《表4 不同甲苯甲醇摩尔比条件下反应转化特性(1)》

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《甲醇甲苯烷基化流化床反应器的数值模拟》

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（1）反应条件：Wcat./FTo=15g·h·mol-1，温度733K，压力=1bar。（2）α表示进料苯醇比。

从表4可见，与固定床（平推流）反应器相比，流化床反应器中甲醇/甲苯转化率、对二甲苯选择性皆有不同程度降低。不同苯醇比条件下，流化床反应器与固定床反应器相比，甲苯转化率下降8.01%～16.91%，甲醇下降7.67%～16.10%，导致各种组分产率也有较大幅度下降。流化床反应器中气泡会造成气体“短路”现象，气固接触效率下降[20-21]，导致反应物转化率低于平推流反应器。苯醇比减小时，气泡尺寸越大（见图5），导致气固接触效率进一步降低，流化床反应器模拟值与固定床反应器模拟值偏差越大（见图6）。固定床反应器中甲苯转化率随苯醇比的增大呈单调下降趋势，而在流化床反应器中，苯醇比从0.5增大到2时，由于接触效率逐渐改善，甲苯转化率先微量增大，然后再下降。从图5可看出，流化床反应器中存在气体返混现象，使得部分气体停留时间加长，这将造成副反应的增加[22]，因而相对平推流，虽然转化率有所下降，对二甲苯选择性仍有小幅降低。图6中苯醇比减小时，流化床反应器和固定床反应器中对二甲苯选择性偏差越大。图7为布风板上部0.03m高度床层横截面上表观气速分布图，气体返混导致床层中心区域平均表观气速较高，边壁区域气速较低。苯醇比降低时，横截面上表观气速分布更加陡峭，说明气体返混加剧，利于副反应发生，因此图6中对二甲苯选择性比值降低。因此，气体返混不利于获得高对二甲苯选择性，本文研究对象为尺寸较小的微型反应器，但是流化床反应器中流动特性变化对反应转化特性已经有较为显著的影响。当反应器尺寸放大时，操作条件变化导致的气泡尺寸、气体返混对反应转化特性的影响可能会加剧[23]。因此，在开发和放大流化床工艺时需着重考虑两相流动与反应转化特性之间的内在关系，并采用合适方法改善转化特性，如采用内构件等方法[24]。