流態(tài)化制備活性炭負(fù)載醋酸鋅催化劑的數(shù)值研究.pdf

1、醋酸乙烯是一種重要的有機(jī)化工原料，應(yīng)用前景廣闊，其合成過(guò)程主要采用活性炭負(fù)載醋酸鋅作為催化劑，國(guó)內(nèi)醋酸乙烯行業(yè)對(duì)該催化劑的需求量巨大。目前，國(guó)內(nèi)制備活性炭負(fù)載醋酸鋅催化劑多采用上世紀(jì)七八十年代的技術(shù)，催化劑產(chǎn)品存在均勻性差、產(chǎn)量小等弊端，本文圍繞上述問(wèn)題開(kāi)展了以下研究工作:
　　(1)分析了催化劑制備過(guò)程中氣體與活性炭顆粒之間，以及顆粒與顆粒之間的作用關(guān)系，對(duì)于由兩種密度不同的固體顆粒組分組成的混合物料，分別將其看作兩相，各顆粒組

2、分所對(duì)應(yīng)的粒徑、密度和彈性恢復(fù)系數(shù)等參數(shù)都分別進(jìn)行設(shè)置，建立了流化床內(nèi)氣固兩相流、氣液固三相流和氣固固三相流的計(jì)算模型，其中氣相作為第一相（連續(xù)相），液相和固相均作為第二相（顆粒相）。
　　(2)運(yùn)用大型商用模擬軟件FLUENT中的歐拉多相流模型和PC-SIMPLE算法，模擬了活性炭負(fù)載醋酸鋅催化劑制備過(guò)程中流化床內(nèi)的氣固流動(dòng)情況，分析了氣泡生成、長(zhǎng)大和破裂的過(guò)程，研究了床內(nèi)活性炭顆粒在不同操作件下的流化特性，為優(yōu)化制備活性炭負(fù)載

3、醋酸鋅催化劑的流化床反應(yīng)器的操作條件提供了依據(jù)。
　　(3)利用FLUENT中的歐拉多相流模型對(duì)活性炭負(fù)載醋酸鋅催化劑制備過(guò)程中的氣液固三相流和氣固固三相流進(jìn)行了模擬。模擬結(jié)果表明，噴灑出的醋酸鋅液滴在床層中會(huì)呈現(xiàn)不均勻分布，由此而導(dǎo)致床層上部的活性炭顆粒會(huì)比下部的顆粒接觸到更多的醋酸鋅溶液，造成不同位置的活性炭顆粒因吸附不同量的溶液而影響到催化劑產(chǎn)品的均勻性。針對(duì)上述問(wèn)題提出一種新的動(dòng)態(tài)規(guī)則操作方式，分階段交替進(jìn)行醋酸鋅溶液噴灑

4、浸漬與干燥，從而實(shí)現(xiàn)催化劑載量均勻。結(jié)合提出的動(dòng)態(tài)規(guī)則操作方式，對(duì)不同密度顆粒進(jìn)行了分層反轉(zhuǎn)模擬，模擬結(jié)果表明，對(duì)于密度差較大的兩種顆粒，重顆粒下沉輕顆粒上浮，能很好地實(shí)現(xiàn)分層反轉(zhuǎn)，而對(duì)密度差較小的兩種顆粒反轉(zhuǎn)效果則不明顯，提高氣速不能改善反轉(zhuǎn)效果，反而會(huì)造成輕重顆粒的混合加劇。
　　(4)對(duì)活性炭負(fù)載醋酸鋅催化劑的干燥過(guò)程進(jìn)行了理論分析，討論了干燥過(guò)程的不同階段所對(duì)應(yīng)的不同情況，結(jié)合動(dòng)態(tài)流態(tài)化干燥的操作方法，可以更好地滿足醋酸鋅