缠绕管式固定床反应器压降模拟与实验研究 被引量：1

1

作者 牛硕磊 代玉强 +1 位作者 张伟健 徐琴琴 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期49-54,共6页

针对装填不同形状颗粒的缠绕管式固定床反应器,建立颗粒床层的物理模型,通过CFD-DEM(计算流体力学-离散元法)耦合模拟的方法,探究颗粒形状和缠绕管结构参数对床层空隙率、流体分布的影响,利用缠绕管式固定床反应器实验台对高雷诺数单相... 针对装填不同形状颗粒的缠绕管式固定床反应器,建立颗粒床层的物理模型,通过CFD-DEM(计算流体力学-离散元法)耦合模拟的方法,探究颗粒形状和缠绕管结构参数对床层空隙率、流体分布的影响,利用缠绕管式固定床反应器实验台对高雷诺数单相流动状态下的压降进行精确测量。结果表明:缠绕管螺距、层间距越小,床层空隙率越大,管径的变化对空隙率几乎没有影响。球形颗粒床层的流场分布差异较大,圆柱、棱柱颗粒床层流体分布均匀性依次改善。球形颗粒的CFD-DEM耦合模拟结果与实验结果吻合较好,但是非球形颗粒的模拟结果与实验结果存在一定误差。对多种压降预测公式进行对比,最后根据实验结果对常用的Ergun公式、Nemec-Levec公式进行常系数项修正来准确预测压降,研究结果可为缠绕管式固定床反应器设计和压降预测提供参考。 展开更多

关键词 缠绕管式固定床反应器 填充床 空隙率 数值模拟 压降

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基于CFD-DEM方法与多孔介质模型的管式固定床反应器柱状颗粒床层特性研究

2

作者 张刚 宋斯铎 +1 位作者 朱梓瑞 刘雪东 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期90-99,共10页

使用计算流体力学与离散元法(CFD-DEM)和多孔介质模型分别对管式固定床反应器进行数值模拟,讨论在不同装填方式与管径比条件下,柱状颗粒床层的堆积特性与单位压降变化规律,并对比两种数值模拟方法计算结果的一致性和计算效率。计算结果... 使用计算流体力学与离散元法(CFD-DEM)和多孔介质模型分别对管式固定床反应器进行数值模拟,讨论在不同装填方式与管径比条件下,柱状颗粒床层的堆积特性与单位压降变化规律,并对比两种数值模拟方法计算结果的一致性和计算效率。计算结果表明,混合装填方式比单一装填方式更容易使柱状颗粒床层达到稳定状态。在采用单一装填方式且管径比一定时,床层压降会随入口气速增大而增大,在实际应用中应选择合适的入口气速,以防止设备损坏。当采用混合装填方式时,床层截面压力波动显著减小20.63%,床层颗粒堆积更均匀。对比CFD-DEM与多孔介质模型的计算结果与效率,发现当颗粒雷诺数(Re_(p))小于229时,多孔介质模型与耦合算法得到的床层压降最大偏差为6.3%;当Re_(p)从229增大到458时,床层压降的偏差随Re_(p)增大而增大,最大偏差为13.4%,满足工程误差要求。在计算效率方面,使用多孔介质模型计算所需要的时间是CFD-DEM耦合算法的1320。因此,当管径比大于16.58、Re_(p)小于458时,多孔介质模型对于柱状颗粒床层计算的适用性和可靠性更高。 展开更多

关键词 柱状颗粒 管式固定床反应器 CFD-DEM耦合算法 多孔介质模型 压降 数值模拟 管径比

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列管式固定床反应器内HPPO反应模拟及优化

3

作者 李木金 高瑞 +1 位作者 施德磐 周紫薇 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1753-1758,共6页

针对列管式固定床反应器中的单根反应管,建立了HPPO环氧化反应一维拟均相模型,考察了n(C3H6)∶n(H_(2)O_(2))、H_(2)O_(2)质量空速、撤热介质温度和H_(2)O_(2)进料量等参数对环氧化反应的影响。模拟结果表明,n(C3H6)∶n(H_(2)O_(2))对... 针对列管式固定床反应器中的单根反应管,建立了HPPO环氧化反应一维拟均相模型,考察了n(C3H6)∶n(H_(2)O_(2))、H_(2)O_(2)质量空速、撤热介质温度和H_(2)O_(2)进料量等参数对环氧化反应的影响。模拟结果表明,n(C3H6)∶n(H_(2)O_(2))对反应管热点温度有较大影响;H_(2)O_(2)质量空速过低易引起反应器飞温;为提高H_(2)O_(2)转化率、PO选择性和时空产率,并降低床层热点温度和H_(2)O_(2)分解率,可将n(C3H6)∶n(H_(2)O_(2))控制在6~9,H_(2)O_(2)质量空速控制在0.3~0.6 h^(-1),H_(2)O_(2)进料量低于30%(w)。 展开更多

关键词 环氧丙烷 一维拟均相反应器 列管式固定床反应器

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列管式固定床反应器管束间单相流动与传热的CFD研究 被引量：12

4

作者 张敏华 百璐 +1 位作者 耿中峰 李永辉 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期222-227,共6页

为研究列管式固定床反应器壳程内换热介质的流动与传热特性,采用数值模拟的方法求解得到壳程流体速度与温度分布场。模拟结果受湍流模型影响,将壳程传热膜系数和压降的CFD模拟结果与经验方法结果进行比较后选择偏差最小的realizable k-... 为研究列管式固定床反应器壳程内换热介质的流动与传热特性,采用数值模拟的方法求解得到壳程流体速度与温度分布场。模拟结果受湍流模型影响,将壳程传热膜系数和压降的CFD模拟结果与经验方法结果进行比较后选择偏差最小的realizable k-ε湍流模型。模拟结果显示换热介质在反应器壳程内的流动与传热分布不均匀,折流板前背部存在漩涡和传热死区,错流区和折流板缺口区的传热效果较好。为验证CFD模拟结果的可靠性,将不同传热量和进口流量条件下的模拟结果与经验方法结果进行比较,偏差在可接受范围内。 展开更多

关键词 列管式固定床反应器 单相传热 CFD模拟 湍流模型 折流板 传热膜系数

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轴向固定床反应器内压降的数值模拟与分析 被引量：4

5

作者 魏刚 王华 +3 位作者 魏永刚 李孔斋 王仕博 张健 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期79-82,共4页

固定床反应器的压降变化对化学反应效果影响较大,而以实验为主的研究方法无法实时和形象地表达固定床内压降的变化规律。在CSP概念的基础上,以不同管径比为参数建立了轴向固定床反应器的物理模型;利用计算流体动力学软件FLUENT对空隙率... 固定床反应器的压降变化对化学反应效果影响较大,而以实验为主的研究方法无法实时和形象地表达固定床内压降的变化规律。在CSP概念的基础上,以不同管径比为参数建立了轴向固定床反应器的物理模型;利用计算流体动力学软件FLUENT对空隙率ψ=0.48、0.63和0.69等3种不同的催化剂排布方式进行了数值模拟,结果表明,ψ=0.48时反应器内压降最大,而ψ=0.63、0.69时反应器内出现多个回流区域,其耦合结果使整个反应器内的压降在ψ=0.69时最小。分析认为,对于不同类型的化学反应,应采用不同的催化剂排布方式才能达到最佳的反应效果。 展开更多

关键词 固定床反应器 压降 FLUENT 数值模拟

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管式固定床反应器中Fe基费托合成的多物理场耦合数值分析 被引量：4

6

作者 曹军 张莉 徐宏 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期605-613,共9页

通过构建包含动量、能量、质量传递以及化学反应动力学方程的多物理场耦合数值模型,计算了Fe基催化剂管式固定床反应器中的费托合成过程,分析了费托合成管式反应通道中的速度、压力与温度分布,以及温度、流速和反应物n(H_2)/n(CO)3个因... 通过构建包含动量、能量、质量传递以及化学反应动力学方程的多物理场耦合数值模型,计算了Fe基催化剂管式固定床反应器中的费托合成过程,分析了费托合成管式反应通道中的速度、压力与温度分布,以及温度、流速和反应物n(H_2)/n(CO)3个因素对产物选择性的影响,阐明了沿着气体流动方向的反应速率变化趋势。结果表明,催化剂段入口处存在"热点"区域;在费托合成烃类产物中,CH_4的碳原子选择性最高,其次是C5+类产物;C_(5+)产物的选择性随着温度、流速和n(H_2)/n(CO)的增大均有所降低。构建的数值模型及相关结论有助于从传递及反应过程的角度,为固定床反应器内费托合成操作工艺的优化提供理论参考。 展开更多

关键词 管式固定床反应器 费托合成 转化率 碳原子选择性 数值分析

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绝热固定床甲烷化反应器压降模拟研究 被引量：2

7

作者 高振 马磊 +2 位作者 侯建国 张新波 何洋 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期51-54,共4页

绝热固定床甲烷化反应器及工艺已用于工业实际生产,对其进行压降模拟研究有着现实意义。对主要压降影响因素进行了系统阐述,利用Aspen Plus软件搭建了压降模型,与工业实际情况对比进行模型验证。利用灵敏度分析工具进行单因素分析并进... 绝热固定床甲烷化反应器及工艺已用于工业实际生产,对其进行压降模拟研究有着现实意义。对主要压降影响因素进行了系统阐述,利用Aspen Plus软件搭建了压降模型,与工业实际情况对比进行模型验证。利用灵敏度分析工具进行单因素分析并进行线性拟合,探索了物料参数、催化剂参数、反应器参数等影响因素变化与压降的关联影响。 展开更多

关键词 甲烷化 固定床 反应器 压降 模拟 单因素分析

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轴向导热对管式固定床反应器操作特性的影响 被引量：1

8

作者 杨卫胜 许志美 张濂 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1998年第4期379-384,共6页

以邻二甲苯氧化制苯酐为工作反应，建立带有轴向导热的一维拟均相模型，采用迭代法进行模拟计算。结果表明，增大床层有效导热系数，床层热点温度下降，热点位置提前，因此可以提高反应器的进料浓度。单管实验证实了模型的预测。

关键词 固定床反应器 轴向导热 管式 操作特性

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用动量方程进行平行流列管式固定床反应器的设计 被引量：1

9

作者 王宇林 周文成 +1 位作者 沈文伟 吴亚峰 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期37-42,62,共7页

采用动量方程建立了平行流列管式固定床反应器管外流动模型，计算出反应器管外压力分布和速度分布，并用６０°角度的片状平行流试验模型加以验证，试验结果和模型计算结果取得了良好的一致性。同时，研究了实现管外流动和传热均布... 采用动量方程建立了平行流列管式固定床反应器管外流动模型，计算出反应器管外压力分布和速度分布，并用６０°角度的片状平行流试验模型加以验证，试验结果和模型计算结果取得了良好的一致性。同时，研究了实现管外流动和传热均布的分布板环隙孔和小孔调节方法。 展开更多

关键词 动量方程 列管式 固定床反应器 设计 平行流结构

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Ni基催化剂管式固定床甲烷重整反应器中积炭效应的数值模拟

10

作者 曹军 张莉 +1 位作者 徐宏 邢耀华 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期951-958,共8页

在综合考虑积炭效应对催化剂孔隙率以及催化剂活性影响的基础上,通过建立包含动量、能量、质量传递以及化学反应动力学方程的多物理场耦合数值模型,从热质传递的角度,计算了Ni基催化剂管式固定床甲烷重整反应器中的积炭效应,阐明了包含... 在综合考虑积炭效应对催化剂孔隙率以及催化剂活性影响的基础上,通过建立包含动量、能量、质量传递以及化学反应动力学方程的多物理场耦合数值模型,从热质传递的角度,计算了Ni基催化剂管式固定床甲烷重整反应器中的积炭效应,阐明了包含多孔介质催化剂段的反应通道中的速度、温度及压力场分布,并指出了在通道中随气体流动扩散的可移动炭以及催化剂表面沉积炭浓度分布规律,分析了积炭对催化剂孔隙率、活性以及反应通道压降的影响,并进一步讨论了甲烷浓度以及温度对积炭产生的影响,最后提出了消减积炭的方法。 展开更多

关键词 管式固定床反应器 积炭效应 孔隙率 催化剂活性 数值模拟

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列管式固定床反应器振荡操作研究——以Bang-Bang控制方法产生强制振荡

11

作者 沈瀛坪 张濂 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期383-386,共4页

本文研究了以Bang-Bang控制产生强制振荡的列管式反应器的操作特性.对邻二甲苯催化氧化反应,以热点温度作为控制参数,进行Bang-Bang控制,使反应器在振荡状态下操作,与定态操作相比,苯酐收率提高3%.Bang-Bang控制比传统定值控制提供了更... 本文研究了以Bang-Bang控制产生强制振荡的列管式反应器的操作特性.对邻二甲苯催化氧化反应,以热点温度作为控制参数,进行Bang-Bang控制,使反应器在振荡状态下操作,与定态操作相比,苯酐收率提高3%.Bang-Bang控制比传统定值控制提供了更多的工程操作手段,具有更多的灵活性. 展开更多

关键词 列管式 强制振荡 固定床反应器

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固定床鼓泡反应器的流型与压降的瞬态表征 被引量：2

12

作者 杨雨清 孙诗炜 +4 位作者 孔祥明 钟思青 刘仲能 吕晓渊 程振民 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期610-616,共7页

采用高采集频率的差压传感器及A/D转换器,对固定床鼓泡反应器的瞬时压降数据进行了采集,建立了反应器内的流型识别方法,并通过电容层析成像仪(ECT)对不同流型的气含率的瞬态特征进行了研究。结果表明:不同流型内压降信号的波形、概率密... 采用高采集频率的差压传感器及A/D转换器,对固定床鼓泡反应器的瞬时压降数据进行了采集,建立了反应器内的流型识别方法,并通过电容层析成像仪(ECT)对不同流型的气含率的瞬态特征进行了研究。结果表明:不同流型内压降信号的波形、概率密度分布及功率谱密度分布特点差异显著,瞬态气含率亦存在不同特点;随着气液相流速的增加,床层压降梯度逐渐上升;根据实验数据修正的Larachi关联式及Khan和Varma关联式可较好地预测中等塔径(D=280 mm)的固定床鼓泡反应器的摩擦压降,均方根偏差分别为18.0%与14.5%。 展开更多

关键词 固定床反应器 填料鼓泡床 气液两相流 压降关联

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列管式固定床反应器模拟与设计进展 被引量：1

13

作者 Andrzej Stankiewicz 薛冠申 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 1990年第6期62-72,共11页

一、前言 传统的固定床设计一般假定工业多管反应器的实际操作条件与单管实验反应器的操作条件相同,这个假定只对热载体完全均匀分布的并流反应器适用。但在实际的操作系统中,管与管之间的相互作用对过程的总效率以及冷却剂经壳程的泵... 一、前言 传统的固定床设计一般假定工业多管反应器的实际操作条件与单管实验反应器的操作条件相同,这个假定只对热载体完全均匀分布的并流反应器适用。但在实际的操作系统中,管与管之间的相互作用对过程的总效率以及冷却剂经壳程的泵送成本有很大的影响,而且。 展开更多

关键词 固定床 反应器 模拟 列管式 设计

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固定床反应器床层压差激增原因分析研究

14

作者 魏旭礼 张伟 +2 位作者 雍晓静 廖祖维 冯翔 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期149-151,共3页

针对MTP固定床反应器床层压差激增的现象,分别以空隙率不同的新鲜MTP催化剂和破碎催化剂为实验对象,考察气体流速与床层压差的关系。结果表明,床层压差与气体流速的平方呈正比,且与催化剂的空隙率密切相关。反应器下线检修发现,装填催... 针对MTP固定床反应器床层压差激增的现象,分别以空隙率不同的新鲜MTP催化剂和破碎催化剂为实验对象,考察气体流速与床层压差的关系。结果表明,床层压差与气体流速的平方呈正比,且与催化剂的空隙率密切相关。反应器下线检修发现,装填催化剂的格栅脱落造成两级催化剂床层短接,反应物料流速急剧增高,且部分催化剂破碎严重。证实了反应器床层压差激增是气体流速变大和催化剂空隙率下降两方面共同作用的结果。 展开更多

关键词 固定床反应器 催化剂 压差 激增

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七种煤常压纯氧固定床气化的特性 被引量：8

15

作者 戢绪国 邓一英 王鹏 《洁净煤技术》 CAS 2004年第4期49-52,共4页

对7种煤煤质进行了可气化性分析;在Φ100mm加压固定床上,分别对它们进行了常压纯氧气化工艺特性研究,总结出它们的一般气化特性。

关键词 7种煤煤质 常压固定床 纯氧气化特性

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1升滴流床式固定化植物细胞反应器中的压降动态持液量和溶氧…

16

作者 罗雪梅 袁丽红 《南京化工大学学报》 1996年第3期7-11,共5页

以海藻胶珠为粒为填料，测定１升滴流床式固定化植物细胞反应器中的压降，动态持液量和溶氧传质系数ｋＬａ，其中床层压降可由两相摩阻因子∫ｇｔ的经验关系表示：ｌｎｆｇｔ＝１１．７３８＋４．５６４（ｌｎＺ）－１．９５７（ｌｎＺ... 以海藻胶珠为粒为填料，测定１升滴流床式固定化植物细胞反应器中的压降，动态持液量和溶氧传质系数ｋＬａ，其中床层压降可由两相摩阻因子∫ｇｔ的经验关系表示：ｌｎｆｇｔ＝１１．７３８＋４．５６４（ｌｎＺ）－１．９５７（ｌｎＺ）＾２＋０．２０２（ｌｎＺ）＾３；动态持液量与液体雷诺数有Ｈｖ＝７．５７×１０＾－２Ｒ＾０．８９１Ｌ的关系，由氧解吸法测得的床层内容积传质系数ｋＬａ＝０．９８９（△Ｐ）＾－０．２３１． 展开更多

关键词 滴流床 固定化细胞 压降 传质 海藻 反应器

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高硫粉煤型煤化常压固定床气化的研究

17

作者 曹登祥 彭晓青 +4 位作者 张玉梅 林玉梓 臧子璇 张家兰 陈小林 《重庆建筑大学学报》 CSCD 1997年第4期8-13,共6页

研究和开发高硫粉煤的成型与固硫技术，既能综合利用资源、改善能源构成，又能拓宽常压固定床的气化原料途径，并为高硫粉煤的应用和煤矿企业经济效益的提高探寻了一条新路。

关键词 高硫粉煤 煤 成型固硫 常压气化 常压固定床

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常压固定床煤气发生炉自动控制研究

18

作者 赵月军 刘玉兰 +1 位作者 韦茂森 陆桂楼 《桂林工学院学报》 2002年第4期413-417,共5页

研究了以无烟煤为原料的常压固定床煤气发生炉的自动控制 .通过对饱和温度、反应温度、煤的软化温度之间定性关系的研究 ,模拟出炉内各层次温度变化趋势 ;通过对炉出温度、加煤量、排灰量的工业数据分析 ,得出其定量关系 .经工业实践证... 研究了以无烟煤为原料的常压固定床煤气发生炉的自动控制 .通过对饱和温度、反应温度、煤的软化温度之间定性关系的研究 ,模拟出炉内各层次温度变化趋势 ;通过对炉出温度、加煤量、排灰量的工业数据分析 ,得出其定量关系 .经工业实践证实 :根据煤的软化温度及炉况监测的温度并辅以计算机手段可实现饱和温度的自动调节 ,使氧化层的温度趋近煤的软化温度 ;加煤量与炉出温度关系最为直接 ,可采用炉出温度信号控制加煤操作 ;加煤量、排灰量虽然均由发生炉负荷决定 ,但加煤量与排灰量之间的关系与发生炉负荷变化无关 ,可利用加煤操作控制除灰操作 ;实现了发生炉的综合自动控制 ,优化了发生炉各项工艺指标 。 展开更多

关键词 常压固定床煤气发生炉 自动控制 反应机理 饱和温度 反应温度

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煤焦油常压渣油悬浮床加氢工艺及中试研究 被引量：10

19

作者 吴乐乐 戴鑫 +1 位作者 李金璐 邓文安 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期18-23,共6页

以中温煤焦油常压渣油为原料,在高压釜中进行悬浮床加氢裂化模拟实验,考察了反应压力、反应温度、催化剂、助剂、反应时间对加氢效果的影响,并以优化后的工艺条件在3 000mL环流反应器悬浮床加氢装置上进行实验。结果表明,在反应压力为12... 以中温煤焦油常压渣油为原料,在高压釜中进行悬浮床加氢裂化模拟实验,考察了反应压力、反应温度、催化剂、助剂、反应时间对加氢效果的影响,并以优化后的工艺条件在3 000mL环流反应器悬浮床加氢装置上进行实验。结果表明,在反应压力为12.5MPa、反应温度为425℃、油溶性钼镍双金属催化剂加入量为150μg/g、助剂SDBS加入量为200μg/g、硫粉加入量为400μg/g、反应空速为1.0h-1、新鲜氢气量为1 800L/h的条件下,连续运转24h时石脑油、柴油和蜡油产率高达88.28%,减压渣油仅剩7.98%,单位生焦轻油转化率达48.13。 展开更多

关键词 煤焦油常压渣油 悬浮床加氢裂化 中试 环流反应器

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管式反应器合成N,N-二甲基正丁胺

20

作者 张旭 张涛 +4 位作者 陈小祥 闫浩 罗明 钱超 陈新志 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1684-1686,1738,共4页

为了提高N，N-二甲基正丁胺合成方法的经济性与环境友好性，采用以正丁胺与甲醇为主要原料进行催化胺化的路线，原子利用率较高．用浸渍法制备了磷酸改性的γ-Al2O3负载活性金属的催化剂，在管式固定床反应器中考察了催化剂活性成分及... 为了提高N，N-二甲基正丁胺合成方法的经济性与环境友好性，采用以正丁胺与甲醇为主要原料进行催化胺化的路线，原子利用率较高．用浸渍法制备了磷酸改性的γ-Al2O3负载活性金属的催化剂，在管式固定床反应器中考察了催化剂活性成分及反应条件对合成N，N-二甲基正丁胺的影响．结果表明，γ-Al2O3上负载活性组分含Co和Ni质量分数分别为30％～31％及9％～10％的催化剂具有较满意的选择性和活性．在较合适的反应工艺条件：压力为0．3MPa，温度为160℃，体积空速为0．3h，进料甲醇和正丁胺的物质的量比为6：1下，原料正丁胺的转化率达到81．7％，目标产物N，N-二甲基正丁胺的选择性达到72．9％． 展开更多

关键词 N N-二甲基正丁胺 正丁胺 甲醇 催化剂 管式固定床反应器

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