相变状态下苯加氢催化剂的孔网络模型与反应器优化

苯加氢制环己烷是一个放热量很大的可逆反应，单纯靠液相或气相单一相态反应都因受传质或传热因素的制约而无法达到理想效果, 而相变型操作恰好符合这一反应特点。其原理是利用蒸发热抵消反应热以解决移热问题，并通过相变实现液相反应向气相反应的转移,从而避免液相传质控制。本课题利用液相下苯为零级反应而不受返混影响的特征构思了一种鼓泡床与固定床相串联的反应器构型,将一定比例的苯／环己烷混合物加入鼓泡床反应器,利用反应热将苯蒸出,再通过固定床将苯完全转化。为最大限度利用固定床,其入口苯浓度大大超过按绝热温升计算的允许值。为此，本课题采用侧线注入液态环己烷的方式进行移热并使催化剂颗粒处于内部部分润湿状态。该状态下催化剂内部各点处于不同的活性状态，如果采用宏观动力学来描述反应速率,将使均匀介质的前提不能成立，只能采用以催化孔道为基本单位的网络模型。本课题对此动力学研究方法进行了方案论证，提出了相应的技术路线。