催化反應(yīng)工程華東理工大學(xué)二甲醚合成鼓泡淤漿床反應(yīng)器數(shù)學(xué)模擬第1頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程主要內(nèi)容：建立二甲醚合成鼓泡淤漿床反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型；討論反應(yīng)器直徑、操作條件對(duì)床層軸向顆粒分布、淤漿床操作高度的影響；操作條件對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響。二甲醚合成鼓泡淤漿床反應(yīng)器數(shù)學(xué)模擬第2頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程原料氣產(chǎn)物及未反應(yīng)物換熱器惰性溶劑氣泡催化劑圖鼓泡淤漿床反應(yīng)器示意圖第3頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程

模型假定(1)反應(yīng)器內(nèi)總壓不變(2)床層溫度均勻(3)氣相為平推流；(4)考慮液膜傳質(zhì)阻力；(5)考慮床層催化劑軸向分布(6)流體的性質(zhì)如氣含率等沿床層高度變化。第4頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程

對(duì)于合成二甲醚體系，獨(dú)立反應(yīng)數(shù)為3，取下述反應(yīng)為獨(dú)立反應(yīng)：CO+2H2＝CH3OH (1)CO2+3H2＝CH3OH+H2O (2)2CH3OH＝(CH3)2O+H2O (3)第5頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程氣相中j組分的物料衡算：液相中j組分的物料衡算：數(shù)學(xué)模型第6頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程邊界條件：

Z＝0時(shí)，

Z=1時(shí)，第7頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程模型中參數(shù)第8頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程數(shù)值解法－差分解法第9頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程模型計(jì)算條件反應(yīng)器直徑φ1.45m；床層靜止高度22.8m；固含率0.35；操作壓力5MPa，反應(yīng)溫度250℃；氣體流量18500m3/h，組成(摩爾分率)CO0.28，H20.68，CO20.03，N2+CH40.01；第10頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程表觀氣速對(duì)床層顆粒軸向分布與床層操作高度的影響表觀氣速:0.094m/s、0.196m/s、0.248m/s床層操作高度分別為26.9m、31.2m、35m第11頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程反應(yīng)器直徑對(duì)床層顆粒軸向分布和床層操作高度的影響減少反應(yīng)器直徑，反應(yīng)器操作高度大幅度增加，床層催化劑顆粒分布也趨于平緩第12頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程反應(yīng)溫度對(duì)床層顆粒軸向分布和床層操作高度的影響溫度升高，顆粒分布不均勻度減少,操作高度增加。第13頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程反應(yīng)壓力對(duì)床層顆粒軸向分布和床層操作高度的影響壓力升高，顆粒不均勻度增加，操作高度下降。第14頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程溫度對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響溫度升高，二甲醚選擇性略微增加，總碳轉(zhuǎn)化率顯著增加。第15頁(yè)/共17頁(yè)催化反應(yīng)工程壓力對(duì)反應(yīng)結(jié)果的