甲醇合成氣加氫脫硫反應(yīng)動力學(xué)及反應(yīng)器模擬研究.pdf

1、焦?fàn)t煤氣制甲醇是實現(xiàn)煤資源高效利用和節(jié)能減排的重要方式之一。合成甲醇催化劑對硫化物高度敏感，要求原料氣中硫化物含量不能超過0.1ppm，因此，焦?fàn)t煤氣精脫硫是實現(xiàn)焦?fàn)t煤氣制甲醇工藝的關(guān)鍵技術(shù)之一。焦?fàn)t煤氣精脫硫由兩級加氫實現(xiàn)。雖然該工藝已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用多年，但是有關(guān)焦?fàn)t煤氣加氫脫硫的動力學(xué)和工業(yè)反應(yīng)器的模擬卻很少報道。本文的研究目標(biāo)是在實驗的基礎(chǔ)上建立包括烯烴和硫化物在內(nèi)的焦?fàn)t煤氣一級加氫反應(yīng)動力學(xué)模型，并利用該模型對工業(yè)反應(yīng)器進行模擬。

2、
　　 焦?fàn)t煤氣成分復(fù)雜。實驗首先建立了可靠的焦?fàn)t煤氣組分分析方法。硫化物利用氣相色譜法測定，H2、CO、CO2、N2、O2和烴類含量通過甲烷關(guān)聯(lián)法確定。
　　 動力學(xué)實驗研究中首先對內(nèi)、外擴散進行了考察，在參考工業(yè)反應(yīng)器操作條件的基礎(chǔ)上確定了合理的實驗區(qū)間。在此基礎(chǔ)上，采用全面實驗的方法得到了動力學(xué)實驗數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果表明，焦?fàn)t煤氣一級加氫過程中硫化物的轉(zhuǎn)化存在許多特殊現(xiàn)象。在溫和的條件下CS2的轉(zhuǎn)化率接近100％，而C

3、OS轉(zhuǎn)化率隨實驗條件的改變卻變化很小，C4H4S的生成路徑復(fù)雜。本文依據(jù)對實驗數(shù)據(jù)的分析，在引入合理假設(shè)的基礎(chǔ)上建立了焦?fàn)t煤氣一級加氫過程中C2H4和硫化物的加氫動力學(xué)模型，并依據(jù)實驗數(shù)據(jù)獲得了模型參數(shù)。嚴格的統(tǒng)計學(xué)檢驗表明，所得模型和參數(shù)在實驗條件范圍內(nèi)是顯著可信的。
　　 利用上述研究結(jié)果，采用一維擬均相理想模型對焦?fàn)t煤氣一級加氫工業(yè)反應(yīng)器進行了模擬。模擬結(jié)果與工業(yè)反應(yīng)器的實際操作情況基本相符。例如工業(yè)反應(yīng)器溫升為50 K，