使用超微镍基负载型催化剂的苯加氢固定床反应器模拟.pdf

炼油技术与工程 PETROLEUM 2007年7月 REFINERYENGINEERING 第37卷第7期 擎 w 、计算机应用i k， 。 。 盏 使用超微镍基负载型催化剂的 苯加氢固定床反应器模拟宰 李为民1’2朱毅青1徐春明2 1．江苏工业学院化工系(江苏省常州市213164) 2．中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室(北京市102200) 摘要：介绍对工业化超微镍基负载型催化剂苯加氢反应器进行数学模拟的情况，建立了列管式固定床反应器 的拟均相一维模型，用四阶，龙格库塔法求解计算，通过计算机模拟超微镍基负载型催化剂苯加氢固定床反应器，找 到该反应器的热点温度和热点位置，并对床层不同分段数进行了模拟比较，模拟结果表明，催化剂分4段填装为 好，热点温度为183．43℃，热点位置在距反应器人口2Ill处，这4段催化剂床层的最佳稀释比依次为1：38．0， 1：32．6，1：27．5，1：17．3。 关键词：苯加氢 固定床反应器数学模拟稀释比超微镍基负载型催化剂 超微镍基负载型催化剂是一种新型的苯加氢 1 240．8expf一墚)P。P垆 催化剂，在苯加氢生成环己烷的催化反应中工业 f—r：、：———————————∑———堡土—二———一 应用前景广阔。该催化剂活性高，反应速度快、放 、”『l+o．0147exp(一紫)P。12 热量大，在工业生产中，因催化剂装填不合理，易 1．2有关参数计算方法 发生烧坏催化剂与反应器等事故。基于此，对超 根据文献[2，3]，反应热数据由各组分的生 微镍基负载型催化剂苯加氢反应器进行模拟就显 成热和热容数据求得，平均温度为163℃时，苯 得十分重要。 MJ／mol。 加氢反应的反应热为：△日。=一219 本研究建立了工业化列管式使用超微镍基负 反应器总传热系数由床层总括传热系数、传 载型催化剂的苯加氢固定床反应器的拟均相一维 热介质传热系数、列管管壁传热系数三部分综合 模型，采用四阶龙格．库塔法对床层温度分布和转 求取旧4J。总括传热系数数值比相同空管流速下 化率分布进行模拟计算，并研究了使用超微镍基 的管内壁传热系数大得多，关联传热系数的经验 负载型催化剂的苯加氢反应器催化剂床层分段数 公式采用Leva公式；水蒸气传热系数取104 和催化剂稀释比对床层温度分布和转化率分布的 J／(m2·s·K)。混合气体的等压摩尔热容可由各组 影响，以及催化剂稀释比的优化等问题，找到了最 分在系统温度下纯组分的等压摩尔热容C¨及该 佳催化剂床层段数和最佳稀释比，为超微镍基负 组分在气体混合物中的摩尔分率yi之乘积加和来 载型催化剂的工业化推广使用提供参考依据。 计算。纯组分热容利用热容方程求取∞J。 1．3模型建立及求解 1 气相苯加氢反应器拟均相一维模型 当床层被冷却(放热反应)时，在气固相催化 1．1动力学方程