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费托合成作为GTL的核心工艺,在全球大力寻找开发新能源的今天有着极其广泛的应用前景。列管式固定床反应器是费托合成工艺常用的反应器,但因其传热效果不良,反应器常出现“飞温”情况,导致催化剂积炭而使合成气转化率降低,因此本文对费托合成固定床反应器进行模拟优化。 本文建立了费托合成固定床反应器二维拟均相数学模型,通过实验验证表明,CO转化率的实验值与模型计算值分别为64.89%与66.03%,误差仅为1.76%。由此可见,建立的固定床反应器数学模型可对费托合成中CO的转化率做出准确的预测。在此基础上,利用所建模型考察了操作参数,如空速、压力、合成气进口温度、循环水温度以及循环水流量等因素对反应器的床层温度分布和CO转化率分布的影响。结果表明,上述诸因素对床层温度分布和CO转化率分布均有一定的影响。根据考察结果提出了反应器最佳的工艺操作条件:空速400-500h-1、压力大于1.5MPa、进口温度323K、循环水温度489-493K、循环水流量500-700kg/h等,并在此条件下对两级串联反应器进行模拟,结果表明,两级串联时级间安装冷凝器将产品分离,可使CO转化率提高6.59%。从而为工业反应器的设计和操作优化提供可靠依据。