乙烯環(huán)氧化反應飛溫現(xiàn)象機理研究.pdf

1、乙烯環(huán)氧化反應器是環(huán)氧乙烷裝置中進行氣固相催化反應的一種重要化工過程機械。近年來，國內(nèi)的乙烯環(huán)氧化反應器頻繁發(fā)生飛溫，燒毀催化劑，反應管壁積炭，導致反應管和殼體損壞，造成裝置停工，嚴重時，還引發(fā)了反應器爆炸事故。反應器飛溫主要是系統(tǒng)工藝原因造成的，若反應器中放熱反應放出的熱量未被及時撤走，則會導致熱量在反應器床層局部累積，使床層溫度急劇升高，產(chǎn)生飛溫。處理飛溫需要裝置停車，且需耗費大量人力和物力。因此，預防飛溫發(fā)生尤為重要。
　　

2、 針對于此，本課題對乙烯環(huán)氧化反應系統(tǒng)進行HAZOP（危險與可操作性）分析，重點研究乙烯環(huán)氧化反應器發(fā)生飛溫的機理，分析導致反應器飛溫的原因。分析發(fā)現(xiàn)，導致固定床反應器發(fā)生飛溫的原因可能與反應器入口進料流量、入口進料溫度、冷卻介質溫度、催化劑分布等因素有關。HAZOP只能對這些參數(shù)偏差進行定性的分析，難以準確的給出這些參數(shù)的偏差對系統(tǒng)溫度的影響，因此需要進行定量分析。本文建立了擬均相二維數(shù)學模型，并進行數(shù)值計算，從操作參數(shù)方面對HAZ

3、OP分析進行量化分析和驗證。結果表明，進料流量過小以及進料溫度和冷卻介質溫度過高等因素，都會引起床層熱點溫度急劇升高，導致反應器飛溫;同時利用CFD（計算流體動力學）軟件對固定床反應器進行數(shù)值模擬，從催化劑和反應器設計方面對HAZOP分析進行量化分析和驗證。結果表明，反應器壓降隨著空隙率的增大而降低，隨著催化劑旋轉角度和氣體入口速度的增大而增大;空隙率和入口速度越小、催化劑旋轉角度越大換熱效果越好。
　　 本課題通過對乙烯環(huán)氧化