甲醇甲苯烷基化流化床反應器的數值模擬

張玉黎，徐庶亮，葉茂

（1 河海大學能源與電氣學院，江蘇南京211100；2 中科院大連化學物理研究所，遼寧大連116023）

對二甲苯（p-xylene，PX）是聚酯生產的基礎化工原料。近年來，我國PX 需求量逐年遞增，對外依存度較高。為減小國內供應缺口，開發新的PX 生產技術，進行產業優化升級非常關鍵。傳統的PX 生產主要源于石油化工過程的芳烴聯合裝置，主要采用甲苯歧化和烷基轉移技術、二甲苯異構化技術等，其中對二甲苯選擇性低、收率較低，需要搭配復雜的分離流程以獲得高純度產品，因此工藝流程復雜、能耗較高[1-2]。相較于傳統工藝，甲醇甲苯烷基化工藝存在多種優勢[3-4]：①對二甲苯選擇性高，分離過程簡易方便；②聯產附加值較高的烯烴；③提高了甲苯利用率；④利用煤基甲醇，可以降低對石油原料的依賴。因其具有良好的應用前景，甲醇甲苯烷基化技術在國內逐漸受到重視。

甲醇甲苯烷基化反應為高放熱反應，且催化劑在運行過程中會產生積炭需要進行再生。流化床反應器具有良好的傳熱傳質特性，易于實現催化劑循環再生，便于顆粒連續添加和回收[5]。與固定床反應器相比，流化床反應器較適合于甲醇甲苯烷基化工藝。目前相關研究主要針對甲醇甲苯烷基化固定床反應器中的反應特性[6-9]，而甲醇甲苯烷基化流化床反應器的研究較少。固定床反應器中氣體流型為平推流動，而流化床反應器中為復雜的兩相流動，本文采用離散顆粒模型（DEM-CFD）[10]，研究甲醇甲苯烷基化流化床反應器中流動、反應的復雜耦合過程，為反應器優化和放大提供理論基礎。……