MTP反应器简介

1、MTP反应器简介Uirgi的MTP反应装賢主娶是山3个绝热固定床反应器3x50%能力）细成.lt't'2个在线空产，1个在线1卜心这样叮保证生产的连续性和催化剂活性。每个反应器内仆布&个催化剂麻层，各床提布世苕于激冷喷嘴.定眾注入冷的中醇.水'一.屮瞇物流来控制嫌层温度达到程定反应*件.O1®大丙烯收車的目的反应压力接近席压，反应温度4刃紀4700。从上游末的屮醇经倾热气化后进入预反应普先含成二中腌和水谨反应的转化率几乎达到热力学平衡桂度曲州。甲融水，二甲葩物流入分雁描°气招受翹到反应温度后入MT卩反战器，液和柞为控溫介质统流检控制仪通过激冷

2、喷哪入MTP反应器，甲諄.二甲屉的转化率约09%fI曲烯基匸婪产物。反应产物经冷却跖.入分离丁段*Lurgi公司在甲諄合成丙瑞反应器啟大过程中取得了半富的園進床放大经验【叫反应器膻大的关键是设置合适的气休分布器，以保证舐料气均匀分布于催化湘麻展.并恼齐操件参数,如反应器内砒场分布,左如压降以瑕循邛比等与力瀧各参数柯似。在此前提下，示范裝邂反应曙相巧F工业反应器的个轴純K单元,即工业報鬣町简驻视为示范装割的儒数关系。1.47FMTP反应器囚内的涉华大学圃的屮醉制内埼反应器兀采用气附并流下行式流化味短接触反幽賂療料打他化剂住流化床反应藩屮退行包时冊接触、&应.物流方向口上向卜:反阪产物和催

3、化朋藐反应器分离器屮进行分捣.这样可以快Mlf.it反应.有效抑制次反应.从Btfliwr乙如肉烯辱低碳蝸烧迪抒性"降低了绘绘的选择性口为肩綾的分离制低了成水用加了11的产物的收率“”昭的固相催化剂在再住器中连续映也IS化流程模拟槪述对于化工系统生产流程模拟来说，作为一种系统计算系统，能读取川户提出的相关工业系统流程的数据，进而进行工业过程系统设讣、工业装置设备计算和工艺操作相应的处理分析。在实际应用情况上，化工生产流程模系统拟町分为两种：通川流程榄拟系统和特定流程模拟系统。通用化工流程模拟系统并不是对于某个指定工艺流程开发的、对不同工艺都可适应、是保有通用性的工业流程模拟系统。在通

4、用模拟系统中，普遍用于研究所发生的物理变化，比如单元操作中生产相关的物料守恒、相平衡等，特别是物料混合、汽液分离过程、基本化学反应和热交换，通常不能计算动力学复杂的化学反应。现在，主流的通用流程模拟系统软件AspenPlus（美国ASPENTECH公同）和PRO/II（美国Simsci公司）（4,-42L对具有特别化学反应的工业过程，基于原材料、催化剂、反应器形制以及产物的不同，主要还有化学反应机理的不同，所需开发的特定化学反应系统模羽也是不尽柑同的【。在这种系统模型上发展的计算软件就是彷定化学反应的流程计算软件。特定流程模拟软件能保还更准确的物性数拥和更严格的il勿模型，但是在人机交互的适应

5、性，多流程统一性等领域存在不足.流程模拟收敛策略AspenPlus用于计算机流程处理的方法是序贯模块法，在这个方法中，前一个单元模块的输出结果足作为卜个单元模块的输入信息。而含有回流的生产流程，过程处理须耍提供撕裂流股，或斤使用缺省设宙。还击耍设定收敛方式，如果不选择收敛方式，计舁机将使用缺省值，同时还需要规定所仃模块和方法的计算次序.相对不复杂的生产过程计算一般是可行的,但是有些过程里单元模型机理并不是很简单,并且过程中循环比较多的时倏，就婆根据具体流榕选拌适合的撕裂流股，收敛方法和il创次用，选择合适的参数才陡保征循坏流程收敛和正确。111J存在回跻，回路小所能确认其组分的总烽尔流、压力和

6、焙的0心不冋路流燉都町以足撕裂流。虽燃撕裂流可以是循坏回路中的任总一股流股，但选择慚经济也冇一定的娶;k,来保证冋流计算能够正确收敛，所以一般选择循环物流中含有纽分相对少井口物流件状相对稳定的物流成为撕裂流股，这样能很好的保还计算的速度和准确度。在AspenPlus中可以应用在物流和单元模型的收敛方法主咚仃WEGSTE1N、BROYDEN,NEWTON等刖。鏡情况卜WEGSTEIN方法足应川撕裂流收敛最快的和最可信的收敛选择。BROYDEN法则较名引用于名匝撕裂流般，并II.物流间变谕相关度高的或者物流间和互关联严龍导致不可以成功嵌套的循坏冋路。而对较大生产过科!不收敛的悄况.W1-：产过程中

7、的循坏冋路比较多,导致的不收敛。可以使用下列准则进行收敛田）：1、计飙初先对个流用进行流程分斛.保证分开的部分能单独|淞计讣.并能按照预光的考察数押:或XPiil结果进行il弘A并成为较大流程之讹这戟流卅能小独运fj和讣弘并达到牧好效果，2、在些槐拟过程中，在有较敏脈的皿元,这岐矗元对输入信息变化敏感.这艸B元的计算结果可以为其它单兀的计舁提供参考3、模拟过禅模块构成往往很多，其中有的比较简单而有的较复杂。所以模拟时尽杲从报简单部分入尹，设定比较稳定一个切断流般。4、根厠工业流程进行的计算,或者过程开发,相应的物流L业数拯祁右淀的参考性。选定切断物流以后，可以根拥现有的资料，为切断流股选择介理

8、并yi.Mil.业意义的初值进行设置.5、在模拟商用软件中，-般设置有灵敏度分析和设计规定模块，可以利用该模块，分析和了解流程中变忌对讣知过程的影响，减少或者消除山J：设置不介理進成的不收敛或若计算过程平缓.6、在收敛设宙中，容忍度调节也是很负要的，在工业数据允许并且合理的情况下，适当的调节容忍度，对于循环也是很重要的。调节容差订以保证内循环和外循环在牯确度上保持一致，否则会因为数振档度问题造成一定误差，导致计算沏溃。在计1?结束后或暂停时,可以通过运行控制签的结果分析计算中的合理性和F.确性以及不收敛的情况，这样保证能冇针对性的解决问题。运行控制器的结來中包含il处虽后的收敛状态变量值利总的

9、模块收敛中的误差和警告。对于没有收敛的变虽，需耍进一步观察变量在计算过程中收敛的观律，再选择合理的收敛策略。流程模拟热力学模型流秤模拟-收含冇多项分离驻元设备操作，而物系的相'I'衡是进行两相或者名郴分离过稈计畀的基础。因此，山相关的相平衡资料建立适介的热力学模型，対这些部分的粘确计第是很必婆的。为了保uEilS?的数据正确合理,挑选和应的热丿J学计口方法是个T分负要的环朮在热力学郴平衡方法屮一般包松浴度系数法和状念方程法.活度系数法洁度系数法的发展经历了两个时段。一个足在理想溶液理论上建立屆*的，如VanLaar方程、Margulas方程；另个是从七十年代初发展

10、的，运用了拟晶格模型理论和胞腔理论的研究结果，比如Wilson方用、NRTL方程、UNIQUAC方程，它们上耍转点是引川了局部纽成的概念，不同的模曲I闻部组成的总义不同.对NRTL方程作简咚介绍；NRTL方程只有Wilson方杵!的优点,适用于液液半衡计算,对含水系统J较品的祐确度，形式上比UNIQUAC方和简便.NRTL山以卜卅质方法计算液相活度系数NRTL、NTHRlNRTL-RK.Gj=«V+,n7，+Z/av=s+九(J273.I5K)数据炸屮提供大凰的二元参数川丁模拟计算，NRTL方程在强非理想混合物和部龙混溶系统中的运用能够取宙令人满总的结果。1状态方程法状态方程模型一般

11、都是半经验半理论的方程，常用的仃三大类：(1) 立方型方程：在范德华方程的基础上对斥力项和引力项作岀不同修正而御，往往能展开为体积的三次多项式，如VanderWaals、RK、SRK、PR等;维里方程:理论型状态方程，即分子M4II2L作用与统计力学结合的结果，如HaydenO'Connell方程。(3)多参数方程：在维里方程的展础上修正，几有较多参数，如BWR、MH等.除了个别的理论方程如纟隹屮.方程外，多数经验或半经验方程祁是首先按纯物质建立，然后将混合物看作-个谨拟的纯物质，其特征参数则山纯物质的参数和混合物组成按-定的混合规则求得.Rcdlich-KwongU态方程可以为以下性

12、质方法计算热力学性质：NRTL.RK、UNIFAC、UNIF-LL.UNIQRK、VANL-RK和WILSRK°它适用F从低压到中压(最大压戈为lOahn)范也2"1卅理想程度较低的系统。对于非理想程度较爲的系统，例如包含有机酸的系统推荐使川Hayden-O'Connell.模型不适用于接近临界区利液相区的热力学性质的计畀W(1-2)其中：ib=/a=0.42748023,7；7h二0.0S664035応；/厂/Pa麻*为了提MRK方用极性物质和液休PVT汁并的准确度，Soavc对RK方觀进厅了改进.称为SRK方阳该方朴,在饱和液体密度的计并小也更稻确。1.6课題來

13、源及研究沁容在聚内烯零游衍工物的E速増加的需求卜，近儿年丙烯在全壯界消耗员大幅增加,f198年到03年,两烯在全球范围内的消耗駅年增长裔达5加右，这已超出了年均3.8右的乙烯的需求増长率，03年丙怖的消费总量达到了0.62亿吨。白95年至04年全国进口丙烯的年均增长fit己经窩达17.3%叫04年至10年间,闪烯在中国的需求总«««年平均增长7.93%,而产能在同时期的増K速度为10.76%：佔测10年至15年何，当年丙烯消耗量的年增长率将达到6.93%,产扯同时期的増氏率则为8.75%,然而丙烯产宦仅仅占市场总消耗的73.15%.所以，虽然丙烯产能的増加速度要快

14、于丙烯在市场上需求的增长速度，但在市场需求中，丙烯仍然有很大空缺（叭流程模拟便用AspenPlus流机模拟软件进行模拟。工艺上耍分为以卜儿个部分：反应再生部分，气体分离部分，压缩部分，梢制部分。其中反应部分主要山DME反应器和MTP反应器组成，凍科气先进入DME反应益，在此反应器中，接近热力学平衡，然后经加热，进入MTP多段冷激反应器进行反应，反应结束后去脱水气体冷却和分离单元。气休冷却分离部分山预急冷塔和总冷塔构成，预急冷塔冇三台，将出MTP反应器反应的物料山W（TC预冷至55*C,然斥再通过急冷塔冷冷却至40-C,进入压缩单元.在压缩单元通过四级压缩，将系统压力提高至2.29MPa,在气液

15、分离確中分离，然店在气炷分离利液婭燥器中脱水，进入分离单元。來自液炷干燥器的物料进入脱丁烷塔，肢丁烷塔塔底饬料上咚包仟C5+,左脱己烷塔，塔顶的C4组分进入脱丙烷塔,在脫丙烷塔塔顶脱出丙烷以匕组分，进入脫乙烷塔,而脱丙烷塔塔底的C4及以上组分，进入萊収塔，副产液化和汕气，并回收甲醉。在脱内烷塔顶的气烙进入脱乙烷塔，脱乙烷塔脱出的乙烷，经压缩机后进入C2分离塔，分离出乙烯产品和乙烷脱乙烷塔塔底组分进入C3分离塔,分离出丙烯产品和丙烷。从脱丁烷塔塔底來的液婭,进入脱己烷塔，塔顶为C5和C6m分，进入汽汕穂定塔中,塔底出产物和脱乙烷塔塔底的物料得到汽汕，塔顶的C5和部分C6回到MTP反应器。咒屮反血部分DME反应器为平衡反应器，MTP反应黑则为六段段间冷激反应洙根据反应动力7,可将贞分解为，、段半推流反应器进行计弘段仙再学行混合冷激。二台预魚冷塔和急7令塔都为吸收塔。气体压缩虹元分冇四个压缩机，和四个分离瑚,任分离讎后是气液分离誥，分离后的物质进入两个丁燥器脱丁烷塔和脱丙烷塔祁是精饰塔，脱丁烷塔