乙烯環(huán)氧化反應(yīng)飛溫現(xiàn)象機(jī)理研究.pdf

1、乙烯環(huán)氧化反應(yīng)器是環(huán)氧乙烷裝置中進(jìn)行氣固相催化反應(yīng)的一種重要化工過程機(jī)械。近年來，國內(nèi)的乙烯環(huán)氧化反應(yīng)器頻繁發(fā)生飛溫，燒毀催化劑，反應(yīng)管壁積炭，導(dǎo)致反應(yīng)管和殼體損壞，造成裝置停工，嚴(yán)重時，還引發(fā)了反應(yīng)器爆炸事故。反應(yīng)器飛溫主要是系統(tǒng)工藝原因造成的，若反應(yīng)器中放熱反應(yīng)放出的熱量未被及時撤走，則會導(dǎo)致熱量在反應(yīng)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(fèi)大量人力和物力。因此，預(yù)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(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行HAZOP（危險與可操作性）分析，重點(diǎn)研究乙烯環(huán)氧化反應(yīng)器發(fā)生飛溫的機(jī)理，分析導(dǎo)致反應(yīng)器飛溫的原因。分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致固定床反應(yīng)器發(fā)生飛溫的原因可能與反應(yīng)器入口進(jìn)料流量、入口進(jìn)料溫度、冷卻介質(zhì)溫度、催化劑分布等因素有關(guān)。HAZOP只能對這些參數(shù)偏差進(jìn)行定性的分析，難以準(zhǔn)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(jìn)行定量分析。本文建立了擬均相二維數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行數(shù)值計算，從操作參數(shù)方面對HAZ

3、OP分析進(jìn)行量化分析和驗(yàn)證。結(jié)果表明，進(jìn)料流量過小以及進(jìn)料溫度和冷卻介質(zhì)溫度過高等因素，都會引起床層熱點(diǎn)溫度急劇升高，導(dǎo)致反應(yīng)器飛溫;同時利用CFD（計算流體動力學(xué)）軟件對固定床反應(yīng)器進(jìn)行數(shù)值模擬，從催化劑和反應(yīng)器設(shè)計方面對HAZOP分析進(jìn)行量化分析和驗(yàn)證。結(jié)果表明，反應(yīng)器壓降隨著空隙率的增大而降低，隨著催化劑旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)角度越大換熱效果越好。
　　 本課題通過對乙烯環(huán)氧化