具有全混流的某种特征。但反应器的组合不仅要满足生产的要求(处理量FA0和转化率XA等)而且要在满足生产要求的前提下尽可能做到优化组合,即使反应器的体积为最小,或者在反应器体积一定的情况下使物料的转化率或收率为最高。本文拟就全混流反应器的优化组合进行讨论。