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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書匯集了研究團(tuán)隊(duì)二十余年來在氣固流化床反應(yīng)器基礎(chǔ)研究和工程放大方面的研究成果，介紹了流態(tài)化基本原理、剖析了催化裂化過程氣體分布器和工業(yè)流化床反應(yīng)器流動(dòng)問題，介紹了吡啶堿合成過程的特點(diǎn)、耦合流化床反應(yīng)器內(nèi)的多相流動(dòng)、小型熱態(tài)反應(yīng)器中的流動(dòng)傳遞與反應(yīng)、工業(yè)側(cè)線和工業(yè)反應(yīng)器中的質(zhì)量平衡、壓力平衡和熱量平衡以及反應(yīng)性能。此外，本書還詳細(xì)介紹了新型耦合流化床反應(yīng)器開發(fā)過程中的研究成果，包括半焦合成二硫化碳的熱力學(xué)分析和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析、大型冷態(tài)流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、工業(yè)耦合流化床反應(yīng)器的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、開工時(shí)流動(dòng)與溫度的控制手段，以及工業(yè)裝置正常運(yùn)行時(shí)的操作數(shù)據(jù)與分析。可供化工和石油化工等領(lǐng)域科技人員、工程技術(shù)人員、生產(chǎn)管理人員閱讀，也可供高等院?；瘜W(xué)工程與工藝、過程裝備與控制工程、石油化工等相關(guān)專業(yè)本科生、研究生學(xué)習(xí)參考。

作者簡(jiǎn)介

　　劉夢(mèng)溪，中國石油大學(xué)（北京）化工學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，中國顆粒學(xué)會(huì)青年理事，多相分離技術(shù)與裝備教育部工程中心主任。主要從事新型流化床反應(yīng)器和氣固分離器的基礎(chǔ)研究與工程放大。主持國家重大研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金2項(xiàng)，參加973計(jì)劃項(xiàng)目課題、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目課題多項(xiàng)。獲教育部技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)、科技發(fā)明二等獎(jiǎng)。獲發(fā)明專利14項(xiàng)，在國內(nèi)外發(fā)表研究論文75篇，出版專著《催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵裝備技術(shù)》。基于氣液環(huán)流的理論提出氣固環(huán)流的理念，解決了環(huán)流理論的跨體系移植等問題。開發(fā)了基于氣固環(huán)流的耦合催化劑汽提器、預(yù)汽提器、顆?；旌掀鞯榷囗?xiàng)催化裂化關(guān)鍵裝備，成功應(yīng)用于25套工業(yè)裝置。在同一套設(shè)備內(nèi)實(shí)現(xiàn)慣性分離與離心分離的協(xié)同，實(shí)現(xiàn)了超短快分的工程放大，并在中試裝置上連續(xù)運(yùn)行1000小時(shí)以上。開發(fā)出耦合氣固流化床反應(yīng)器，成功應(yīng)用于上海百金化工二硫化碳生產(chǎn)裝置，與安徽國星合作建成了全球首套2.5萬噸/年耦合流化床吡啶堿合成反應(yīng)器并一次開車成功，解決了原裝置產(chǎn)品收率低、裝置易結(jié)焦等問題。盧春喜，中國石油大學(xué)（北京）領(lǐng)軍學(xué)者，重油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室二級(jí)教授、博士生導(dǎo)師，973計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家，全國優(yōu)秀科技工作者，享受國務(wù)院政府特殊津貼。任化工學(xué)會(huì)會(huì)士，中國顆粒學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國化工學(xué)會(huì)化工過程強(qiáng)化專業(yè)委員會(huì)副主任委員，中國顆粒學(xué)會(huì)流態(tài)化專業(yè)委員會(huì)主任。獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)21項(xiàng)。先后于國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文360余篇，出版專著《催化裂化流態(tài)化技術(shù)》《催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵裝備技術(shù)》《氣固分離耦合強(qiáng)化新技術(shù)》、教材《煉油過程及設(shè)備》，獲國家專利100余件。主要從事教學(xué)和催化裂化工程領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和工程化應(yīng)用，創(chuàng)建了重油催化裂化后反應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵裝備平臺(tái)技術(shù)；解決了后反應(yīng)系統(tǒng)結(jié)焦制約裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行這一長(zhǎng)期困擾企業(yè)的世界性技術(shù)難題；開發(fā)了FSC、CSC、VQS和SVQS新型快分技術(shù)，在工業(yè)裝置上成功應(yīng)用，加工量占全國的40%以上；開辟了一條科研成果快速轉(zhuǎn)化的成功之路。將氣液環(huán)流理論結(jié)合氣固體系，為環(huán)流反應(yīng)器在氣固流化床強(qiáng)化領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了良好途徑，形成的催化裂化反應(yīng)系統(tǒng)關(guān)鍵裝備耦合強(qiáng)化新技術(shù)已在國內(nèi)127套工業(yè)裝置中成功應(yīng)用。

圖書目錄

第1章流態(tài)化基本原理 001
1.1流態(tài)化顆粒 001
1.1.1顆粒的分類 002
1.1.2有關(guān)顆粒的一些概念 005
1.2流化床的形成與流化相圖 010
1.2.1壓降與流速的關(guān)系 011
1.2.2流化床實(shí)際與理想狀態(tài)的差異 013
1.2.3低速氣固流化床的床型 014
1.2.4流化相圖 016
1.2.5umf、umb、ut、uc、ufp的確定 019
1.3催化裂化催化劑床膨脹 037
1.3.1床膨脹高度歷史回顧 037
1.3.2密相床高的確定 039
1.4夾帶、揚(yáng)析和輸送分離高度 041
1.4.1顆粒的夾帶 041
1.4.2顆粒的揚(yáng)析 049
1.4.3輸送分離高度 055
1.5工程放大中必須解決的問題 064
參考文獻(xiàn) 066

第2章工業(yè)流化床的氣體分布器 069
2.1工業(yè)氣體分布器簡(jiǎn)介 069
2.1.1氣體分布器的作用及要求 069
2.1.2氣體分布器的結(jié)構(gòu)形式 070
2.1.3樹枝狀分布器 072
2.2樹枝狀氣體分布器的流場(chǎng) 082
2.2.1樹枝狀氣體分布器內(nèi)的氣相流場(chǎng) 082
2.2.2樹枝狀氣體分布器外的兩相流場(chǎng) 094
參考文獻(xiàn) 113

第3章工業(yè)流化床反應(yīng)器流動(dòng)問題的剖析 115
3.1裝置介紹 115
3.2數(shù)值模擬方法 118
3.2.1氣相流場(chǎng)的數(shù)值模擬方法 118
3.2.2氣固兩相流場(chǎng)的數(shù)值模型 121
3.3待生劑分配器的影響 126
3.4外取熱分配器的影響 127
3.5主風(fēng)分布器的影響 131
3.6優(yōu)化方案及性能預(yù)測(cè) 142
3.6.1優(yōu)化方案的確定 142
3.6.2方案一性能預(yù)測(cè) 143
3.6.3方案二性能預(yù)測(cè) 144

第4章吡啶堿合成過程簡(jiǎn)介 168
4.1吡啶堿合成工藝簡(jiǎn)介 168
4.1.1吡啶堿的生產(chǎn)工藝 168
4.1.2醛氨法生產(chǎn)吡啶堿 170
4.2工業(yè)吡啶堿合成裝置目前存在的問題及解決方案 175
4.2.1分布器結(jié)焦現(xiàn)象的分析 175
4.2.2新型耦合流化床反應(yīng)器 177
參考文獻(xiàn) 179

第5章吡啶堿合成耦合反應(yīng)器內(nèi)的多相流動(dòng) 181
5.1氣固兩相在預(yù)提升進(jìn)料段內(nèi)的流動(dòng)特性 182
5.1.1軸向流動(dòng)特性 182
5.1.2典型截面的流體力學(xué)特性 184
5.2噴嘴射流流動(dòng)行為 190
5.2.1示蹤氣體的濃度分布 190
5.2.2射流擴(kuò)散長(zhǎng)度 191
5.2.3氣相返混特性 196
參考文獻(xiàn) 201

第6章吡啶堿合成耦合反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)、傳遞與反應(yīng) 202
6.1裝置簡(jiǎn)介和實(shí)驗(yàn)方法 202
6.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 205
6.3流動(dòng)-反應(yīng)模型的建立 208
6.3.1流動(dòng)模型的選擇 208
6.3.2流動(dòng)-反應(yīng)模型的建立 210
6.4模型預(yù)測(cè)分析 212
參考文獻(xiàn) 216

第7章新型耦合流化床反應(yīng)器的工業(yè)化 218
7.1新型耦合流化床反應(yīng)器的工業(yè)化實(shí)驗(yàn) 218
7.1.1裝置簡(jiǎn)介 218
7.1.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 223
7.2全反應(yīng)器模型 226
7.2.1耦合反應(yīng)器的流動(dòng)模型 227
7.2.2耦合反應(yīng)器的反應(yīng)器模型 238
7.2.3模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比 244
7.3新型耦合流化床反應(yīng)器的工業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析 247
參考文獻(xiàn) 260

第8章二硫化碳合成過程簡(jiǎn)介 263
8.1二硫化碳合成工藝簡(jiǎn)介 263
8.1.1木炭法 263
8.1.2半焦法 264
8.1.3天然氣法 265
8.1.4丙烯法 268
8.1.5其他工藝 268
8.1.6半焦法合成二硫化碳循環(huán)流化床工藝 268
8.2半焦制二硫化碳的反應(yīng) 270
8.2.1半焦制二硫化碳的反應(yīng)熱力學(xué) 270
8.2.2半焦制二硫化碳固定床反應(yīng)研究 278
參考文獻(xiàn) 286

第9章耦合反應(yīng)器內(nèi)的兩相流動(dòng)行為 287
9.1實(shí)驗(yàn)裝置與測(cè)量方法 287
9.2燃燒器內(nèi)的流體力學(xué)行為 290
9.2.1燃燒器內(nèi)半焦床層的密度分布 290
9.2.2燃燒器內(nèi)的夾帶速率 294
9.3半焦提升管內(nèi)的流體力學(xué)行為 296
9.3.1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 297
9.3.2提升管內(nèi)床層密度的分布 298
9.4半焦在循環(huán)管線中的流動(dòng) 302
9.4.1主要松動(dòng)點(diǎn)對(duì)顆粒循環(huán)的影響 303
9.4.2一般松動(dòng)點(diǎn)對(duì)顆粒循環(huán)的影響 306
9.5氧化鋁小球的流體力學(xué)行為 307
9.5.1基本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 308
9.5.2氧化鋁小球在流化床中的流動(dòng)行為 312
9.5.3氧化鋁小球在提升管中的流動(dòng)行為 314
9.6半焦和氧化鋁小球混合顆粒的流體力學(xué)行為 315
9.6.1基本實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 315
9.6.2混合顆粒在流化床內(nèi)的流體力學(xué)行為 316
9.6.3混合顆粒在提升管內(nèi)的流體力學(xué)行為 319

第10章二硫化碳耦合反應(yīng)器的工業(yè)化 322
10.1半焦制二硫化碳循環(huán)流化床工藝的設(shè)計(jì)結(jié)果 322
10.1.1反應(yīng)-燃燒系統(tǒng)簡(jiǎn)介 323
10.1.2循環(huán)流化床工藝的開工要點(diǎn) 327
10.1.3循環(huán)流化床的操作條件 340
10.2循環(huán)流化床工業(yè)裝置工藝條件的優(yōu)化 343
10.2.1操作條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)率和產(chǎn)品分布的影響 343
10.2.2循環(huán)半焦夾帶氣體對(duì)產(chǎn)品收率和分布的影響 347
10.3工業(yè)裝置燃燒器內(nèi)半焦流動(dòng)規(guī)律的研究 359

參考文獻(xiàn) 366