论文部分内容阅读
汽油的环保标准日益严格,这就要求生产高辛烷值的清洁汽油。作为理想的调合组分,烷基化油受到了人们的关注。为打破国外的技术垄断,本文提出了一种新型硫酸法C4烷基化工艺和一种装填填料的具有循环流动方式的反应器,并对填料和反应器的混合性能进行了实验研究。首先,提出了一种新型硫酸法C4烷基化生产工艺,丁烯原料在气相状态下进入反应器,与液相异丁烷、浓硫酸混合后,部分丁烯溶于液相,在液相中进行反应;通过控制反应器的压力,部分液相吸收反应热而汽化,使反应温度基本稳定;经气液分离、酸烃分离及产品分馏后,气相丁烯、异丁烷、浓硫酸分别构成三个循环。Aspen Plus模拟结果表明,通过调节反应器压力实现温度的控制是可行的,与传统硫酸法C4烷基化工艺相比,新工艺耗电量可降低30%。其次,以碘化物—碘酸盐平行竞争反应体系为分子探针,以离集指数（XS）表征微观混合性能,用实验方法考察了物料体积流量、物料体积流量比对装填扁环填料和Winpak填料、Mellapak填料的管式反应器的微观混合性能影响及离集指数在管式反应器轴向、径向的分布。结果表明,XS随着Re的增大而下降,而物料体积流量比的增加会导致XS增加,相同条件下Winpak填料的微观混合性能优于扁环填料与Mellapak填料。本文第三部分在气升式环流反应器的基础上提出了（气）液液环流反应器,并建立中试规模的实验装置验证了液液环流的可行性,同时对液液环流反应器的相含率以及其对浓硫酸与轻油的混合效果进行了实验研究。结果表明,液液环流反应器可以达到传统硫酸法C4烷基化反应器的混合效果。本文第四部分通过CFD数值模拟的方法,对气升式环流反应器内部流动状态进行数值模拟。结果显示升力对气相的径向分布具有决定性影响,加入升力模型可以使流动状态与实际情况更为符合,虚拟质量力的加入对数值模拟的稳定性有巨大影响。RNG k-ε湍流模型可以更好的在高雷诺数下模拟气升式环流反应器的气含率的动态波动。为今后（气）液液环流反应器的模拟优化做前期准备。