復(fù)雜多相反應(yīng)體系反應(yīng)器模型化-渣油加氫裂化和萃取水合.pdf

1、工業(yè)上渣油加氫過(guò)程主要采用固定床和沸騰床反應(yīng)器。鑒于文獻(xiàn)中關(guān)于渣油加氫裂化膨脹床反應(yīng)器模型化研究鮮見(jiàn)報(bào)道，本文針對(duì)渣油加氫裂化復(fù)雜多組分反應(yīng)體系，建立了包含傳質(zhì)和反應(yīng)的多相膨脹床反應(yīng)器模型，以期為工業(yè)條件下反應(yīng)溫度的選擇以及異型催化劑的工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)依據(jù)。基于模擬，重點(diǎn)考察了反應(yīng)溫度以及床層填裝不同外形催化劑對(duì)反應(yīng)器床層內(nèi)流動(dòng)、傳質(zhì)特性以及中間餾分油(180～350℃)收率的影響。主要結(jié)論如下:(1)隨著反應(yīng)溫度的升高，床層內(nèi)液相彼克

2、列數(shù)PeL增大。這說(shuō)明，反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)器床層內(nèi)的液相流動(dòng)越接近平推流。(2)由于返混效應(yīng)和化學(xué)速率常數(shù)的變化，使得中間餾分油在床層內(nèi)軸向位置的濃度分布隨溫度增大而增大。(3)不同反應(yīng)溫度下中間餾分油的出口質(zhì)量收率分別為:35.62％、50.17％、61.23％和75.02％。(4)床層內(nèi)填裝不同形狀催化劑時(shí)，床層空隙率滿足關(guān)系:四葉草＞三葉草＞圓柱＞齒球＞球。(5)不同催化劑床層的液相彼克列數(shù)PeL關(guān)系為:四葉草＜三葉草＜圓柱＜齒球

3、＜球，說(shuō)明床層內(nèi)填裝四葉草形催化劑時(shí)返混最嚴(yán)重，而填裝圓形催化劑時(shí)返混最輕微。(6)由于異型催化劑具有良好的擴(kuò)散性能，各集總有效因子滿足如下關(guān)系:四葉草＞三葉草＞圓柱＞齒球＞球。(7)床層內(nèi)中間餾分油濃度分布滿足關(guān)系:四葉草＞三葉草＞圓柱＞齒球＞球。(8)不同形狀催化劑條件下反應(yīng)器出口中間餾分油質(zhì)量收率不同，其值分別為:61.23％、67.52％、70.17％、76.79％和81.42％。
　　 叔丁醇是具有廣泛用途的石化產(chǎn)品，

4、可由異丁烯催化水合制取。工業(yè)上比較先進(jìn)的叔丁醇生產(chǎn)技術(shù)為C4中異丁烯逆流催化水合制取叔丁醇工藝。鑒于文獻(xiàn)中關(guān)于此液液逆流固定床反應(yīng)器模型化研究鮮見(jiàn)報(bào)道，本文針對(duì)這一反應(yīng)-分離耦合復(fù)雜反應(yīng)體系，建立了包含傳質(zhì)、傳熱和反應(yīng)的多相固定床反應(yīng)器模型?；诜磻?yīng)器模型，對(duì)年產(chǎn)叔丁醇50000噸的逆流催化水合固定床反應(yīng)器進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，反應(yīng)性能分析，包括反應(yīng)溫度、水油比、C4烴流速以及操作模式對(duì)異丁烯轉(zhuǎn)化率的影響，以及反應(yīng)器床層的熱效應(yīng)等。主要結(jié)

5、論如下:(1)針對(duì)年產(chǎn)叔丁醇50000噸的任務(wù)，設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果為:塔徑5.3m，塔高14m，油水兩相進(jìn)口體積流率分別為34.92和122.57m3/h，反應(yīng)溫度92℃，反應(yīng)壓力2.1MPa。(2)異丁烯轉(zhuǎn)化率在考慮的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)(60～95℃)與反應(yīng)溫度成正比。(3)異丁烯轉(zhuǎn)化率與水油比成反比，但水油比過(guò)大，C4的處理能力下降，叔丁醇的提濃能耗增加，較佳的水油比為4～5。(4)異丁烯的轉(zhuǎn)化率隨C4烴流速的降低而增加。(5)相對(duì)于并流向上