一、鼓泡淤浆反应器甲醇合成热模试验的工程问题（论文文献综述）
应卫勇,陈振,张海涛,房鼎业[1]（2011）在《浆态床醇醚燃料合成技术及反应器数学模型》文中指出二甲醚是良好的车用及民用清洁燃料,浆态床醇醚燃料技术已成为各国竞相研究开发的技术。综述了浆态床合成气制二甲醚工艺中的几种催化剂、反应动力学、气泡特征参数、气液传质系数及反应器模型等方面的研究进展。浆态床二甲醚合成工艺尚处于研究开发阶段,但将是二甲醚生产工艺的发展方向。亟待解决的问题主要有开发与液相介质相匹配的商业化新型浆态催化剂、固液分离技术及催化剂的循环再生工艺。
钱炜鑫[2]（2011）在《钴基催化剂费托合成反应动力学及浆态床反应器数学模拟》文中指出合成气通过费托合成反应制备液体燃料对于解决我国能源供应不足以及保证国民经济稳定持久发展有着重要作用。而费托合成反应动力学的研究、反应器的数学模拟以及鼓泡浆态床反应器中费托合成产品的固液分离对于费托合成反应器的设计放大和工艺条件的优化操作具有重要的指导意义。在研究活性炭负载钴基催化剂反应性能的基础上,建立了等温积分固定床反应器中CO消耗本征速率模型、鼓泡浆态床反应器中的CO消耗宏观速率方程、详细的产物分布模型。根据CO消耗宏观速率模型以及产物分布模型建立了鼓泡浆态床反应器的数学模型,并对鼓泡浆态床反应器中费托合成的典型工况（温度230℃,压力3.0MPa,氢碳摩尔比2.0）进行了模拟,得到了反应器结构参数以及产物的出口分布。探讨了不同的操作条件对鼓泡浆态床反应器的反应性能的影响,为反应器操作条件以及结构参数的优化提供依据。采用扫描电子显微镜（SEM）、N2吸附-脱附、H2程序升温还原（H2-TPR）等方法对催化剂进行了表征。结果表明活性炭负载钴基催化剂为中孔与微孔混合的结构,表面物种为C0304,催化剂的还原可在纯氢气氛下进行,还原温度适合选取在350-400℃之间。在管式等温积分反应器中考察了反应温度、反应压力、进气空速以及原料气中H2与CO的摩尔比（以下简写为H2/CO）对活性炭负载钻基催化剂反应性能的影响,结果表明：提高反应温度、反应压力、原料气中H2/CO值,减小进气空速有利于提高CO的转化率和催化剂的活性；升高反应压力,降低反应温度、进气空速以及原料气中H2/CO值有利于提高产物中高碳产物的选择性,不利于低碳产物的生成。通过分析催化剂的费托合成的反应性能,费托合成活性炭负载钻基催化剂较优的工艺条件为：反应温度230℃,反应压力4.0 MPa,原料气H2/CO为2.0,进气空速2000 h-1,在该条件下,CO转化率为20.13%,CH4、低碳烃、高碳烃、低碳醇以及高碳醇的选择性分别为19.07%、24.11%、36.53%、15.79%和4.48%。在反应温度220-250℃,反应压力2-4 MPa,合成气中H2/CO摩尔比为1.0-2.5,空速为2000-3500 h-1的操作条件下,得到了管式等温积分反应器中费托合成活性炭负载钴基催化剂的CO消耗本征速率模型为：在反应温度210-225℃,反应压力2-4 MPa,合成气中H2/CO摩尔比为1.0-2.5,空速为400-1000 h-1的操作条件下,得到了浆态搅拌釜反应器中费托合成活性炭负载钴基催化剂的CO消耗宏观速率模型为：根据不同操作条件下产物含量随碳数n的分布情况,将烷烃、烯烃、醇类的含量分布分别近似为两条相交的直线,根据实验测得的不同碳数产物的摩尔分率Xi,线性回归得到Xi与碳数n的关联式,并将系数与操作条件进行关联,结合CO消耗速率方程,可得到各个产物的详细分布模型。通过统计检验和相对误差分析,CO消耗本征速率模型、CO消耗宏观速率模型以及详细产物分布模型用以预测反应结果是适宜的,计算值和实验值符合良好。基于费托合成CO消耗宏观速率模型、详细产物分布模型以及催化剂颗粒的沉降扩散模型,建立了费托合成鼓泡浆态床反应器的一维数学模型。在操作温度230℃,操作压力3.0 MPa,进气流量5×105Nm3·h-1,气体组成为yH2=0.60,yco=0.30,yN2=0.10,催化剂固含率30%,反应器直径5.0 m的条件下,对费托合成鼓泡浆态床反应器进行了数学模拟。计算结果表明：静液高度18.72 m,床层操作高度25.55 m,平均气含率0.27,表观气速0.43 m·s-1,石蜡油质量212.29t,催化剂质量90.98t,出口气体组成为yH2=53.57%,yco=24.60%,yN2=10.88%,YCH4=1.40%,Yc3=1.24%,yC8=0.25%,Yc23=0.01%,YCH3OH=0.21%,YC3OH=0.18%,yc8=0.040%,CO转化率24.64%,C2-4烃选择性46.19%,产量80485 t·a-1,液态烃选择性24.61%,产量47228 t·a-1,醇选择性12.85%,产量32715 t·a-1,产物总产量160429t·a-1。模拟计算了操作压力、操作温度以及原料气中H2/CO对鼓泡浆态床反应器反应性能的影响。结果表明：随着操作压力的增大,CO的转化率和醇的选择性明显增加,C2-4以及液态烃的选择性略有减小,床层平均气含率及表观气速均明显下降,床层静液高度以及操作高度随之降低,各产物的产量明显增加, C2-4以及醇的产量增幅较大,液态烃的增幅相对平缓,产物总产量从130123 t/a-1增加到182917 t/a-1,增幅明显；随着温度的升高,CO转化率明显增加,C2-4烃及醇的选择性略有增加,液态烃的选择性略有下降,表观气速略有增加,床层平均气含率保持不变,反应器的静液高度和操作床层高度明显减小,各产物的产量均随之增加,其中C2-4烃的产量相对于其他产物增幅较大；随着原料气中H2/CO的增加,表观气速以及床层平均气含率保持不变,床层静液高度以及操作高度均明显下降,CO转化率明显增大,C2-4烃的选择性增加,而液态烃的选择性随之减小,醇选择性的变化相对较小,C2-4烃、醇以及总产量均有明显的增加,液态烃产量增幅较小。在0.5 L的浆态搅拌釜反应器中考察了操作条件对费托合成产品与催化剂颗粒的固液分离效果的影响,结果表明：在釜内利用金属粉末烧结板进行内过滤,可以实现催化剂颗粒与费托合成产品的有效分离。随着内过滤操作的进行,颗粒在过滤介质表面的沉积受到过滤压差以及滤液冲刷的双重影响,使得滤饼厚度最终达到动态平衡,过滤速率趋于稳定。同时,过滤速率随温度的升高、过滤压差的增大、过滤介质孔径的增大以及浆液中固含率的减小而增大。结合因次分析方法,建立了浆态搅拌釜反应器内部过滤模型,通过统计检验以及相对误差分析,模型计算值和实验值吻合良好,模型是适宜的。
张斌[3]（2011）在《聚丙烯卧式搅拌床反应釜工程放大研究》文中提出SPG聚丙烯工艺是我国自行开发成功并具有自主知识产权的聚丙烯工艺,该工艺的产品质量优异,能耗、物耗低,在开发特殊牌号方面的潜力很大,但其核心设备气相卧式搅拌床反应釜的工程放大研究严重滞后,已制约了该工艺的规模化发展和推广应用。本研究采用了流程模拟研究、实验室基础研究和工程设计研究等多种研发手段,对卧式釜的工程放大进行了系统的研究,主要过程和成果如下：以Polymers Plus化工流程模拟软件为平台,选用PC-SAFT状态方程精确预测了反应体系热力学和动力学的物性,结合SPG工艺流程模拟结果和工程经验,确定了卧式气相搅拌床反应釜的停留时间和相关工艺设计参数。在实验室冷模装置上进行了流动特性的研究,测定不同型式桨叶（叶片桨、T型桨、门桨）的停留时间分布特性,考察有／无挡板及挡板倾角对停留时间的影响,用多级全混釜串联模型和返混模型分析不同内件配置下卧式釜的返混和流型,实验及模型分析的结果为桨叶形式的选择和内件的设计提供了理论指导和依据；通过实验对三种桨叶进行了搅拌特性的研究：在吹气／不吹气条件下测定了三种桨叶搅拌的搅拌轴功率,考察了转速、加料系数及吹气流量对功率的影响,通过引入速度准数、加料准数、粉体性质等无因次变量对各搅拌桨的功率准数进行了经验回归,得到了搅拌功率的经验关联式,验证结果表明,精度可以满足工业放大的要求；对三种桨叶的料位分布特性进行了研究,考察了搅拌转速、加料系数、物料性质以及吹气对料位分布的影响,通过无因次关联得到了料面倾角的经验关联式,同时利用声发射装置采集固体颗粒撞击器壁而产生的声发射信号,分别在实验室冷模装置和工业热模装置上考察了声发射技术的准确性和可靠性,最后确定了适用于工业聚合反应器料位检测的新方法。根据流程模拟确定的工艺参数、基础实验结果及功率准数经验回归公式,进行了卧式釜工程放大设计的研究,确定了反应釜的外形尺寸、搅拌的功率、反应釜的内部结构、搅拌型式和料位检测方法等。通过以上研究工作不仅系统掌握了聚丙烯卧式釜工程放大的准则和关键技术,为大型卧式釜的工程设计提供了设计基础,而且还可为特殊牌号聚丙烯产品的开发提供可能及为新型催化剂的考评提供指导,大大加快了SPG工艺工业化应用的进程,对促进该技术的规模化发展和石化行业聚丙烯产业的发展,具有重大意义。
王彪[4]（2011）在《甲醇制低碳烯烃流化床反应器的研究》文中认为由甲醇制低碳烯烃是最有希望替代石油路线的新工艺,甲醇制低碳烯烃流化床反应器的研究对于其工艺的开发与完善具有重要的指导意义。论文在反应-再生流化床热模装置中对甲醇制低碳烯烃反应-再生过程,催化剂的微观结构进行研究；建立了甲醇制低碳烯烃循环流化床大型冷模实验装置,研究了循环流化床中的流体力学行为；建立了气固流化床计算流体力学（CFD）模型,改进了传统的曳力模型,采用FLUENT对气固流态化过程进行了数值模拟；结合循环流化床大型冷模实验、反应动力学和传递过程原理,建立了甲醇制低碳烯烃流化床反应器数学模型,并采用MATLAB软件编制成通用程序。建立了反应-再生流化床热模装置,并在该装置上对甲醇制低碳烯烃反应-再生过程进行研究,获得了较佳的反应-再生过程操作条件。在密相段为φ30x320mm及稀相段为φ68×160mmm的流化床反应器中,采用SAPO-34为主要活性成分的催化剂,研究了反应温度、空速（WHSV）、进料组成随反应时间对产物中低碳烯烃（乙烯和丙烯）含量及甲醇转化率的影响,同时在流化床中对失活催化剂进行再生实验,考察了再生催化剂的催化性能,并用XRD、SEM、BET、NH3-TPD、TGA等手段对催化剂进行表征。实验结果表明,在450℃,空速为3h+1,精甲醇（99.5mo1%）进料时,产物中低碳烯烃（乙烯和丙烯）含量高达92.06%；再生催化剂的催化性能良好,微观结构没有发生明显变化,可以循环使用。TGA表征结果表明,600℃是较适宜的再生温度。采用PV6 D光导纤维颗粒速度测量仪和PC6 D光导纤维固体浓度测量仪,在甲醇制低碳烯烃循环流化床大型冷模实验装置上研究了循环流化床中的流体力学行为。在表观气速为0.3930-0.7860m/s,静床高分别取600-1200mm的情况下,以粒径为154～180μm的砂子为固体颗粒,采用PC6 D颗粒速度测量仪与PV6 D固体浓度测量仪对冷模装置中可测量区域的固体浓度分布与颗粒速度分布。考察了不同径向位置（r/R=0,0.1-0.8,0.9）,不同轴向位置（500～600mm）,不同表观气速（0.3930,0.4912,0.5895,0.6877,0.7860m/s）,不同静床高（600mm,800mm,1000mm,1200mm）的条件下冷模装置中固体浓度分布与颗粒速度分布。考察了采用不同形状的气体分布器（环形和枝条型）与不同分布器开孔率（2.5%o和5‰）时冷模装置中颗粒浓度分布与颗粒速度分布。考察了静床高为600mm与800 mm时,枝条型分布器（5‰）,表观气速为0.3930-0.6877m/s,颗粒循环通量随表观气速与静床高的变化关系,得出了反应-再生系统物料循环的操作条件。通过对气固流化床流动特性和气固两相流理论分析,建立了气固流化床的计算流体力学（CFD）模型。采用双流体模型,三维非稳态算法在计算流体力学软件FLUENT软件平台上对气固流化床内的流体流动进行了数值模拟。基于最小流态化速度,改进了传统的Syamlal & O’Brien模型,并用C语言编制模型程序嵌入了FLUENT平台中。考察不同条件下气固流化床内流体流动形态的变化；在流动达到稳定后,将模拟值与实验值进行比较。考察网格划分、曳力模型,颗粒剪切粘度、颗粒弹性恢复系数和虚拟质量力等对模型预测能力的影响。同时考察了不同颗粒粒径情况下的流动状况。模拟结果表明：双流体模型可以较好的预测气固流化床中的流动行为,使用改进后的Syamlal & O’Brien曳力模型使模拟计算值与实验值的误差更小,采用三维计算网格、Syamlal固体剪切粘度模型、考虑虚拟质量力可以更好的模拟气固流化床中的流动行为。颗粒弹性恢复系数对计算结果影响较小。结合反应动力学、热力学、大型冷模实验和传递过程原理,建立了甲醇制低碳烯烃流化床反应器数学模型,对采用SAPO-34流化床催化剂的甲醇制低碳烯烃反应结果进行了数学模拟,考察了不同的操作条件对反应产物分布和反应床层压降的影响。计算结果表明：反应温度的升高有助于提高甲醇转化率和产物中乙烯的含量,降低产物中丙烯的含量,增大催化床层的压降；操作压力的升高有助于提高甲醇转化率,降低催化床层的压降；随着空速增大,甲醇转化率降低,床层压降增大；氮气的添加并未对反应结果起到明显的改善作用。
陈振[5]（2011）在《浆态床合成气一步法制二甲醚反应宏观动力学及反应器数学模拟》文中指出二甲醚（DME）作为一种新型的清洁能源和化工原料,是替代柴油和液化石油气的理想燃料。合成气一步法制取二甲醚工艺打破了合成气制甲醇时的反应平衡限制,在热力学上十分有利,可以提高CO单程转化率。浆态床反应器具有良好的传热性能,将其应用在强放热的二甲醚合成过程中,克服了传统固定床反应器自身移热能力的局限性,可以避免出现床层热点,容易实现恒温操作,减少催化剂积碳。传统复合双功能催化剂需经粉碎研磨后再分散到惰性液相中,且由于水分的存在而容易出现失活现象,本文采用的新型Cu-Zn-Al-Zr浆态催化剂,是采用从溶液到浆液的完全液相法制备,其始终处于液体介质分散之中,分散度高,颗粒度小,分布均匀,不存在与反应介质润湿问题,在近500 h变温变负荷实验中催化剂没有出现失活现象。在新型浆态催化剂上对合成气-步法制二甲醚宏观反应动力学的研究、浆态床反应器的数学模拟研究对浆态床反应器工业设计放大和工艺优化操作具有重要的指导意义。在Cu-Zn-Al-Zr浆态催化剂上建立了浆态床合成气一步法制二甲醚的宏观反应动力学模型。采用双头电导探针测定了浆态床空气-水-空心玻璃微珠体系气泡特征参数,采用溶解氧测定仪测定了溶解氧气液界面液相体积传质系数。通过因次分析建立了气泡特征参数及气液界面液相体积传质系数的关联式,并进行人工神经网络模拟预测。基于浆态床二甲醚合成宏观反应动力学、气液传质和颗粒沉降模型,建立了合成气一步法合成年产10万吨二甲醚浆态床反应器一维数学模型。在500mL高压搅拌釜中,压力3～7MPa,温度220～260℃,质量空速0.4～1.5 L/（g-h）,气体摩尔分率yH20.65～0.75,yCO 0.14～0.20, yCO2 0.04～0.08的反应条件范围内,在新型Cu-Zn-Al-Zr浆态催化剂上进行了合成气一步法制二甲醚的宏观动力学研究。结果表明：随着温度的升高,CO的转化率、DME选择性是升高趋势。随着压力的增加,CO的转化率和二甲醚选择性也升高,甲醇选择性降低。随着空速的增加,CO转化率下降,DME的选择性下降,而中间产物甲醇的选择性增加。以CO、CO2加氢合成甲醇及甲醇脱水反应为独立反应,CO、CO2及DME为关键组分,建立了一步法合成二甲醚的Langmuir-Hinshelwood型宏观动力学模型。统计检验和残差分析显示该模型是适宜的,模型计算值与实验值吻合良好。在常温常压下,在Φ100mm冷模浆态床反应器中对空气-水-空心玻璃微珠三相体系,采用双头电导探针法测定了气泡特征参数,并采用动态气体吸收法用溶解氧测定仪测定了溶解氧气液界面液相体积传质系数。通过因次分析,建立了气泡特征参数（d32、εG、aL）及气液界面液相传质系数（kLaL、kL）与操作条件、物性参数之间的经验关联式,并采用拓扑结构为[3,15-12,1]的三层Elman反馈神经网络模型对对各参数进行了统计预测。结果表明：反应器床层气含率和气泡相界面积沿浆态床轴向高度没有明显变化,但随着轴向高度增大,气泡直径略有增大。随着表观气速的增大,局部气含率、气液相界面积和气泡平均直径增大,在湍流鼓泡区气泡平均直径渐于稳定。固含率增加,气液相界面积减小,气泡平均直径增大,而气含率在湍流鼓泡区随着固含率的增加而相应减小,在安静鼓泡区而几乎不变。气液界面液相体积传质系数kLaL受轴向位置的影响很小,而气液界面液相传质分系数kL在轴向位置上受流动过程中气泡的循环流影响,产生引起上下波动。kLaL随表观气速的增大而增大,kL呈减小趋势。kLaL随着固含率的增大而减小,但固含率<5%时,会加强气液传质,kLaL有略微增大趋势,而kL表现出先增大再减小趋势。基于二甲醚合成宏观反应动力学和颗粒沉降模型,建立了合成气一步法合成年产10万吨二甲醚工艺浆态床反应器一维数学模型。模拟计算了反应器结构参数及操作条件对催化剂颗粒床层轴向浓度分布的影响。结果表明：增大催化剂颗粒粒径及减小反应器直径对催化剂颗粒床层轴向浓度分布均匀性有较大影响。对超细浆态催化剂而言,催化剂床层轴向分布已经基本均匀,催化剂质量分数对催化剂浓度轴向分布也基本没有影响,可以在较高催化剂质量分数下进行二甲醚合成反应。在标准反应器进口气体流量为120000Nm3/h,气体组成为yH2 0.70, yco 0.15,yco2 0.05, yNz 0.10,催化剂固含量0.30,反应器直径2.50m,操作温度240℃,压力5 MPa条件下,对10万吨/年二甲醚合成浆态床反应器进行了数学模拟计算。计算结果表明：静液高度18.23 m,床层操作高度22.83 m,平均气含率0.20,表观气速0.260 m-s-1,石蜡油质量52.40t,催化剂质量22.46 t,出口气体组成为yH2 0.6021, yco 0.0068, yco20.0819, yH2O 0.0703, yM 0.0181, yDME 0.0837, yN2 0.1371,总碳转化率0.6765,二甲醚选择性0.8419,甲醇年产量16254.65t/a,二甲醚年产量108351.84t/a。模拟计算分析了浆态床反应器中温度、压力、反应器直径等对总碳转化率、二甲醚选择性、产物产量及床层高度的影响。结果表明：随着压力的增大,总碳转化率及二甲醚的选择性均增加,甲醇及二甲醚的产量也有所增加,操作床层高度下降,而静液床层高度下降相对较为平缓。随着温度的升高,总碳转化率和二甲醚的选择性均略有降低,甲醇产量基本不变,而二甲醚的产量有所减小,静液床层高度和操作床层高度均降低。总碳转化率、二甲醚的选择性、甲醇和二甲醚产量几乎不随直径的变化而变化。随着反应器直径的减小,床层平均气含率及表观气速均较大幅度的增加,静液床层高度和操作床层高度均增加。较佳的操作条件为压力5.0MPa,温度240℃,反应器直径2.5m。
任相坤[6]（2010）在《煤直接液化强制循环淤浆床反应器工程化研究》文中认为我国煤炭资源丰富,煤炭直接液化技术不仅能提高煤炭资源的利用效率,弥补国内石油的空缺,而且可以减少煤炭直接燃烧对环境造成的污染,是解决当前我国能源短缺和石油安全的重要途径之一,具有重要的战略意义、现实意义和经济价值。为配合我国神华大型煤直接液化工业生产装置的建设,对神华煤直接液化反应器现有工程化实践进行理论分析和总结,且在应用基础方面开展深入研究,可为这类反应器的工程设计和放大、过程优化和控制提供理论基础和技术支持。鉴此,本文采用工程试验和模型化方法,针对神华煤直接液化反应工艺中强制循环淤浆床反应器的多相流动和反应性能,较为系统地开展了该类反应器的工程化应用基础研究。首先,通过对神华煤直接液化反应工艺及反应器技术的论证分析表明,采用浆相强制循环操作模式的淤浆床反应器在控制反应器内温度均匀,实现固体颗粒充分流化,以及减小器内气体滞留、提高反应器空间利用率等方面均具有优势。其次,在实验室尺度,分别以空气和水为气、液相,以玻璃珠和煤粉为固相,在φ200×2500mm的冷模反应器中实验测定了强制循环淤浆床反应器的流动性能,系统考察了反应器结构、操作条件及物性对器内流动性能的影响,揭示模拟重颗粒流化的“玻璃珠-水-空气”三相体系、模拟煤液化的“煤-水-空气”三相体系中的压强分布和脉动、相分散（床层整体气、固含率及局部分布）和浆相环流特性。而且,针对原料煤钙含量高、液化时易聚集问题的模拟侧壁放料试验表明,反应器中累积的密度较大的玻璃珠,可以通过侧壁放料有效排除。第三,在中试尺度（6吨干煤／天规模）的PDU装置上,开展了热态、真实反应条件下煤直接液化强制循环反应器的流动及反应性能的工程化试验,结果表明：1)PDU装置可用于热态反应条件下的反应器流动性能测试,连续运行过程中各项参数都达到了预期值；2)通过对PDU装置液化反应器底部气含率的测定,得出热模状态下第一液化反应器底部气含率关联式为：3)非反应状态下,内循环反应器和强制循环反应器内的返混强度远远大于鼓泡床反应器；非反应状态和煤直接液化反应状态下,内循环反应器和强制循环反应器有着相近的循环强度和返混强度；4)在操作条件接近的情况下,强制循环反应器和内循环反应器有着非常接近的原料煤转化率；其中,在试验操作条件下使用强制循环反应器可避免钙粒子的沉积现象。第四,应用商用计算流体力学（CFD）软件FLUENT,对PDU装置强制循环反应器的流动性能进行了CFD模拟,分析计算所得反应器模拟区域的气含率、湍动能、压力以及液相速度的分布,揭示了器内流动参数的局部分布特征；其中,预测整个区域气含率等,与冷模试验结果相近。最后,在基于对PDU装置煤液化反应器性能的基本假设上,建立了一个简单的神华煤直接液化强制循环反应器模型。计算初步表明,对于神华煤的两段反应器过程,长的平均停留时间,大的反应速率常数,均有助于提高对应组分的转化或生成；较之日本NEDOL工艺及所用煤种（印尼Tanitoharum煤）,神华工艺及所用神华煤似有短停留时间、高转化率的特点。
周青钠[7]（2008）在《浆态鼓泡塔流体力学实验研究》文中进行了进一步梳理费托合成反应是煤间接液化过程的核心技术,其作用是将合成气（H2+CO）直接转化成各种烃类产品。鼓泡塔反应器以其结构简单、造价及操作费用低廉、传热性能好等诸多优点,被公认为是工业上进行费托合成反应的最理想的反应器。本文的最主要目的是模拟真实的工业费托合成淤浆鼓泡塔反应器的结构以及反应体系,对其塔内的流体力学特性参数进行测量,并将结果与空塔时的结果进行比较分析。工业费托合成鼓泡塔反应体系是气液固三相体系,为了移除费托合成反应所产生的热量,往往在鼓泡塔内安装列管式换热器的办法来移除热量。为了更接近费托合成工业鼓泡塔的真实流动状况,以空气—水—空心玻璃珠体系来模拟工业上的三相体系,并在鼓泡塔内设置一定的管式内构件,通过对流体力学特性参数（气含率和液速）的测量来考察整个鼓泡塔内的流动状况。本文综合考察了表观气速、塔径、固含率和内构件等因素对鼓泡塔内流体力学特性的影响。剖析了在高气速（～0.93m/s）、大塔径（～760mm）和高固含率（～30Vol%）的条件下,鼓泡塔内的气含率（电导探针法）和轴向液体流动速度（Pavlov管法）的分布规律。研究结果表明:鼓泡塔截面上的气含率呈抛物线型分布,且随表观气速、塔径和固含率的变化呈现出明显的规律性变化;塔中心的液体向上流动,靠近壁面液体向下流动,在塔内形成液相的循环运动,其分布也随表观气速、塔径和固含率呈现出明显的规律性变化。在鼓泡塔内加入均匀布置的管式内构件使得气含率和液速值均升高,且分布变得更为陡峭。
齐国祯[8]（2006）在《甲醇制烯烃（MTO）反应过程研究》文中指出本论文对甲醇制烯烃反应的热力学、动力学规律进行了研究,并在固定床反应器中考察了SAPO-34分子筛催化剂的积炭行为,然后在固定流化床反应装置上对其反应性能进行了评价,并考察了MTO反应的工艺条件。将动力学模型契合三相鼓泡床流动模型对流化床中MTO的反应性能进行预测,并初步考察了提升管及移动床反应器用于MTO反应的可能性。最后,简单分析了MTO工艺的经济性问题。如果以纯甲醇进料,总反应热一般在20～35KJ/mol之间,绝热温升在200℃以上,属于强放热反应。甲醇生成乙烯、丙烯、丁烯几个主反应是不可逆反应,可以进行到很高的程度。生成丁烯的吉布斯自由能和平衡常数都较生成乙烯、丙烯的大,如果要尽量多的生产乙烯或丙烯,必须选择孔径精确的小孔催化剂。甲醇脱水生成二甲醚的平衡常数在2附近,且随温度的变化不大。通过考察乙烯、丙烯、丁烯三个烯烃组分之间的平衡关系,在稀释比一定的条件下,随着温度的升高,乙烯的平衡摩尔分率持续增大,丁烯的平衡摩尔分率持续减小,而丙烯呈现不同于乙烯和丁烯的变化规律,先增大后减小。较低温度时主要以生成丙烯为主,温度较高时,主要以生成乙烯为主。由于生成乙烯反应的膨胀因子较大,稀释组分的加入对生成乙烯反应的平衡有利。在固定床等温积分反应器中进行了甲醇制烯烃反应动力学研究,基于Hydrocarbon Pool平行反应机理以及催化剂平行失活机理,建立了包括5个集总在内的反应动力学模型。动力学模型中引入一个水的吸附阻力项H,以定量反应体系中的水对反应速率的影响。通过拟合反应器出口产物浓度随反应空间及反应时间的变化数据,得到考虑了催化剂失活的甲醇制烯烃反应速率方程,方程计算值与实验值基本吻合。催化剂活性的下降趋势与催化剂上积炭量的增长趋势相对应,一定量的水能有效的减缓催化剂的失活速率,但在较高的反应温度（>475℃）或较大的甲醇累积量时,水减缓催化剂平均活性的作用开始减弱。从反应开始到反应器出口反应物浓度开始增加的这段时间,即穿透时间,是固定床反应器中反应时间确定的重要判据,研究了各种因素对穿透时间的影响。在并联五管固定床等温积分反应器中研究了SAPO-34分子筛催化剂的积炭行为。SAPO-34催化剂在反应初始的1～2 min内,催化剂上的积碳量迅速增加到4wt%以上,之后随着反应时间的延长,呈现较为平稳的增长。在反应时间较短时,一定量的水可以有效降低催化剂的积炭速率,但当反应时间较长（60min）时,催化剂积炭程度已经饱和,水醇比的增大对积炭速率几乎没有影响。随着甲醇WHSV的增大,相同反应时间下催化剂积炭量增大。催化剂床层内存在积碳分布,高失活区域位于催化剂床层上部,是典型的平行失活的特征。通过对不同操作条件下的数据进行拟合,得到了一个包含所有主要工艺变量（反应时间、反应温度、甲醇WHSV、水醇比）的经验模型,模型线性相关性良好。通过考察产物选择性随积炭量的变化规律,发现存在一个最佳的积炭量（约为5.7wt%）,使得低碳烯烃选择性最大。在固定流化床反应器中评价了SAPO-34催化剂的催化性能,并考察了MTO产物组成在不同工艺条件下的变化规律。结果表明,SAPO-34流化床催化剂具有较好的反应性能,能够实现99%以上的甲醇转化率、80%以上的乙烯+丙烯选择性,90%左右的乙烯+丙烯+C4烯烃选择性。反应温度对MTO反应的影响最为显着,反应温度的升高,可以提高甲醇转化率,显着提高乙烯选择性,同时C1组分（甲烷、COx）选择性也提高。一定量的水对生成乙烯有利,而不利于丙烯的生成,从而使得乙烯/丙烯显着升高,但太大的水醇比不利于甲醇的转化。随着单位催化剂上甲醇累积量的增加,甲醇转化率开始基本保持不变,当单位催化剂上甲醇累积量达到1.0以后,反应器出口组成中的甲醇浓度开始增加,随着反应的进行,甲醇转化率下降速度越来越快;随着单位催化剂上甲醇累积量的增加,乙烯选择性先增加后降低,而丙烯选择性一直降低。采用三相鼓泡流化床反应器模型对流化床中的MTO反应性能进行了模拟计算,并与实验结果进行了对比。由于流化床反应器中固相完全返混的特性,有必要对鼓泡流化床模型进行修正,将反应过程中生成水量按照床层出口反应物浓度进行计算。修正后的三相鼓泡床反应器模型的计算值与实验值相比基本一致。返混及气泡的存在,严重降低了气固接触效率,同一床高下鼓泡流状态下的氧化物转化率低于活塞流状态下的氧化物转化率。乳化相内的反应阻力和泡晕内的反应阻力对转化率的影响较大,可以通过调整催化剂的物理性能（如球形度、粒径分布等）和气泡的尺寸来尽量减弱其对转化率的影响。对于多产丙烯的MTO工艺,应选择较低的反应温度,选择相对较低的操作线速,并尽可能提高催化剂活性水平;而对于多产乙烯的MTO工艺,除了较高的反应温度,可以考虑选择高线速操作。初步考察了两种气固相流动近似为活塞流且催化剂可连续反应再生的反应器——提升管反应器和移动床反应器在MTO工艺中应用的可能性。由于MTO原料分子量小,现有的工业提升管反应器存在单系列生产能力不足的问题,如果要保证甲醇上百万吨的生产规模,需要采用多个反应器的操作方式。而移动床反应器由于移热性能差,且需要复杂的机械装置控制固体催化剂的下移,在用于MTO工艺时受到一定的限制。因此,催化剂连续反应再生的循环流化床是目前适用的MTO反应器。以煤或天然气为原料的MTO工艺的经济性取决于煤或天然气与石油的比价,在油价持续处于高位的今天,MTO工艺有着极强的经济竞争力。
房鼎业,丁百全[9]（2003）在《气液固三相床中合成甲醇与二甲醚》文中研究表明叙述了气液固三相催化反应技术的主要特点和应用领域 ,并着重介绍了三相床合成甲醇和二甲醚的试验研究内容和成果
房鼎业[10]（2002）在《气液固三相床中甲醇合成与二甲醚合成》文中研究指明介绍气、液、固二相催化反应技术的主要特点和应用领域,并着重介绍了二相床甲醇合成和二甲醚合成的试验研究成果
二、鼓泡淤浆反应器甲醇合成热模试验的工程问题（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、鼓泡淤浆反应器甲醇合成热模试验的工程问题（论文提纲范文）
（1）浆态床醇醚燃料合成技术及反应器数学模型（论文提纲范文）
| 1 催化剂与反应动力学 |
| 1.1 双功能催化剂 |
| 1.2 反应动力学 |
| 2 气泡特征与传质特性 |
| 2.1 气泡特征参数 |
| 2.1.1 气泡特征参数的测量 |
| 2.1.2 气泡特征参数的影响因素 |
| 2.2 气液传质系数 |
| 2.2.1 气液传质系数的测量 |
| 2.2.2 气液传质系数的影响因素 |
| 3 反应器数学模型 |
| 4 结语 |
（2）钴基催化剂费托合成反应动力学及浆态床反应器数学模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 论文的内容及创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 费托合成反应及生产工艺 |
| 2.2 费托合成催化剂 |
| 2.3 费托合成反应机理 |
| 2.4 费托合成反应动力学 |
| 2.4.1 CO消耗速率模型 |
| 2.4.2 费托合成的详细动力学模型 |
| 2.5 费托合成反应器及数学模拟 |
| 2.5.1 费托合成反应器 |
| 2.5.2 费托合成鼓泡浆态床反应器的数学模型 |
| 2.6 浆态搅拌釜反应器中的固液分离 |
| 2.6.1 重力沉降分离 |
| 2.6.2 离心分离 |
| 2.6.3 超临界流体萃取分离 |
| 2.6.4 磁分离技术 |
| 2.6.5 过滤分离 |
| 2.6.6 内部过滤及其研究现状 |
| 第3章 活性炭负载钴基催化剂的反应性能 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 原料及实验设备 |
| 3.1.2 实验流程及步骤 |
| 3.1.3 产物的分析 |
| 3.2 催化剂的表征 |
| 3.3 催化剂表征结果 |
| 3.3.1 催化剂的N_2吸附脱附表征结果 |
| 3.3.2 催化剂的扫描电子显微镜表征结果 |
| 3.3.3 H_2-TPR表征结果 |
| 3.4 催化剂反应结果分析 |
| 3.4.1 操作条件对CO消耗以及产物选择性的影响 |
| 3.4.2 操作条件对产物分布的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 活性炭负载钻基催化剂反应动力学 |
| 4.1 费托合成本征动力学模型 |
| 4.1.1 反应机理及模型假设 |
| 4.1.2 模型推导 |
| 4.1.3 实验装置及实验数据 |
| 4.1.4 模型参数估值及模型检验 |
| 4.2 费托合成宏观动力学模型 |
| 4.2.1 实验装置及实验数据 |
| 4.2.2 模型的选取以及模型参数估值和模型校验 |
| 4.3 费托合成详细产物分布模型 |
| 4.3.1 模型的建立、参数回归以及模型检验 |
| 4.3.2 操作条件对费托合成产物分布的影响模拟 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 费托合成鼓泡淤浆床反应器数学模拟 |
| 5.1 模型的建立及数学求解 |
| 5.2 模拟结果与讨论 |
| 5.2.1 费托合成鼓泡浆态床反应器的模拟结果 |
| 5.2.2 操作压力对反应器性能的影响 |
| 5.2.3 操作温度对反应器性能的影响 |
| 5.2.4 氢碳比对反应器性能的影响 |
| 5.3 小结 |
| 第6章 浆态床反应器中费托合成产物的分离 |
| 6.1 分离方式的选择 |
| 6.2 实验装置及流程 |
| 6.2.1 实验设备及原料 |
| 6.2.2 实验流程 |
| 6.2.3 实验条件 |
| 6.3 实验数据及分析 |
| 6.3.1 过滤压差对过滤速率的影响 |
| 6.3.2 温度对过滤速率的影响 |
| 6.3.3 搅拌釜中固含率对过滤速率的影响 |
| 6.3.4 过滤介质孔径对过滤速率的影响 |
| 6.4 浆态床内部过滤的数学模拟 |
| 6.4.1 浆态床内部过滤模型的建立 |
| 6.4.2 模型参数的估值以及模型的检验 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 活性炭负载钴基催化剂的反应性能 |
| 7.2 活性炭负载钴基催化剂的反应动力学模型 |
| 7.3 浆态鼓泡床反应器的数学模型 |
| 7.4 浆态鼓泡床反应器中费托合成产物的分离 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目来源 |
| 博士学习期间论文的发表情况 |
（3）聚丙烯卧式搅拌床反应釜工程放大研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 聚丙烯市场 |
| 1.2.1 世界聚丙烯供需分析和预测 |
| 1.2.2 我国聚丙烯供需分析和预测 |
| 1.3 聚丙烯产品 |
| 1.3.1 概述 |
| 1.3.2 聚丙烯牌号及开发 |
| 1.3.3 聚丙烯产品的应用 |
| 1.3.4 发展与展望 |
| 1.4 聚丙烯催化剂 |
| 1.4.1 概述 |
| 1.4.2 催化剂的发展 |
| 1.5 聚丙烯聚合反应机理 |
| 1.5.1 概述 |
| 1.5.2 催化剂的活性中心 |
| 1.5.3 聚合反应动力学 |
| 1.6 聚丙烯工艺技术 |
| 1.6.1 概述 |
| 1.6.2 本体法—气相法组合工艺 |
| 1.6.3 气相聚丙烯工艺 |
| 1.6.4 我国聚丙烯技术的发展 |
| 1.7 聚丙烯聚合反应器 |
| 1.7.1 气相反应器 |
| 1.7.2 淤浆反应器 |
| 1.8 本论文的研究背景和主要研究内容 |
| 1.8.1 研究背景和意义 |
| 1.8.2 研究内容 |
| 第2章 工艺流程模拟研究 |
| 2.1 聚丙烯工艺模拟研究 |
| 2.1.1 微观粒子模型 |
| 2.1.2 中间物理传递过程 |
| 2.1.3 宏观反应器模型 |
| 2.1.4 丙烯聚合模拟研究 |
| 2.2 SPG工艺 |
| 2.2.1 SPG工艺原理及特点 |
| 2.2.2 原料产品规格 |
| 2.2.3 催化剂规格 |
| 2.2.4 主要设备工艺操作条件 |
| 2.2.5 SPG工艺流程简介 |
| 2.3 SPG工艺流程模拟 |
| 2.3.1 装置规模 |
| 2.3.2 模拟平台的选择 |
| 2.3.3 物性系统和物性方法 |
| 2.3.4 聚合反应动力学 |
| 2.3.5 工艺模拟流程 |
| 2.3.6 模拟结果与讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 卧式搅拌床反应釜的流动特性研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 粉体基本物性测试 |
| 3.1.2 实验室冷模装置搭建 |
| 3.1.3 实验方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 叶片桨 |
| 3.2.2 T型桨 |
| 3.2.3 门桨 |
| 3.3 挡板的增设 |
| 3.3.1 加入挡板的影响 |
| 3.3.2 不同挡板结构的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 卧式搅拌床反应釜的搅拌特性研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 实验装置和实验原料 |
| 4.1.2 实验方法 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 叶片桨 |
| 4.2.2 T型搅拌桨 |
| 4.2.3 门框式搅拌桨 |
| 4.2.4 搅拌桨结构对功率的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 卧式搅拌床反应釜料位分布特性的研究 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 实验装置和实验原料 |
| 5.1.2 实验方法 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 叶片桨 |
| 5.2.2 T型搅拌桨 |
| 5.2.3 门桨 |
| 5.2.4 搅拌桨结构对料位的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 声发射技术在卧式搅拌床反应釜的应用研究 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.1.1 实验室实验装置和原料 |
| 6.1.2 工业实验装置和原料 |
| 6.1.3 声发射检测料位原理 |
| 6.1.4 实验方法 |
| 6.2 实验结果与讨论 |
| 6.2.1 实验室冷模实验结果与讨论 |
| 6.2.2 工业热模实验结果与讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 卧式搅拌床反应釜的工程放大设计研究 |
| 7.1 反应釜工艺设计参数 |
| 7.2 反应釜内件 |
| 7.2.1 桨型的选择 |
| 7.2.2 吹气管 |
| 7.2.3 挡板 |
| 7.3 搅拌转速和功率 |
| 7.4 料位检测 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文情况 |
| 本研究的创新点和建议 |
（4）甲醇制低碳烯烃流化床反应器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 甲醇制低碳烯烃反应-再生工艺 |
| 2.1.1 UOP/Hydro公司MTO工艺 |
| 2.1.2 中国科学院大连化学物理研究所DMTO工艺 |
| 2.1.3 中国石化上海石油化工研究院S-MTO工艺 |
| 2.1.4 德国鲁奇公司MTP工艺 |
| 2.1.5 清华大学FMTP工艺 |
| 2.2 气固流化床流体力学研究方法 |
| 2.2.1 气固流化床中固体浓度分布的研究方法 |
| 2.2.2 气固流化床中颗粒速度分布的研究方法 |
| 2.3 气固流化床计算流体力学(CFD)研究进展 |
| 2.3.1 CFD概述 |
| 2.3.2 气固两相流计算流体力学模拟现状 |
| 2.3.3 双流体模型 |
| 2.4 甲醇制低碳烯烃反应器研究进展 |
| 2.4.1 甲醇制低碳烯烃固定床反应器的开发 |
| 2.4.2 甲醇制低碳烯烃流化床反应器的开发 |
| 第三章 流化床中甲醇制低碳烯烃反应-再生过程研究 |
| 3.1 实验装置 |
| 3.1.1 流化床反应-再生装置 |
| 3.1.2 热重分析仪 |
| 3.1.3 产物分析方法 |
| 3.2 催化剂的合成与成型 |
| 3.3 催化剂表征 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 流化床中甲醇制低碳烯烃反应条件研究 |
| 3.4.2 流化床中甲醇制低碳烯烃再生条件研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 气固循环流化床固体浓度分布 |
| 4.1 实验准备 |
| 4.1.1 气固循环流化床大型冷模实验装置 |
| 4.1.2 PV6 D颗粒速度测量仪的操作说明 |
| 4.1.3 PC6 D固体浓度测量仪的测量原理与调整方法 |
| 4.2 实验设计 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 表观气速对固体浓度的影响 |
| 4.3.2 轴向位置对固体浓度的影响 |
| 4.3.3 径向位置对固体浓度的影响 |
| 4.3.4 静床高对固体浓度的影响 |
| 4.3.5 气体分布器对固体浓度的影响 |
| 4.3.6 气体分布器开孔率对固体浓度的影响 |
| 4.3.7 不同表观气速下的固体浓度分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 气固循环流化床颗粒速度分布 |
| 5.1 不同测量方向对颗粒速度分布的影响 |
| 5.2 径向位置对颗粒速度分布的影响 |
| 5.3 轴向位置对颗粒速度分布的影响 |
| 5.4 表观气速对颗粒速度分布的影响 |
| 5.5 静床高对颗粒速度分布的影响 |
| 5.6 上升颗粒速度与下降颗粒速度的对比 |
| 5.7 气体分布器对颗粒速度的影响 |
| 5.7.1 气体分布器开孔率对颗粒速度的影响 |
| 5.7.2 气体分布器形状对颗粒速度的影响 |
| 5.8 不同表观气速下的颗粒速度分布 |
| 5.9 表观气速与静床高对颗粒循环通量的影响 |
| 5.10 本章小结 |
| 第六章 气固两相流动计算流体力学(CFD)数值模拟 |
| 6.1 FLUENT软件介绍 |
| 6.2 双流体模型 |
| 6.2.1 质量和动量守恒方程 |
| 6.2.2 颗粒流方程的动力学理论 |
| 6.2.3 虚拟质量力与剪切粘度 |
| 6.2.4 曳力模型 |
| 6.3 求解算法及边界条件 |
| 6.4 结果与讨论 |
| 6.4.1 瞬时气固浓度分布 |
| 6.4.2 三维模拟与两维模拟的对比 |
| 6.4.3 曳力模型对计算结果的影响 |
| 6.4.4 虚拟质量力对计算结果的影响 |
| 6.4.5 固体剪切粘度对计算结果的影响 |
| 6.4.6 弹性碰撞系数对计算结果的影响 |
| 6.4.7 不同颗粒直径对计算结果的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 甲醇制低碳烯烃流化床反应器的数学模拟 |
| 7.1 数学模型的建立 |
| 7.1.1 甲醇制低碳烯烃反应模型 |
| 7.1.2 甲醇制低碳烯烃流化床反应器数学模型 |
| 7.1.3 甲醇制低碳烯烃反应动力学模型 |
| 7.1.4 混合气体粘度 |
| 7.1.5 甲醇制低碳烯烃反应焓 |
| 7.2 反应器的基本操作条件和有关参数 |
| 7.3 操作条件对模拟计算结果的影响 |
| 7.3.1 反应温度对反应性能的影响 |
| 7.3.2 操作压力对反应性能的影响 |
| 7.3.3 空速对反应性能的影响 |
| 7.3.4 进料组成对反应性能的影响 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论 |
| 8.1 流化床中甲醇制低碳烯烃反应-再生过程研究 |
| 8.2 甲醇制低碳烯烃气固循环流化床大型冷模实验研究 |
| 8.3 气固两相流动计算流体力学(CFD)数值模拟 |
| 8.4 甲醇制低碳烯烃流化床反应器的数学模拟 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在博士学习期间论文的发表情况 |
| 卷内备考表 |
（5）浆态床合成气一步法制二甲醚反应宏观动力学及反应器数学模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究目的 |
| 1.3 论文主要内容及创新点 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 合成气制二甲醚研究进展 |
| 2.1.1 一步法合成工艺 |
| 2.1.2 气固相工艺条件影响 |
| 2.1.3 浆态床工艺条件影响 |
| 2.1.4 合成气直接制二甲醚催化剂 |
| 2.2 反应动力学 |
| 2.2.1 气固相反应动力学 |
| 2.2.2 浆态床宏观反应动力学 |
| 2.3 浆态床中气泡特征参数 |
| 2.3.1 反应器内流型 |
| 2.3.2 气泡特征参数测量 |
| 2.3.3 气泡特征参数影响因素 |
| 2.3.4 气泡参数经验关联式 |
| 2.4 气液传质系数 |
| 2.4.1 传质系数测量方法 |
| 2.4.2 液相传质系数影响因素 |
| 2.4.3 传质系数经验关联式 |
| 2.5 三相浆态床反应器数学模型 |
| 第3章 合成气一步法制二甲醚实验 |
| 3.1 实验装置和仪器 |
| 3.1.1 反应器结构 |
| 3.1.2 控制系统 |
| 3.1.3 流量计 |
| 3.1.4 皂膜流量计流量转换 |
| 3.2 催化剂及还原 |
| 3.3 气体分析方法 |
| 3.4 物料衡算与数据处理 |
| 3.4.1 物料衡算 |
| 3.4.2 数据处理 |
| 第4章 浆态床二甲醚合成宏观动力学 |
| 4.1 实验条件 |
| 4.2 工艺条件影响 |
| 4.2.1 压力影响 |
| 4.2.2 空速影响 |
| 4.2.3 温度影响 |
| 4.3 二甲醚合成过程宏观反应动力学 |
| 4.4 实验条件及数据 |
| 4.5 宏观动力学模型及参数估值 |
| 4.5.1 宏观动力学模型 |
| 4.5.2 模型参数估值 |
| 4.5.3 模型参数统计检验 |
| 4.5.4 实验值与模型计算值比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 三相浆态床液相传质系数实验 |
| 5.1 气泡特征参数实验 |
| 5.1.1 实验流程及设备 |
| 5.1.2 实验数据采集及分析 |
| 5.1.3 实验步骤 |
| 5.1.4 结果与讨论 |
| 5.2 液相体积传质系数 |
| 5.2.1 实验流程 |
| 5.2.2 溶解氧测定仪 |
| 5.2.3 实验步骤 |
| 5.2.4 实验处理 |
| 5.2.5 结果与讨论 |
| 5.3 特征参数关联式 |
| 5.3.1 气泡特征参数 |
| 5.3.2 传质系数关联式 |
| 5.4 人工神经网络模型模拟 |
| 5.4.1 神经网络模型 |
| 5.4.2 神经网络结构 |
| 5.4.3 神经网络预测 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 浆态床反应器数学模型 |
| 6.1 浆态床反应器数学模型 |
| 6.2 二甲醚合成浆态床反应器模型 |
| 6.3 基础数据 |
| 6.4 浆态反应器模拟典型工况结果 |
| 6.5 浆态床反应器模型分析 |
| 6.5.1 气体组成变化趋势 |
| 6.5.2 催化剂床层轴向分布分析 |
| 6.5.3 操作条件对二甲醚合成影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 Cu-Zn-Al-Zr浆态催化剂上二甲醚合成宏观动力学 |
| 7.2 浆态床反应器气泡参数及气液界面液相传质系数 |
| 7.3 合成二甲醚工艺浆态床反应器数学模拟 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目来源 |
| 博士学习期间论文的发表情况 |
| 卷内备考表 |
（6）煤直接液化强制循环淤浆床反应器工程化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 概述 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 煤直接液化技术的发展沿革 |
| 1.2 煤的分子结构及直接液化反应机理 |
| 1.2.1 煤的分子结构 |
| 1.2.2 煤直接液化反应机理 |
| 1.3 煤直接液化反应催化体系 |
| 1.3.1 廉价可弃性催化剂 |
| 1.3.2 钼系可再生催化剂 |
| 1.3.3 助催化剂 |
| 1.3.4 超细高分散铁系催化剂 |
| 1.4 煤直接液化反应动力学 |
| 1.5 煤直接液化反应器 |
| 1.5.1 反应器类型 |
| 1.5.2 反应器流动性能 |
| 1.5.3 反应器反应性能模拟 |
| 1.5.4 反应器工程放大 |
| 1.6 煤直接液化技术发展趋势 |
| 1.7 本文研究目的、内容及方法 |
| 1.7.1 研究目的 |
| 1.7.2 研究内容 |
| 1.7.3 研究方法和思路 |
| 第2章 神华煤直接液化工艺及反应器技术分析 |
| 2.1 神华煤直接液化工艺 |
| 2.1.1 工艺技术简介 |
| 2.1.2 工艺流程描述 |
| 2.2 神华煤直接液化工艺和反应器的特点 |
| 2.2.1 采用高效液化催化剂 |
| 2.2.2 全部采用预加氢的供氢溶剂 |
| 2.2.3 采用强制循环淤浆床反应器 |
| 2.2.4 采用减压蒸馏固液分离技术 |
| 2.2.5 溶剂加氢采用沸腾床工艺 |
| 2.3 神华煤直接液化工艺和反应器的先进性 |
| 2.3.1 单系列处理能力大 |
| 2.3.2 油收率高 |
| 2.3.3 稳定性好 |
| 第3章 煤直接液化强制循环淤浆床反应器流动性能试验 |
| 3.1 试验装置与方法 |
| 3.1.1 试验装置 |
| 3.1.2 试验内容 |
| 3.1.3 流动参数测试方法 |
| 3.1.4 计算机数据采集系统 |
| 3.2 玻璃珠-水-空气三相体系的流动性能 |
| 3.2.1 床层压强轴向分布 |
| 3.2.2 反应器内固含率的轴向和径向分布 |
| 3.2.3 床层局部平均气含率 |
| 3.2.4 压力脉动分析 |
| 3.2.5 浆相流速径向分布 |
| 3.3 煤粉-水-空气三相体系的流动性能研究 |
| 3.3.1 采用收集杯3时的试验结果与讨论 |
| 3.3.2 收集杯2和收集杯3对反应器内流动性能影响的比较 |
| 3.3.3 带收集杯3的液化反应器与带预分布器的鼓泡床之间的比较 |
| 3.4 两种体系流动性能的比较及固体沉积物放料模拟试验 |
| 3.4.1 两种体系流动性能的比较 |
| 3.4.2 固体沉积物分布和放料模拟试验 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 煤直接液化强制循环淤浆床反应器工程化热态试验 |
| 4.1 反应器工程化热态试验PDU装置工艺流程 |
| 4.2 PDU装置液化反应器 |
| 4.2.1 反应器构件 |
| 4.2.2 反应器控制参数 |
| 4.2.3 反应器测量系统 |
| 4.3 PDU装置设计的原料及产品性质 |
| 4.3.1 原料性质 |
| 4.3.2 主要产品性质 |
| 4.4 热态试验操作条件及产品分布 |
| 4.5 热态试验分析 |
| 4.5.1 工艺操作参数 |
| 4.5.2 试验步骤 |
| 4.5.3 数据采集和计算方法 |
| 4.6 试验结果和讨论 |
| 4.6.1 试验概况 |
| 4.6.2 强制循环反应器内气含率试验 |
| 4.6.3 强制循环与内循环、鼓泡床反应器对比试验 |
| 4.6.4 反应器内固体颗粒沉积试验 |
| 4.6.5 强制循环反应器热模工艺试验条件和结果 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 煤直接液化强制循环淤浆床反应器流动性能CFD模拟 |
| 5.1 计算流体力学概述 |
| 5.2 商业计算流体力学软件FLUENT简介 |
| 5.3 模型参数 |
| 5.3.1 模拟对象 |
| 5.3.2 反应器多相湍流流动模型 |
| 5.4 PDU装置反应器CFD计算模拟 |
| 5.4.1 CFD计算模型 |
| 5.4.2 模拟计算条件 |
| 5.4.3 模拟计算结果 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 煤直接液化强制循环淤浆床反应器模型及性能模拟 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 煤直接液化反应器模型 |
| 6.2.1 煤直接液化反应动力学 |
| 6.2.2 反应器系统的物理/化学模型和假设 |
| 6.2.3 反应器模型方程 |
| 6.2.4 附加关系 |
| 6.2.5 方程求解和计算 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 项目来源 |
| 攻读博士学位期间发表的相关学术论文 |
| 卷内备考表 |
（7）浆态鼓泡塔流体力学实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 第二章 文献综述 |
| 2.1 费托合成 |
| 2.2 鼓泡塔内的流型 |
| 2.3 气泡特性 |
| 2.3.1 气泡大小 |
| 2.3.2 气泡运动速度 |
| 2.4 气含率 |
| 2.4.1 气含率的影响因素 |
| 2.4.2 气含率的径向分布 |
| 2.5 液体流动速度 |
| 2.6 流型检测技术 |
| 2.7 鼓泡塔内的内构件 |
| 2.7.1 管式内构件 |
| 2.7.2 内构件的排布形式 |
| 2.7.3 内构件对流场的影响 |
| 2.7.4 其他内构件 |
| 2.8 本课题的主要内容 |
| 第三章 冷模实验装置及测量方法 |
| 3.1 鼓泡塔及其流程装置 |
| 3.2 实验条件与方法 |
| 3.2.1 电导探针法测量气含率 |
| 3.2.2 Pavlov管法测量液体流动速度 |
| 3.2.3 Pavlov管法的标定实验 |
| 3.2.4 实验内容 |
| 第四章 鼓泡塔内的气含率及其分布 |
| 4.1 平均气含率 |
| 4.1.1 表观气速和固含率对平均气含率的影响 |
| 4.1.2 塔径对平均气含率的影响 |
| 4.1.3 平均气含率模型 |
| 4.2 局部气含率分布规律 |
| 4.2.1 气含率分布的轴向对称性 |
| 4.2.2 轴向位置对气含率分布的影响 |
| 4.2.3 表观气速对气含率分布的影响 |
| 4.2.4 固含率对气含率分布的影响 |
| 4.2.5 塔径对气含率分布的影响 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 鼓泡塔内的液相流动速度 |
| 5.1 鼓泡塔内的液速分布 |
| 5.1.1 液速分布的轴向对称性 |
| 5.1.2 轴向位置的影响 |
| 5.1.3 表观气速的影响 |
| 5.1.4 固含率的影响 |
| 5.1.5 塔径的影响 |
| 5.2 小结 |
| 第六章 鼓泡塔内构件研究 |
| 6.1 内构件对气含率的影响 |
| 6.2 内构件对液速的影响 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）甲醇制烯烃（MTO）反应过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 MTO 催化剂研究进展 |
| 1.3 甲醇制烯烃反应工艺研究进展 |
| 1.3.1 UOP/Hydro MTO 工艺 |
| 1.3.2 中科院大连化物所(DICP)甲醇或二甲醚制烯烃工艺 |
| 1.3.3 Lurgi MTP 工艺 |
| 1.3.4 提升管反应器用于 MTO |
| 1.4 甲醇制烯烃(MTO)反应基础研究内容概述 |
| 1.4.1 MTO 反应特性及影响因素 |
| 1.4.2 MTO 反应机理 |
| 1.4.3 MTO 反应动力学 |
| 1.4.4 MTO 反应过程中的积炭行为 |
| 第2章 研究思路及实验方法 |
| 2.1 研究思路 |
| 2.2 实验装置及方法 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 MTO 产物分析方法 |
| 2.2.3 催化剂物性 |
| 2.2.4 催化剂在流化床中多次反应再生性能考察 |
| 第3章 甲醇制低碳烯烃(MTO)反应热力学分析 |
| 3.1 甲醇制烯烃反应及其热效应 |
| 3.2 甲醇制烯烃反应的吉布斯自由能 |
| 3.3 甲醇制烯烃反应标准平衡常数计算 |
| 3.4 烯烃产物之间的平衡关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 甲醇制烯烃(MTO)反应动力学研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.2 MTO 反应模型的建立 |
| 4.3 新鲜催化剂上 MTO 反应动力学 |
| 4.3.1 模型参数计算及估值 |
| 4.3.2 模型预测值与实验值的比较 |
| 4.4 失活催化剂上的 MTO 反应动力学 |
| 4.5 考虑催化剂失活的 MTO 反应动力学模型的预测效果 |
| 4.6 影响催化剂活性 A 的诸多因素 |
| 4.7 固定床反应器内 MTO 反应模拟计算 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 SAPO-34 分子筛催化剂的积碳行为研究 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 反应温度对催化剂积碳量的影响 |
| 5.2.2 水醇比对积碳量的影响 |
| 5.2.3 甲醇重量空速 WHSV 对催化剂积炭量的影响 |
| 5.2.4 催化剂积炭量与主要工艺变量的经验关联模型 |
| 5.2.5 催化剂积炭对 MTO 反应性能的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 甲醇制烯烃(MTO)固定流化床反应工艺研究 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.1.1 固定流化床反应装置 |
| 6.1.2 固定流化床装置连续反应操作的实现 |
| 6.1.3 降低甲醇分解率的方法 |
| 6.1.4 装置平行性和物料平衡考察 |
| 6.2 反应温度对 MTO 反应的影响 |
| 6.3 水醇比 XW0对 MTO 反应的影响 |
| 6.4 甲醇重量空速 WHSV 对 MTO 反应的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 MTO 反应三相鼓泡流化床反应器模型研究 |
| 7.1 K-L 鼓泡流化床反应器模型 |
| 7.2 三相鼓泡流化床反应器模型中的反应传递阻力 |
| 7.3 鼓泡流化床反应模型的验证 |
| 7.4 气泡尺寸对转化率的影响 |
| 7.5 MTO 反应器操作方式的选择 |
| 7.6 本章小结 |
| 第8章 其它类型 MTO 反应器构想 |
| 8.1 提升管用作 MTO 反应器的可能性分析 |
| 8.2 移动床用作 MTO 反应器的可能性分析 |
| 8.3 结果与讨论 |
| 第9章 甲醇制烯烃工艺过程的经济分析 |
| 9.1 天然气基 MTO 工艺路线经济性分析 |
| 9.2 煤基 MTO 工艺路线经济性分析 |
| 9.3 其它几个需要关注的问题 |
| 第10章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文目录 |
（9）气液固三相床中合成甲醇与二甲醚（论文提纲范文）
| 1 气液固三相催化反应技术的特点与应用 |
| 1.1 三相床反应工程的基本概念 |
| 1.2 三相床反应过程的主要特点 (以三相床合成甲醇与二甲醚为例) |
| 1.2.1 床层的等温性 |
| 1.2.2 反应的高效性 |
| 1.2.3 原料的适应性 |
| 1.2.4 操作的可塑性 |
| 1.2.5 节能的现实性 |
| 1.2.6 联产的可行性 |
| 1.3 三相床反应技术的应用领域 |
| 2 气液固三相床中合成甲醇 |
| 2.1 研究内容与成果 |
| 2.1.1 惰性液相热载体特性研究 |
| 2.1.2 高浓度CO三相床合成动力学研究和操作适应性研究 |
| (1) 高浓度CO条件下甲醇合成本征动力学 |
| (2) 高浓度CO条件下三相床中甲醇合成宏观动力学 |
| 2.1.3 三相淤浆床反应器流体力学研究 |
| 2.1.4 三相鼓泡淤浆床数学模型的研究及工程分析 |
| 2.1.5 三相床甲醇合成工业热模试验 |
| (1) 投料与开车 |
| (2) 试验条件 |
| (3) 试验总体情况 |
| 2.2 工艺流程与装备 |
| 2.2.1 工艺流程 |
| 2.2.2 三相床反应器 |
| 3 气液固三相床中合成二甲醚 |
| 3.1 研究内容与成果 |
| (1) 惰性液相热载体特性研究 |
| (2) CO、CO2、H2合成二甲醚与甲醇的热力学分析 |
| (3) 催化剂筛选 |
| (4) 三相床中合成气制二甲醚的工艺条件 |
| (5) 三相鼓泡淤浆床反应器流体力学研究 |
| (6) 三相床中CO、CO2与H2合成二甲醚的宏观动力学 |
| (7) 建立三相鼓泡淤浆床反应器数学模型 |
| (8) 编制了以煤为原料合成气一步法制二甲醚的工艺包 |
| 3.2 工艺流程与设备 |
| 3.3 应用前景与效益 |
| (1) 二甲醚有广阔的应用前景 |
| (2) 浆态床二甲醚的经济效益 (以煤为原料) , (DME售价3 000元/吨, 甲醇售价2 000元/吨计) , 见表5。 |
四、鼓泡淤浆反应器甲醇合成热模试验的工程问题（论文参考文献）
- [1]浆态床醇醚燃料合成技术及反应器数学模型[J]. 应卫勇,陈振,张海涛,房鼎业. 石油化工, 2011(12)
- [2]钴基催化剂费托合成反应动力学及浆态床反应器数学模拟[D]. 钱炜鑫. 华东理工大学, 2011(04)
- [3]聚丙烯卧式搅拌床反应釜工程放大研究[D]. 张斌. 华东理工大学, 2011(12)
- [4]甲醇制低碳烯烃流化床反应器的研究[D]. 王彪. 华东理工大学, 2011(12)
- [5]浆态床合成气一步法制二甲醚反应宏观动力学及反应器数学模拟[D]. 陈振. 华东理工大学, 2011(07)
- [6]煤直接液化强制循环淤浆床反应器工程化研究[D]. 任相坤. 华东理工大学, 2010(10)
- [7]浆态鼓泡塔流体力学实验研究[D]. 周青钠. 浙江大学, 2008(09)
- [8]甲醇制烯烃（MTO）反应过程研究[D]. 齐国祯. 华东理工大学, 2006(04)
- [9]气液固三相床中合成甲醇与二甲醚[J]. 房鼎业,丁百全. 化工进展, 2003(03)
- [10]气液固三相床中甲醇合成与二甲醚合成[J]. 房鼎业. 小氮肥设计技术, 2002(04)