甲醇甲苯烷基化流化床反应器的数值模拟

摘要

利用甲醇甲苯烷基化工艺生产对二甲苯具有良好的应用前景.甲醇甲苯烷基化催化剂较易积炭失活,且反应存在明显热效应.流化床因传热传质性能好、易实现催化剂连续再生,适合用作甲醇甲苯烷基化反应器.本文采用离散颗粒模型,对甲醇甲苯烷基化流化床反应器进行了数值模拟研究,重点考察了进料比、反应压力、分段进料对反应特性的影响.结果表明,当甲苯进料量给定时:降低反应物中甲苯甲醇比可有效提升对二甲苯产率和选择性,但产物中对二甲苯和烯烃摩尔比值较低;提高反应压力可显著提升甲醇和甲苯转化率,但会降低对二甲苯选择性;在低苯醇比基础上采用甲醇分段进料方式不仅可有效提高甲苯利用率,还可灵活调节产物中对二甲苯和烯烃比率;流化床反应器气体返混不利于获得高对二甲苯选择性,且操作条件变化会造成流化床反应器内气固流动改变,导致气固接触效率或反应物局部分压发生改变,这亦将对反应转化特性造成显著影响.这些结果对于流化床反应器优化和放大具有一定的指导意义.