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催化反应工程华东理工大学二甲醚合成鼓泡淤浆床反应器数学模拟第1页/共17页催化反应工程主要内容：建立二甲醚合成鼓泡淤浆床反应器数学模型；讨论反应器直径、操作条件对床层轴向颗粒分布、淤浆床操作高度的影响；操作条件对反应结果的影响。二甲醚合成鼓泡淤浆床反应器数学模拟第2页/共17页催化反应工程原料气产物及未反应物换热器惰性溶剂气泡催化剂图鼓泡淤浆床反应器示意图第3页/共17页催化反应工程

模型假定(1)反应器内总压不变(2)床层温度均匀(3)气相为平推流；(4)考虑液膜传质阻力；(5)考虑床层催化剂轴向分布(6)流体的性质如气含率等沿床层高度变化。第4页/共17页催化反应工程

对于合成二甲醚体系，独立反应数为3，取下述反应为独立反应：CO+2H2＝CH3OH (1)CO2+3H2＝CH3OH+H2O (2)2CH3OH＝(CH3)2O+H2O (3)第5页/共17页催化反应工程气相中j组分的物料衡算：液相中j组分的物料衡算：数学模型第6页/共17页催化反应工程边界条件：

Z＝0时，

Z=1时，第7页/共17页催化反应工程模型中参数第8页/共17页催化反应工程数值解法－差分解法第9页/共17页催化反应工程模型计算条件反应器直径φ1.45m；床层静止高度22.8m；固含率0.35；操作压力5MPa，反应温度250℃；气体流量18500m3/h，组成(摩尔分率)CO0.28，H20.68，CO20.03，N2+CH40.01；第10页/共17页催化反应工程表观气速对床层颗粒轴向分布与床层操作高度的影响表观气速:0.094m/s、0.196m/s、0.248m/s床层操作高度分别为26.9m、31.2m、35m第11页/共17页催化反应工程反应器直径对床层颗粒轴向分布和床层操作高度的影响减少反应器直径，反应器操作高度大幅度增加，床层催化剂颗粒分布也趋于平缓第12页/共17页催化反应工程反应温度对床层颗粒轴向分布和床层操作高度的影响温度升高，颗粒分布不均匀度减少,操作高度增加。第13页/共17页催化反应工程反应压力对床层颗粒轴向分布和床层操作高度的影响压力升高，颗粒不均匀度增加，操作高度下降。第14页/共17页催化反应工程温度对反应结果的影响温度升高，二甲醚选择性略微增加，总碳转化率显著增加。第15页/共17页催化反应工程压力对反应结果的

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