大型国产化聚丙烯环管反应器发展现状与展望

介绍了聚丙烯的特性、应用、发展状况、环管法聚丙烯工艺,以及大型国产化聚丙烯环管反应器的工业应用、特点、技术发展、创新与突破、结构发展及原理与工作原理。同时展望了环管反应器未来的研究与发展方向。

管径对聚丙烯环管反应器内部流场的影响

文章通过运用计算流体力学(CFD)软件,对聚丙烯环管反应器内部流体在相同流速不同管径下的流场进行研究分析。通过对求解计算得到的相同速度不同管径下流场中的速度云图、压力云图以及湍动能云图的研究分析,判断出在何种管径下聚丙烯环管反应器的结构设计最为合理,丙烯聚合反应能够正常进行,对丙烯聚合反应更有利。

温度对聚丙烯环管反应器热膨胀的影响研究

文章针对温度对聚丙烯环管反应器热膨胀的影响进行了研究,首先通过运用三维软件、ANSYS软件等,对聚丙烯环管反应器膨胀节进行三维模型的建立以及网格划分;其次通过运用ANSYS软件对膨胀节进行应力分析,通过分析计算可以得到受外力与温差作用下膨胀节膨胀情况的应力云图;最后通过对应力分析结果的对比研究,进一步验证受温度影响膨胀节膨胀的位移与筒体膨胀位移是否一致,减小不同步膨胀产生的应力约束;并且采用第三强度理论与第四强度理论分别对环管反应器温差叠加后的总应力水平进行有效评价。

流速对聚丙烯环管反应器内部流场的影响研究

文章通过运用计算流体力学(CFD)软件,对聚丙烯环管反应器在相同管径不同流速下进行流场特性研究,首先进行三维模型的建立以及网格划分,同时建立好数学模型与边界条件,其次对三维模型进行求解计算,通过求解计算可以得到流体在流场中相同管径不同流速下的速度云图、压力云图与湍动能云图。最后通过对模拟计算结果的研究与对比分析,进一步判断出在何种流速下聚丙烯环管反应器的结构设计最为合理,丙烯聚合反应能够正常进行,对丙烯聚合反应更有利。

聚丙烯环管反应器流场分析前处理及求解阶段的研究概述

首先通过运用AUTOCAD、ANSYS等软件,分别对聚丙烯环管反应器进行了二维工程图的建立、三维模型的建立以及网格划分。最后在数学模型的建立与边界条件的设定后,我们通过运用流体力学软件对三维模型进行求解计算。

基于CFD对工业规模聚丙烯八腿环管反应器内部的流场特性研究

文章通过运用AUTOCAD、ANSYS等软件,分别对聚丙烯环管反应器进行了二维工程图的建立、三维模型的建立以及网格划分。最后在数学模型的建立与边界条件的设定后,通过运用流体力学软件对三维模型进行求解计算,通过对求解计算后得到的聚丙烯环管反应器内部的流场流线图、速度矢量图、速度云图、压力云图以及湍动能云图进行研究与分析,以实现对聚丙烯环管反应器内部流体流场特性研究的目的。

温度对聚丙烯环管反应器内部流场的影响研究

针对温度对聚丙烯环管反应器内部流场的影响进行了研究,首先通过运用AUTOCAD、ANSYS等软件,对聚丙烯环管反应器进行二维工程图的建立、三维模型的建立以及网格划分,同时建立好数学模型与边界条件。其次通过运用流体力学软件对三维模型进行求解计算,通过求解计算可以得到聚丙烯环管反应器在不同温度下内部流场中的温度云图。最后通过对温度云图的研究与对比分析,进一步判断出在何种温度下,环管反应器内部温度的分布更为均匀,对丙烯聚合反应更有利。

浅议环管反应器模块化安装工艺要点

在某个乙烯建设项目中,该装置有2台环管反应器(Ⅲ类压力容器),设备主体由6段反应管Φ508(外径)/夹套Φ600(内径)×42000构成。目前,在环形管道反应器中,普遍采用的安装方式主要有单杆吊装和整体装配两种。单管吊装方法,将一根立管安装到位,然后在高处安装大弯管,此种方法具有占地面积小、吊机容量小、施工难度大、施工难度大等特点;成片组装法指的是,首先将相邻的两根立管与上部大弯头在地面组装成片,吊装就位,最后再安装下部大弯头。这种工法具有高空作业少的优势,但是需要较大的组装场地和较大能力的吊车。本装置在项目前期就已做好充分的规划,并以模块化的形式(含辅助钢结构)完成了整个装置的安装。

环管反应器内液固两相流的数值模拟

为了对环管反应器内液固两相的流动形态进行研究,建立了以颗粒动力学为基础的Euler-Euler双流体模型。在浆液流速远大于自由沉降速度的情况下,模拟了不同浆液入口速度时的环管反应器上升段压力降,同时对管道内液固两相流中的一些重要参数进行了数值研究:在入口液固两相体积分布均匀的情况下,环管反应器上升段、弯管段以及下降段液固两相体积分布和液固两相速度均不一样,在弯管段由于离心力存在而引起管道内二次流,使得固相颗粒甩向弯管的外侧壁,引起固相体积分数在弯管外侧壁明显增大,管道内固体颗粒相分布不均。在浆液速度v=3m·s-1时,液相和固相的速度有一定的速度差,随着入口速度增大,速度差变小;当浆液速度v=7m·s-1时,固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同,两者之间的滑移速度可以忽略。计算结果与传统经验公式的比较表明模型能有效地描述环管反应器内压力降和反应器内浆液流动形态。

环管反应器中稳态操作的丙烯液相本体聚合的模拟

采用机理建模方法,研究了丙烯在环管反应器中的液相本体聚合过程。基于流体全混流流动模式并联用机理分析方法,建立了环管反应器中的丙烯液相本体聚合的微观数学模型,模拟了在稳态操作条件下环管反应器中丙烯液相本体聚合动力学。以采集到的工业数据对模型进行了考核。从反应器内反应物料密度和聚合物熔融指数来看,模拟结果与工业现场采集数据相吻合。采用模型考察了稳态下,主要工艺条件对丙烯聚合过程的影响。结果表明,丙烯转化率和聚合产物质均相对分子质量均随聚合温度升高而增加;随丙烯进料量的增加,转化率下降,聚合产物质均相对分子质量则先增加后减小;随催化剂量的增加,转化率与聚合产物质均相对分子质量均增加;而H2进料量对转化率没有影响,但增加H2进料量将导致聚合产物质均相对分子质量下降。

稳态操作下的万吨级聚丙烯环管反应器模型的建立

分析了国内上世纪末从国外引进的Spheripol工艺聚丙烯生产技术及其反应器特点,基于丙烯聚合反应机理选定了合成聚丙烯的动力学方程,并判定了环管反应器内的流体流动模式.在此基础上建立了该反应器在稳态操作条件下的数学模型.

聚丙烯环管反应器的动力学特征

讨论了聚丙烯环管反应器内聚丙烯反应机理，反应速率；以齐鲁石化公司塑料厂的实际运行数据为基础，建立了物热衡算数学模型；并通过对模型求解，得到了反应器内的聚合速率，固含率在不同产量下随温度的变化规律。

环管反应器中聚丙烯颗粒内部的质量与热量传递模型

针对环管反应器中Ziegler-Natta催化剂催化的聚丙烯颗粒增长过程,采用多层模型建立了聚丙烯颗粒内部的质量与热量传递预测模型。通过模型模拟得到聚丙烯颗粒内部的丙烯单体浓度梯度和温度梯度。此外,通过模型分析了聚丙烯颗粒的增长规律。结果表明,环管反应器中的聚丙烯颗粒内部的单体浓度梯度明显,该浓度梯度值随扩散系数的增大而减小,随催化剂初始粒径减小而减小;相比于浓度梯度而言,聚丙烯颗粒内部的温度梯度并不明显,温度值随聚合进行而增加,温度梯度则随催化剂初始粒径的增加而增加;不同大小的催化剂颗粒增长得到的聚丙烯颗粒的增长倍数不同。

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。

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。

环管反应器内传热过程的数值模拟

为了对环管反应器内传热规律进行研究,在Euler-Euler双流体动量传递模型和环管反应器聚合传质模型的基础上,考虑了环管反应器内传热过程,建立了环管反应器传热数学模型,对工业烯烃聚合环管反应器内流动、传热和传质及聚合反应过程进行了研究。反应器内浆液温度的模拟值与工业现场值吻合,说明所建立的环管反应器传热数学模型是有效的。模拟结果表明,环管反应器温度与物料浓度存在不均匀分布。在上升段,温度分布呈中心对称,在弯管段不再呈中心对称,下降段的温度因弯管段的不均匀分布而不再呈中心对称分布;随着浆液入口速度或入口固体颗粒相体积分数的增加,环管反应器上升直管段,弯管段以及下降直管段温度降低;管壁冷却水温度不同,对环管反应器内冷却能力也不同,在反应器内相同的释放热量情况下,冷却水温度越低,对反应器内物料的冷却能力就越强。

稳态操作下万吨级聚丙烯环管反应器模型的考核与分析

建立工业聚丙烯环管反应器模型以及由该模型确定各动力学参数在反应器内的分布对优化与控制聚丙烯的工业生产至关重要.基于作者所建立的稳态操作条件下聚丙烯环管反应器模型,以福建炼油公司聚丙烯分厂环管反应器为具体模型对象,采用四阶Runge-Kutta算法对该模型方程进行了求解,并给出了模型求解的关键输入参数.模型计算结果表明,所选择的反应器内动力学参数分布均匀,模型结果与定性分析吻合;同时,对提高进料质量流量以达到提高产量的情况进行分析,计算结果也能满足现场情况.

中试环管反应器内液固两相流模拟

采用数值计算方法对中试环管反应器内的液固两相流行为进行了非稳态模拟,重点考察了两种催化剂在不同浆液密度下的流动特性,得到了反应器内颗粒相的分布以及轴流泵的轴功率随时间的变化情况,计算结果与中试试验结果相吻合。

液固环管反应器中液固两相轴向扩散特性的研究

液固环管反应器中液固两相轴向扩散特性的研究梁五更，俞芷青，金涌，汪展文，陈靖（清华大学化学工程系，北京１０００８４）关键词：环管反应器，液固系统，轴向扩散１前言混合特征是反应器的基本流体力学性质。有关环管反应器的混合行为已有一些研究，但都集中于气－液...

非稳态操作下的聚丙烯液相环管反应器中微观模拟

采用机理建模方法对丙烯在环管反应器中的液相聚合过程进行了模型化研究。分析了流体在反应器中的混合模式,并联用机理分析方法建立了环管反应器中丙烯液相聚合微观数学模型(方程组)。此外,应用所建立的模型分析了工业上几种典型的非稳态操作过程。结果表明,在非稳态操作下,模拟结果和工业数据吻合较好。