STUDY ON THE PERFORMANCE OF VERTICAL TUBULAR LEACHING REACTOR

Hydrodynamics in vertical tubular leaching reactor was studied in this work. Based on the observation of particle saltation in curved and square return bends, the inclined return bend was developed and examined. For the narrow and wide size distribution particle system, the method for calculating the particle holdup in upflow and downflow tubes was derived on the basis of generalized fluidization equation. The model of unit pressure drop was given and examined by experiments.

3-溴吡啶连续化合成工艺研究

采用分段式管式反应器连续化合成3-溴吡啶,当吡啶、氢溴酸和双氧水按摩尔比为1∶3∶1.2,一段管式反应器温度为50℃,停留时间为5 min,二段管式反应器温度为90℃,停留时间为20 min时,吡啶转化率达到99.2%,反应收率达到80.6%。采用负压精馏提纯,3-溴吡啶含量达到98.5%以上。合成与分离过程节能、高效,适合工业化生产。

超高压自增强厚壁弯管应力分析

超高压管式反应器由经过自增强处理的厚壁直管和厚壁弯管组合而成,自增强厚壁弯管的受力难以通过理论分析得出。基于有限元方法对自增强厚壁弯管的受力情况进行了分析,并将结果与基于平面应变模型的自增强厚壁直管的有限元计算结果进行对比。研究结果表明,厚壁弯管的回转半径对自增强厚壁弯管的受力情况有显著影响,回转半径越大、厚壁弯管的受力情况越接近厚壁直管。以自增强厚壁直管在工作压力下内表面的当量应力幅值为衡量基准,当厚壁弯管回转半径增大到一定值,可以认为自增强厚壁弯管的疲劳性能与厚壁直管基本一致。对于目前国内LDPE/EVA装置中常用规格的厚壁自增强弯管,如果以厚壁直管内表面当量应力幅值的10%作为厚壁弯管当量应力幅值的最大偏差,则回转半径R的取值应大于7D_(o),当偏差为5%时,回转半径R需大于10D_(o)。该研究结果与国外引进的超高压管式反应器设计参数相吻合。

高收率和高纯度二异丁烯生产工艺

开发出一种高收率和高纯度二异丁烯的生产工艺。该工艺的主要特点为以高纯度异丁烯为原料,饱和轻烃为惰性组分,采用管式反应器、膨胀床反应器、催化蒸馏塔串级反应耦合流程,水及叔丁醇作为叠合反应的复合抑制剂。Aspen Plus模拟结果表明:异丁烯转化率为99.71%,产品中二异丁烯收率为93.59%,质量分数不低于99.5%。

超高压管式反应器端部结构应力场的研究

超高压管式反应器是管式超高压聚乙烯装置的关键设备,其端部通常为夹套与反应管的过盈配合连接结构。利用电阻应变测量技术,针对某石化厂发生疲劳断裂的超高压管式反应器端部结构应力场开展试验研究,采用应力释放法获得过盈配合后的局部应力场数据,在此基础上,建立基于ANSYS软件的有限元模型,并与试验数据进行对比分析。结果表明,端部结构的过盈配合边缘局部范围内存在较高的轴向拉应力,且大于环向应力,应力水平随过盈量增加而提高;接触刚度对应力场数值模拟结果影响较大,在保证收敛的前提下应尽量增大接触刚度以提高模拟精度,有限元模拟结果与试验数据符合得较好。研究结果对后期的数值模拟以及结构失效原因的分析提供重要参考依据。

高压聚乙烯反应管自增强残余应力的无损检测

针对超高压聚乙烯反应管内径小、壁厚大、内部介质压力为超高压等特点 ,开发出一套管内壁应变片粘贴装置和引线密封装置 ,从而保证了内压达 5 5 0 MPa以上时应变片及引线的密封与绝缘性。基于内壁应变—压力关系曲线与残余应力之间的对应关系 ,成功地测取了反应管内壁残余应力。本方法可推广应用于小管径管道内壁应变和自增强残余应力的测试。

超高压管式反应器端部结构应力场的数值模拟

基于大型通用有限元软件ANSYS,对发生疲劳断裂的超高压管式反应器的端部结构进行数值模拟,分析了其在过盈套合、自增强处理以及服役期间开停工循环载荷三种工况下的局部应力场。结果表明:三种工况下,端部结构在过盈套合边缘局部范围内均存在较高的轴向拉应力,且大于环向应力;局部轴向应力随套合过盈量和自增强压力的增加而增大;半径过盈量为0.05 mm时,开停工循环载荷下的局部轴向平均应力最大值可达86.71 MPa,轴向交变应力幅值最大值达到62.2 MPa,裂纹垂直于轴向扩展的推动力较大。模拟分析结果对端部结构失效破坏原因的分析及其设计改进有一定的指导意义。

Mo/C催化剂常压催化生物柴油脱羧制备烃类燃料

研究在内径为16mm、长度为600mm的管式反应器中,利用负载型Mo/C催化剂,常压下催化生物柴油脱羧的效果。主要考察了温度、进料速率、催化剂用量、金属负载率等因素对生物柴油脱羧的影响。得到生物柴油脱羧去氧的适宜条件:反应温度为340℃,Mo在活性炭上的负载率为40%,催化剂用量为40g,进料速率为0.3258g·min-1,在此条件下,酯转化率接近100%,液态烃产率为62.35%,液态产物中C15烷烃、C17烷烃和芳香烃为主要组分。固态、液态、气态产物分布分别为8.73%、63.04%和28.23%。实验研究了在较适宜的条件下Mo/C催化剂的寿命,并且分析了其失活的原因。

超高压管式反应器无损检测技术研究进展

超高压自增强管式反应器在聚乙烯装置中的重要地位决定其一旦发生破坏后果十分严重,对这类设备缺少有效检验方法及失效判据。厚壁筒结构的超高压管式反应器无损检测主要以表面检测为主,如工业内窥镜检查、磁粉检测、渗透检测、磁记忆检测及涡流检测等。全面检验推荐使用超声波检测,由此可以检测到部件内部缺陷并兼顾内表面缺陷,在使用过程中则可用声发射进行实时监测。

高压聚乙烯装置超高压反应管内腐蚀缺陷有限元分析

基于Von Mises屈服准则,采用有限元弹塑性分析方法对含腐蚀缺陷的高压聚乙烯装置超高压反应管道的应力分布进行有限元分析,研究腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对压力管道极限载荷的影响,把分析得到的临界失效状态下的壁厚作为超高压管道爆破的安全阈值。

含缺陷超高压管式反应器剩余寿命预测与工程措施

对含缺陷超高压管式反应器,确定其主体材料K10X在醋酸环境下的腐蚀速率,根据最大允许腐蚀深度计算出剩余寿命;依据有限元模拟温度场分析保温层在不同工况下对温度分布影响的结果,增加了保温层以防止醋酸蒸汽的冷凝。模拟不同流速的氮气对管道内醋酸积液的吹扫效果。结果表明,施加保温层后,可以有效提高金属温度,防止醋酸蒸汽冷凝;进行氮气吹扫时,吹扫速率应不低于2m/s,吹扫时间不低于30min。

超高压管式反应器内部腐蚀原因

对超高压管式反应器的内部缺陷进行了微观金相组织分析及硬度测定,采用扫描电子显微镜对腐蚀产物进行了成分及形貌分析。结果表明,管道内壁腐蚀主要表现为腐蚀凹坑,凹坑底部未发现裂纹类缺陷,腐蚀产物主要是铁的氧化物。根据内壁缺陷的位置和实际运行参数,进行了温度场模拟和稳态热分析,结果表明,腐蚀位置处于醋酸蒸汽露点温度带;缺陷产生的主要原因是管道停工期间醋酸蒸汽冷凝造成的露点腐蚀。

列管式反应器的催化剂装填方法综述

基于实践中取得的真实数据,探讨了独山子石化1 000 kt/a乙烯装置碳二加氢列管式反应器采用"分袋+反应器外机械装填法"装填催化剂的最佳条件、实际操作规程和装填后催化剂压差测试等问题。文章还介绍了Unidense和Spiralond两种最新的催化剂装填方法,经对比分析,笔者认为"分袋+反应器外机械装填法"最适用于独山子百万吨乙烯装置。

含裂纹超高压反应管的疲劳寿命有限元分析

超高压反应管是聚乙烯生产合成装置的核心组件,一旦失效,将会造成严重的事故。基于断裂力学理论,采用帕里斯公式分析了含有微裂纹的超高压反应管的疲劳寿命。考虑超高压反应管实际运行中的复杂情况,在裂纹不同方向、长度与深度的条件下,应用ANSYS Workbench有限元软件分析超高压反应管的等效应力分布与疲劳寿命,为超高压反应管的安全运行与寿命预测提供理论依据。

我国硝铵的生产现状、技术水平及发展趋势

叙述了我国硝铵工业的生产现状,对我国硝铵生产所采用的常压中和工艺、管式反应器工艺和加压中和工艺分别作了介绍并加以评述,指出今后常压中和工艺将受限制,管式反应器工艺和加压中和工艺是硝铵的发展方向,同时硝铵改性生产硝基复合肥和硝铵锌是硝铵农用的方向。

入口结构对高压管式反应器夹套内流动特性影响研究

针对高压管式反应器夹套腐蚀泄漏失效问题,采用CFD方法,基于FLUENT平台研究了入口结构对夹套内脱盐水流动特性及腐蚀失效的影响。结果表明,采用夹套入口接管与夹套正交的结构,在入口与收缩环间产生了流动停滞区,造成脱盐水被过度加热,处于亚沸腾状态,同时脱盐水对反应管和夹套内侧壁产生直接冲刷。采用入口接管与夹套相切的结构,可以使脱盐水在夹套内形成旋流效应,有效地消除流动停滞区和高温区。实际使用证明,相切结构明显优于正交结构。

高压法聚乙烯管式反应器的数学模拟

为了研究高压聚乙烯管式反应器内各重要变量沿管程的分布,基于自由基聚合反应机理,结合质量、能量和动量守恒,采用矩方法对其进行了数学建模.通过对模型的参数优化和求解,获得了反应器内物料温度、引发剂浓度、转化率、聚合物重均及数均摩尔质量和熔融指数沿管程方向的演化过程.同时,通过反应器内物料的温度变化、出口转化率和产品熔融指数与工业数据的对比,发现计算值与工业实际值符合良好,验证了模型的精确性.此外,模型的温度预测可以反映管内的黏壁问题,为黏壁状态提供检测和指示.模型运算简便快捷且准确度高,能实现工业反应器的软测量和在线监测,为优化操作过程、制定生产决策、预防事故发生提供可靠依据.

超高压反应器自增强处理的理论与模拟研究

超高压反应器长期在高温、高压的严酷条件下服役,受到压力波动、腐蚀因素的影响,一旦发生泄漏、爆炸事故,将造成严重的人员伤亡和重大的财产损失。本文通过理论计算与有限元模拟分析,针对某石化厂的现役超高压聚乙烯管式反应器,研究其自增强处理前、后,工况条件下反应器沿壁厚方向当量应力的变化规律,并利用安全系数,量化评估自增强处理对反应器安全性的影响。

高压管式反应器夹套入口导流板优化设计

针对高压管式反应器夹套冲刷腐蚀问题,在夹套入口接管内加装导流板,采用计算流体动力学(CFD)方法对导流板进行优化设计,确定最优方案。结果表明,夹套入口管径加大到178mm、导流板安装角度为35°、导流板宽度为70mm时,流动死区脱盐水流速、脱盐水温度及夹套切应力分布达到较好的平衡。

超高压自增强管式反应器损伤变量描述与应用

以损伤力学的观点,用损伤变量描述超高压自增强管式反应器的力学演变过程。在反应器承载分析时引入损伤变量和连续度的概念,结合超高压自增强管式反应器的特点,建立了反应器的损伤本构方程。利用超高压自增强管式反应器已有材料的自增强试验数据,对损伤变量进行了描述,确定了损伤变量函数。计算结果表明,与其它理论模型相比,损伤本构方程和损伤变量描述的应用结果更接近于真实值,说明从损伤变量的角度来研究超高压自增强管式反应器应力状态的思路是可行的。