基于滲流型催化劑填裝內(nèi)構件的催化精餾過程研究.pdf

1、催化精餾研究的三大熱點問題主要有催化劑裝填方式、反應精餾匹配問題以及催化精餾過程設計與模擬。圍繞三大熱點問題,本文基于一種新型催化劑填裝內(nèi)構件——滲流型催化劑填裝內(nèi)構件(簡稱SCPI),從流體力學和反應精餾耦合兩個角度出發(fā)對內(nèi)構件進行研究,分別建立適合內(nèi)構件結構特點的CFD模型與反應精餾過程模型,為優(yōu)化內(nèi)構件結構和研究反應精餾過程提供基礎與參考。
　　基于SCPI特殊結構,分別建立了干壓降、濕壓降以及催化劑網(wǎng)盒持液高度的物理模型及

2、數(shù)學模型。其中,對于干壓降的求解,采用氣體單相流模型進行模擬,并通過間接考慮波紋板阻力對流動影響的多孔介質(zhì)模型實現(xiàn)。對于濕板壓降的求解,采用多尺度分步模擬策略,并采用虛擬單相流方法對兩相流問題進行處理。對于催化劑網(wǎng)盒持液高度的求解,采用歐拉-歐拉兩相流模型進行模擬,其中,催化劑床層被當作多孔介質(zhì)處理,并采用類似于歐根方程的多孔介質(zhì)模型進行描述。通過將模擬結果與實驗值對比,驗證了模擬方法和模型的適用性。
　　基于SCPI特殊結構形式

3、,建立適合內(nèi)構件結構特點的嚴格數(shù)學模型對反應精餾過程進行模擬,該模型不是建立在傳統(tǒng)“理論級”概念基礎之上,而是基于內(nèi)構件具體結構形式建立的嚴格連續(xù)機理模型。此外,為方便用戶更改參數(shù)和變量,研究反應精餾匹配關系,本文還對模型中各單元模塊進行GUI界面設計和端口(port)設計,最終建立一套符合內(nèi)構件結構的工藝流程。針對模擬計算中物性求解的難題,建立了gPROMS與ASPEN軟件聯(lián)用平臺對物性進行計算。同時,針對所建催化精餾數(shù)學模型的特點及