鼓泡浆态反应器中浸没表面的传热研究

在内径98 mm的鼓泡浆态反应器内,考察了工艺参数对浸没表面与浆液间的传热系数的影响。浆态反应器轴向装有一个外径20 mm,长120 mm的测量传热膜系数用的铜制元件。为了模拟浆态FT合成反应系统,三相系统由N2、液体石蜡和石英砂(平均粒径53μm、110μm、180μm)或63μm以下的Fe2O3组成。工艺参数变化范围如下:表观气速0.005 m/s^0.08m/s,温度353 K^453 K,压力0.1 MPa^0.8 MPa,固体的质量分数0~20%,初始液位高度625 mm^1 240 mm。本研究使用单孔板、多孔板、烧结金属板三种气体分布器类型。结合实验数据,应用最小二乘法求得各个参数值,得到的无因次传热系数关联式为St=0.179(ReFr)-0.25Pr-0.66,相关指数0.98,最大偏差18%。该关联式可应用于气-液和粒径小于100μm的气-液-固体系。

喷管分布器大型浆态鼓泡床反应器气含率的研究

采用内径0 284m、高3m的浆态鼓泡反应器,研究液体流速、分布器形式、高径比、固体质量分数及颗粒粒径大小等因素对反应器内气含率及气泡大小的影响规律。实验结果表明,气含率随体系内固相浓度增加和颗粒粒径的增大而减小,大气泡含率随表观气速、固相浓度增加和颗粒粒径增大而增大,液体逆流、静液高度及分布器形式对气含率无影响。并得出气含率的关联式。

浆态床鼓泡反应器(SBCR)的研究进展

文章综述了浆态床鼓泡反应器的研究进展。主要介绍了浆态床鼓泡反应器中流型、相含率、气泡动力学等流体力学特性以及操作条件对流体力学特性的影响,并对浆态床鼓泡反应器的发展提出展望。

浆态床鼓泡反应器中气含率的分布

为了解浆态床鼓泡反应器中气含率的分布规律,在浆态床鼓泡反应器冷模试验装置中,以空气-液体石蜡-氧化铝微球为试验介质对装置内部的气含率进行研究。利用压差法研究了表观气速、浆液固含量等操作条件对反应器床层总体气含率的影响,利用光纤探针法研究了浆态床反应器不同操作条件对局部气含率的影响,总结了反应器内部气含率的分布规律,并由此对工业浆态床鼓泡反应器的设计进行了研究。结果表明:浆态床反应器的总体气含率随表观气速的增大而增大,固体细颗粒的加入能适当降低总体气含率;在反应器底部,分布器对气体的均布作用明显,但表观气速的增大能够弱化分布器的作用;在反应器的中上部气含率不受分布器的影响,沿反应器径向呈现"中间高,边缘低"的分布趋势;在工业费托浆态床中,表观气速不宜低于0.12 m/s,内过滤系统适宜设置于反应器中上部靠近器壁的位置。

浆态床FT合成反应器的工程放大

基于 Rheinpreussen-Koppers 示范装置和 Sasol 的浆态床 Fischer-Tropsch(FT)合成反应器工程放大实践,指出针对目前使用的 Fe 催化剂而言,浆态床 FT 合成的总包反应过程以反应控制为主,为浆态床 FT 合成反应器的放大提供了有利因数。当量直径放大概念在 Rheinpreussen-Koppers 示范装置的成功应用,为浆态床 FT 合成反应器的放大和生产能力的扩大提供了实践的基础。Sasol 浆态床 FT 合成反应器的工程放大成功是以其雄厚的固定流化床 FT 合成反应器的技术为基础的。简介了国内浆态床 FT 合成技术的工业化研究进展。

浆态鼓泡床内固含率影响因素的研究

在直径为68mm的三相浆态鼓泡床反应器内对空气-水-石英砂系统和空气-液体石蜡-石英砂系统的固含率进行了实验研究，得出了表观气速、气体分布板以及内构件等因素对固含率的影响程度．同时还考查了初始固含率对浆态床的最佳操作气速的影响，初始固含率为1％时，最佳气速在3cm／s左右；初始固含率为5％时，最佳气速在3—5cm／s之间；初始固含率为7％时，最佳气速在7cm／s左右；初始固含率为10％时，最佳气速在7—9cm／s之间．

Sasol的浆态床FT合成技术

本文论述了Ｓａｓｏｌ浆态床ＦＴ合成技术的开发背景、过程开发和反应器放大、工艺流程、产品质量等内容，探讨了Ｓａｓｏｌ浆态床ＦＴ合成技术的优越性和发展前景。

浆态鼓泡床反应器的混沌性研究

运用混沌分析的方法,分析浆态鼓泡床反应器的压力信号,表明浆态鼓泡床反应器在不同操作条件下都具有混沌性,并且在不同固含率的条件下,最大Lyapunov指数变化显著,说明固含率对混沌特性有显著的影响。在实验条件下,浆态鼓泡床系统作Hurst分析,表明时间序列具有“持久性”,意味着过去增加或减少的趋势,将在未来一定时间内持续进行。

羟基氧化铁在浆态床中的脱硫化氢研究

利用水热法合成α晶相的羟基氧化铁,探究其室温下在浆态床鼓泡反应器中脱除硫化氢标准气中的硫化氢性能。通过测得的脱硫穿透曲线来说明初始硫化氢浓度、浆液固含量以及表观气速等对体系催化性能的影响,并利用XRD、XPS和氮气脱附吸附等表征手段对催化剂以及再生反应过程中的固体样品进行测试,以分析催化剂的再生性能。实验表明,催化剂吸附脱除硫化氢性能受浆液固含量、硫化氢初始浓度以及气流速的影响很大。再生反应过程中,催化剂的晶相保持不变,5次再生循环使用,脱硫性能变化不大,可保持在93%以上,再生性能良好。催化剂的单次脱硫性能可达到134mg H_2S/羟基氧化铁。

AlCl_3/Al-MCM-41催化剂上萘与丙烯的烷基化反应

采用两步气相法制备了AlCl3/Al-MCM-41催化剂,在浆态鼓泡床反应器中考察了其催化萘和丙烯烷基化反应性能,并通过粉末X射线衍射、N2吸附-脱附、吸附吡啶红外光谱及化学分析等方法,表征了载体的物化性质及催化剂表面酸性.结果表明,在萘与丙烯的烷基化反应中,具有与2,6-二异丙基萘(2,6-DIPN)分子动力学尺寸相匹配的孔道和适当的[-O-AlCl2]担载量是提高AlCl3/Al-MCM-41催化剂活性和选择性的关键,其中以较大孔径的AlCl3/H/Al-MCM-41催化剂活性最高,在0.1MPa,85oC反应5h时,萘转化率达82.1%,2,6-DIPN在DIPN中的摩尔含量达32.2%.

固载化AlCl_3催化剂上萘与丙烯的烷基化反应

采用两步气相法制备了AlCl_3/Naβ、AlCl_3/SiO_2、AlCl_3/NaMCM-41和AlCl_3/NaY固载AlCl_3催化剂,并考察其在萘和丙烯烷基化反应中的催化性能。通过N_2吸附、傅立叶变换红外光谱及化学分析法表征了载体的物化性能及催化剂表面酸性。结果表明,AlCl_3固载化作用对载体的比表面积、孔容和孔径大小具有较大影响,且催化剂孔道结构影响萘烷基化反应活性和选择性。以Naβ为载体制备的AlCl_3/Naβ催化剂具有较高的萘与丙烯的烷基化反应活性,在反应温度85℃、反应时间5 h和常压条件下,萘转化率为77.63%,n(2,6-二异丙基萘):n(2,7-二异丙基萘)达到1.02。

用于CTL的新费-托合成催化剂

美国TDA研究公司研究人员提出了一种基于过渡金属的新的费-托合成催化剂，可用于煤制气再转化成油的CTL过程。据称新催化剂可将石脑油范围的选择性提高至68％，而以前的费-托合成催化剂在用于浆态鼓泡床反应器中时仅为16％。当在类似于传统费-托合成反应器（250～350℃、300～500 psi（表）（1 psi≈6895 Pa））条件下操作时，新催化剂的高石脑油选择性可降低CTL装置的生产成本达4美元/bbl（1 bbl≈159 L）。