新型甲醇合成催化剂反应工程基础研究及反应器数学模拟
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 前言 | 第13-15页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-14页 |
| 1.2 研究内容与创新点 | 第14-15页 |
| 第2章 文献综述 | 第15-36页 |
| 2.1 甲醇合成工艺及反应器 | 第15-23页 |
| 2.1.1 ICI冷激型甲醇合成反应器 | 第15-16页 |
| 2.1.2 Lurgi管壳型甲醇合成反应器 | 第16-17页 |
| 2.1.3 三菱SPC甲醇合成反应器 | 第17页 |
| 2.1.4 TopsΦe甲醇合成反应器 | 第17-18页 |
| 2.1.5 TEC径向流动甲醇合成反应器 | 第18-19页 |
| 2.1.6 管壳外冷-绝热复合式甲醇合成反应器 | 第19页 |
| 2.1.7 大型甲醇合成新工艺 | 第19-23页 |
| 2.2 甲醇合成催化剂 | 第23-25页 |
| 2.2.1 铜基催化剂 | 第23页 |
| 2.2.2 贵金属催化剂 | 第23-24页 |
| 2.2.3 液相合成甲醇催化剂 | 第24-25页 |
| 2.3 甲醇合成反应动力学 | 第25-28页 |
| 2.3.1 幂函数型动力学模型 | 第25-26页 |
| 2.3.2 L-H型动力学模型 | 第26-28页 |
| 2.4 催化剂内扩散-反应模型 | 第28-29页 |
| 2.4.1 一维模型 | 第28-29页 |
| 2.4.2 二维模型 | 第29页 |
| 2.5 固定床内热传导 | 第29-33页 |
| 2.5.1 物质导热系数的影响因素 | 第30页 |
| 2.5.2 催化剂颗粒导热系数的测定 | 第30页 |
| 2.5.3 固定床内传热参数 | 第30-33页 |
| 2.6 甲醇合成反应器数学模型 | 第33-36页 |
| 第3章 甲醇合成反应本征动力学 | 第36-57页 |
| 3.1 实验部分 | 第36-41页 |
| 3.1.1 实验条件 | 第36页 |
| 3.1.2 实验流程 | 第36页 |
| 3.1.3 实验设备 | 第36-37页 |
| 3.1.4 催化剂 | 第37-38页 |
| 3.1.5 实验前准备 | 第38-39页 |
| 3.1.6 实验步骤 | 第39-41页 |
| 3.2 产物分析及数据处理 | 第41-49页 |
| 3.2.1 产物分析 | 第41-42页 |
| 3.2.2 数据处理 | 第42-49页 |
| 3.3 操作条件对甲醇合成反应的影响 | 第49-50页 |
| 3.3.1 反应温度的影响 | 第49页 |
| 3.3.2 反应压力的影响 | 第49-50页 |
| 3.3.3 空速的影响 | 第50页 |
| 3.4 动力学模型及参数估值 | 第50-55页 |
| 3.4.1 动力学模型 | 第50-51页 |
| 3.4.2 目标函数 | 第51页 |
| 3.4.3 本征动力学数据 | 第51页 |
| 3.4.4 参数估值 | 第51-53页 |
| 3.4.5 模型检验 | 第53页 |
| 3.4.6 模型计算值与实验值比较 | 第53-55页 |
| 3.5 小结 | 第55-57页 |
| 第4章 甲醇合成扩散-反应模型 | 第57-72页 |
| 4.1 扩散-反应模型的建立 | 第57-62页 |
| 4.1.1 催化剂内气体扩散过程 | 第57-59页 |
| 4.1.2 模型方程 | 第59-61页 |
| 4.1.3 模型求解 | 第61-62页 |
| 4.2 宏观动力学实验数据 | 第62-65页 |
| 4.2.1 实验部分 | 第62-64页 |
| 4.2.2 数据处理 | 第64-65页 |
| 4.3 内扩散效率因子计算结果 | 第65-68页 |
| 4.4 操作条件对内扩散效率因子的影响 | 第68-70页 |
| 4.4.1 温度的影响 | 第68-69页 |
| 4.4.2 压力的影响 | 第69-70页 |
| 4.4.3 粒径的影响 | 第70页 |
| 4.5 小结 | 第70-72页 |
| 第5章 气体流动状态下固定床传热模型 | 第72-95页 |
| 5.1 实验部分 | 第72-76页 |
| 5.1.1 实验流程 | 第72页 |
| 5.1.2 实验设备 | 第72-75页 |
| 5.1.3 实验条件 | 第75-76页 |
| 5.2 实验数据 | 第76-81页 |
| 5.3 操作条件对温度分布的影响 | 第81-84页 |
| 5.3.1 预热器出口气体温度的影响 | 第81-82页 |
| 5.3.2 加热棒温度的影响 | 第82-83页 |
| 5.3.3 流量的影响 | 第83-84页 |
| 5.4 固定床传热数学模型 | 第84-88页 |
| 5.4.1 模型建立 | 第84-86页 |
| 5.4.2 模型求解 | 第86-88页 |
| 5.5 结果与讨论 | 第88-93页 |
| 5.5.1 传热参数的关联 | 第88-89页 |
| 5.5.2 计算值与实验值比较 | 第89-90页 |
| 5.5.3 发表的关联式 | 第90-92页 |
| 5.5.4 颗粒雷诺数的影响 | 第92-93页 |
| 5.6 小结 | 第93-95页 |
| 第6章 大型甲醇合成反应器数学模拟 | 第95-122页 |
| 6.1 工艺流程 | 第95-96页 |
| 6.2 甲醇合成体系 | 第96-101页 |
| 6.2.1 物料衡算 | 第96-97页 |
| 6.2.2 加压下混合气体的热容 | 第97-98页 |
| 6.2.3 反应平衡常数 | 第98-99页 |
| 6.2.4 各组分逸度系数 | 第99页 |
| 6.2.5 粘度与导热系数 | 第99-101页 |
| 6.2.6 催化床与换热管内沸腾水间的总传热系数 | 第101页 |
| 6.3 催化床压降 | 第101-102页 |
| 6.4 反应器数学模型 | 第102-109页 |
| 6.4.1 模型建立 | 第102-108页 |
| 6.4.2 模型求解 | 第108-109页 |
| 6.5 年产180万吨甲醇合成反应器模拟设计 | 第109-114页 |
| 6.5.1 反应器结构参数 | 第109-110页 |
| 6.5.2 操作条件 | 第110页 |
| 6.5.3 催化床内温度及浓度分布 | 第110-114页 |
| 6.6 操作条件的影响 | 第114-120页 |
| 6.6.1 反应器入口温度的影响 | 第114-115页 |
| 6.6.2 饱和沸腾水温度的影响 | 第115-117页 |
| 6.6.3 操作压力的影响 | 第117-119页 |
| 6.6.4 氢碳比的影响 | 第119-120页 |
| 6.7 小结 | 第120-122页 |
| 第7章 结论与展望 | 第122-126页 |
| 7.1 结论 | 第122-125页 |
| 7.1.1 甲醇合成本征动力学 | 第122页 |
| 7.1.2 甲醇合成扩散-反应模型 | 第122-123页 |
| 7.1.3 气体流动状态下固定床传热模型 | 第123-124页 |
| 7.1.4 大型甲醇合成反应器数学模拟 | 第124-125页 |
| 7.2 展望 | 第125-126页 |
| 符号说明 | 第126-129页 |
| 参考文献 | 第129-138页 |
| 致谢 | 第138-139页 |
| 博士期间发表的主要论文 | 第139页 |
