大型甲醇合成反应器工况的数值分析

年产40万吨甲醇合成反应器由两个绝热-管壳复合型反应器并联组成,并共用一个汽包。以CO、CO2加氢合成甲醇的两个平行反应为独立反应,CO和CO2为关键组分建立一维拟均相数学模型,用龙格-库塔法求解,获得催化床内各组分的摩尔分率和床层温度随轴向的分布。针对以天然气为原料的甲醇生产装置,模拟计算了各操作参数,如沸腾水压力和温度、操作压力,对反应器性能的影响,讨论了催化剂不同时期的反应器操作条件。此模型计算预测值与实际生产数据吻合良好。

催化氧化1,2-二氯乙烷动力学及绝热式固定床模拟

采用实验室研发的金属氧化物修饰的分子筛催化剂用于催化氧化含1,2-二氯乙烷(DCE)的反应体系,进行动力学研究和工业规模绝热单段和多段固定床反应器模拟。采用3段控温的固定床反应器,在320~420℃宽温度范围内,0~1244.44 g·h·mol^-1进料质量空时的条件下采集DCE催化氧化反应动力学数据。通过对DCE催化氧化的反应步骤分析并结合反应产物组成,提出了将DCE及两种生成量相对较多的氯乙烯(VC)及四氯乙烯(PCE)作为关键组分、忽略了产物中微量的其它含氯烯烃的复杂反应网络,建立反应动力学模型。通过Matlab非线性最小二乘法对实验数据进行了拟合,得到了各反应的动力学参数。同时,采用拟均相一维模型模拟了间接换热和原料冷激式换热方式下,不同气体进料量和不同DCE进料浓度的转化率分布和轴向温度分布。结果表明:拟合结果与动力学实验数据吻合良好,建立的动力学模型对DCE催化氧化的反应高度适定。研究结果对DCE尾气催化氧化工业规模反应器设计具有指导意义,对于处理不同浓度的废气所需的换热方式选择具有参考价值。