環(huán)己酮是一種用途廣泛的有機化工原料,工業(yè)上主要采用環(huán)己烷無催化氧化工藝制備環(huán)己酮。該工藝為典型的高危工藝,反應(yīng)器內(nèi)氣相空間存在大量的環(huán)己烷蒸汽,一旦氣相出口氧氣濃度超過一定范圍時有燃爆風(fēng)險,因此有必要研究不同工況下反應(yīng)器內(nèi)組分濃度變化規(guī)律,確定操作參數(shù)報警閾值,使企業(yè)及時了解安全生產(chǎn)狀況。計算流體力學(xué)(CFD)被廣泛的用于化學(xué)工業(yè)中,可以得到反應(yīng)器內(nèi)濃度場,傳遞參數(shù),溫度場以及流速場等詳細信息。本文利用CFD對某石化氣升式環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)環(huán)己烷無催化氧化過程進行了數(shù)值模擬研究,建立了一個基于實際工藝條件的歐拉-歐拉兩相流模型,引入Standard k-ε湍流模型,考慮兩相間曳力、升力和湍流分散力作用,得到反應(yīng)器氣含率、軸向液速等特征參數(shù)分布信息,并將流體力學(xué)特征與以往研究進行對比。在兩相流動基礎(chǔ)上耦合氧傳質(zhì)和環(huán)己烷無催化氧化反應(yīng)動力學(xué),建立流動-傳質(zhì)-反應(yīng)的綜合模型。經(jīng)過計算得到反應(yīng)器內(nèi)傳質(zhì)系數(shù)分布規(guī)律和組分濃度分布圖,反應(yīng)器內(nèi)傳質(zhì)和反應(yīng)主要發(fā)生在反應(yīng)器上升區(qū),其中氣相氧濃度隨著流體流動方向逐漸減小,在反應(yīng)器底部達到最小值。將模擬所得出口處反應(yīng)物的濃度組成與某石化實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行對比,對模...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1反應(yīng)器物質(zhì)分布圖

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2氣相出口氧氣摩爾分?jǐn)?shù)的影響，使企業(yè)了解不同生產(chǎn)工況裝置的情況，為企業(yè)的安全生產(chǎn)操作和控制提供指導(dǎo)。圖1-1反應(yīng)器物質(zhì)分布圖Figure1-1Materialdistributioninthereactor表1.1物質(zhì)物性參數(shù)Table1.1Physica....

圖3-1環(huán)己烷氧化制環(huán)己酮工藝流程圖

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文32第三章工業(yè)環(huán)己烷無催化氧化過程模擬研究本章主要分為三部分，首先介紹工業(yè)上環(huán)己烷無催化氧化工藝以及設(shè)備參數(shù)，建立物理模型，設(shè)置相應(yīng)的邊界條件和求解參數(shù)進行計算求解。第二部分對反應(yīng)器內(nèi)兩相流流體動力學(xué)模擬結(jié)果進行分析。最后通過將反應(yīng)器內(nèi)組分濃度與工業(yè)實際數(shù)....

圖3-2氧化工段工藝流程圖

第三章工業(yè)環(huán)己烷無催化氧化過程模擬研究33圖3-2氧化工段工藝流程圖Figure3-2Processflowchartofoxidationsection3.1.1物理模型環(huán)己烷無催化氧化反應(yīng)工段核心設(shè)備為氣升式環(huán)流反應(yīng)器。反應(yīng)過程環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率比較低，工業(yè)上為提高產(chǎn)物的產(chǎn)量多采....

圖3-5氣升式環(huán)流反應(yīng)器網(wǎng)格劃分圖

第三章工業(yè)環(huán)己烷無催化氧化過程模擬研究35大量計算資源和計算時間。同時因為反應(yīng)器體系復(fù)雜，涉及到反應(yīng)物種類多反應(yīng)復(fù)雜，采用二維模型計算更易收斂二維網(wǎng)格的劃分難度較小，網(wǎng)格數(shù)量相對較少也被許多學(xué)者采用，計算結(jié)果能較好與實驗數(shù)據(jù)相符。因此本文對工業(yè)上的氣升式環(huán)流反應(yīng)器進行二維的網(wǎng)格劃....

本文編號：3931914