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文檔簡介

二環(huán)氧乙烷合成反應器

1環(huán)氧乙烷反應體系特性

(1)(2)(3)在銀催化劑上,乙烯(簡稱ET)氧化除得到產(chǎn)物環(huán)氧乙烷(簡稱EO)外,主要副產(chǎn)物是二氧化碳和水。反應(1)為選擇氧化反應,反應(2)為深度氧化反應。選反應(1)和反應(2)為獨立反應,C2H4和CO2為關(guān)鍵組分。管殼型反應器整理上式,得:床層的壓力降初值條件已知條件反應器內(nèi)徑8.034m反應管φ45×3.5mm高度8m管數(shù)15431根入口壓力1.89MPa入口溫度178℃沸騰水壓力2.4252MPa溫度223℃反應器入口氣量818845Nm3/h反應器入口氣體組成組分C2H4O2EOCO2H2OCH4ArN2C2H6摩爾分率0.300.080.00010.050.0050.50860.05270.00140.0022計算結(jié)果體積/m3140.0入口溫度/℃178熱點溫度/℃231.9出口溫度/℃230.2yout/%C2H427.90EO1.97CO25.91產(chǎn)量/t.d-1750.2選擇性/%82.03ΔP/MPa0.189反應器模型-二維非均相固相方程反應器模型-二維非均相邊界條件其中,將上述數(shù)學模型無因次化,無因次準數(shù)為反應器模型-二維非均相反應器模型-二維非均相固相方程(無因次化)反應器模型-二維非均相邊界條件(無因次化)模型參數(shù)的計算公式徑向彌散混合系數(shù)計算公式:流-固相傳質(zhì)系數(shù)計算公式:模型的數(shù)值求解(1)預測公式(2)校正公式1模型的數(shù)值求解(2)校正公式2模型的數(shù)值求解預測和校正方程消去的點。件,消去的點。則可用代替,從而離散為新的預測和校正差分方程,代入用一階中心差分離散的邊界條(4)邊界條件的處理模型的數(shù)值求解原方程中項為不定項,根據(jù)L’Hospital法邊界條件用一階中心差分離散,再分別用上述計算框圖求解固相濃度和溫度方程操作條件:T0,T,Vsp,進口氣體組成。軸徑向分段數(shù)N,M求解氣相濃度和溫度校正公式求解氣相濃度和溫度預測公式j>N結(jié)束打印該截面氣固相濃度和溫度分布k=0j=0k=0k=1j=j+0.5k=1j=j+0.5k=0否是計算實例上海石化總廠化工廠采用的氧氣法環(huán)氧乙烷合成路線,屬于美國SD公司技術(shù)。環(huán)氧乙烷設計生產(chǎn)能力為12萬噸/年核心設備反應器是立式列管固定床反應器,殼體走蒸汽,反應的原料氣走管內(nèi)。反應器特性和操作條件見下表進口原料氣組成(mol-%)ET25.06O27.8EO0.01H2O0.31CH462.1CO24.72空時產(chǎn)率188.85gEO·Lcat-1·h-1選擇率81.7%初期催化劑活性校正因子:0.8077

0.5685續(xù)表環(huán)氧乙烷合成反應器特性和操作條件模型預測值與工業(yè)實際值的比較出口氣體組成(mol-%)預測值實際值ET22.5622.65O25.225.32EO2.292.21H2O1.331.45CH462.8162.60CO25.795.77出口氣體溫度(℃)228.5228.6空時產(chǎn)率gEO·Lcat-1·h-1188.851188.856選擇率(%)81.781.7計算結(jié)果-固相外表面溫度分布ξz0.0000.1670.3330.5000.6670.8331.0000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0206.00227.64232.81233.28233.11232.74232.37232.05231.75231.48231.23210.29227.19230.19231.33231.15230.89230.63230.40230.19230.00229.82207.68227.48232.13232.65232.41232.08231.75231.45231.19230.94230.72212.01227.04230.35230.72230.56230.34230.11229.91229.72229.55229.39212.30227.02230.33230.70230.54230.30230.07229.86229.67229.50229.34216.42226.59228.73228.98228.88228.74228.60228.47228.32228.24228.13219.92226.21227.54227.69227.64227.55227.46227.38227.30227.24227.17計算結(jié)果-氣相乙烯濃度分布ξz0.0000.1670.3330.5000.6670.8331.0000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0.25060.24835.24539.24243.23961.23695.23444.23205.22979.22764.22558.25060.24835.24539.24243.23961.23695.23444.23205.22979.22764.22558.25060.24835.24539.24243.23961.23695.23444.23205.22979.22764.22558.25060.24835.24539.24243.23961.23695.23444.23205.22979.22764.22558.25060.24835.24539.24243.23961.23695.23444.23205.22979.22764.22558.25060.24835.24539.24243.23961.23695.23444.23205.22979.22764.22558.25060.24835.24539.24243.23961.23695.23444.23205.22979.22764.22558計算結(jié)果-固相外表面乙烯濃度分布ξz0.0000.1670.3330.5000.6670.8331.0000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0.25030.24798.24493.24198.23919.23656.23407.23171.22947.22733.22529.25023.24799.24499.24204.23925.23661.23412.23175.22950.22736.25532.25027.24798.24495.24200.23921.23658.23409.23172.22948.22734.22530.25021.24799.24501.24206.23926.23662.23413.23176.22951.22737.22533.25020.24799.24501.24206.23927.23663.23413.23176.22951.22737.22533.25013.24801.24506.24211.23921.23667.23416.23179.22954.22740.22536.25006.24802.24509.24214.23934.23669.23419.23182.22956.22742.22537計算結(jié)果-氣相二氧化碳濃度分布ξz0.0000.1670.3330.5000.6670.8331.0000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0.04720.04802.04922.05047.05167.05282.05392.05498.05600.05699.05794.04720.04802.04922.05047.05167.05282.05392.05498.05600.05699.05794.04720.04802.04922.05047.05167.05282.05392.05498.05600.05699.05794.04720.04802.04922.05047.05167.05282.05392.05498.05600.05699.05794.04720.04802.04922.05047.05167.05282.05392.05498.05600.05699.05794.04720.04802.04922.05047.05167.05282.05392.05498.05600.05699.05794.04720.04802.04922.05047.05167.05282.05392.05498.05600.05699.05794計算結(jié)果-固相外表面CO2濃度分布ξz0.0000.1670.3330.5000.6670.8331.0000.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0.04729.04816.04942.05066.05185.05299.05409.05514.05615.05713.05807.04731.04816.04938.05063.05182.05296.05406.05511.05613.05711.05806.04729.04816.04940.05065.05184.05298.05408.05513.05614.05712.05807.04732.04815.04937.05061.05181.05296.05405.05511

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