超重力场下乙硫醇钠催化氧化与产物分离研究

在超重力场下进行了乙硫醇钠（C2H5NaS）的催化氧化和产物分离研究,考察了反应温度、搅拌转速、气液体积比、碱液质量分数等工艺条件对C2H5 NaS转化率和产物二乙基二硫（C2H5SSC2 H5）分离率的影响.结果表明,在超重力反应器中,C2H5 NaS与氧气的反应过程得到显著强化,可以获得较常规条件下高2～3个量级的反应速率;增大超重力反应器搅拌转速、升高反应温度和降低碱液质量分数,有利于C2H5NaS的转化;加大气液比和提高反应温度有利于C2H5SSC2H5与碱液的分离;在超重力反应器内适宜的反应条件为:反应温度55 ～ 60℃,搅拌转速1 000～1 200 r/min,气液体积比200 ～300,碱液质量分数5％ ～ 10％.     

群体平衡模型在气液搅拌数值模拟的研究进展

气液搅拌反应釜在过程工业中应用广泛,在气液的分散和混合过程中,准确模拟预测离散相系统中气泡大小与分布在流体力学和传质中起着关键性作用。群体平衡模型(Population Balance Model,PBM)是描述两相以及多相流体系中分散相的尺寸大小及分布程度随时间和空间变化的通用方程模型,可以较准确的预测釜内流场和气泡的大小与分布。对群体平衡模型在气液搅拌数值模拟中的应用进行了综述,讨论了PBM的数学模型和主要的数值求解方法,然后着重介绍了近年来采用PBM对气液搅拌数值模拟的情况,进行了总结和展望。     

药剂反应器混合效果影响因素模拟实验

药剂反应器是工业污水处理中的重要设备,水处理药剂与污水在反应器内的混合反应程度直接决定水处理效果。通过测定不同操作条件下反应器内污水的停留时间分布,获得反应器内污水停留时间分布的特征值。实验结果表明:流量、搅拌速度和流体黏度对反应器的混合效果均有影响,处理水量对于反应器的混合效果影响明显。处理水量少时,σθ2和m值均接近1,水样流型接近全混流,混合效果好;提高搅拌速度,水样在反应器中σθ2值变大接近1,混合效果变好;含聚水样黏度变大时,平均停留时间延长了0.36 min,当量釜数m增加了0.30。处理含聚污水时,应相应增加反应器搅拌速度,降低处理量,以增强混合效果。     

新型自旋导流表面曝气反应器性能的研究

应用多层桨自旋导流技术 ,设计了一种新型自旋导流表面曝气反应器。在内径为 15 4mm、液位高度 2 35mm的搅拌槽中 ,测定了自旋导流表面曝气系统的混合时间、搅拌功率和气液传质性能 ,并与Rushton桨与 4 5°上推斜叶透平桨组成的Rushton桨表面曝气系统进行比较。结果表明 ,自旋导流装置能有效改善上层桨和下层桨间流场的耦合 ,提高搅拌桨的操作效率 ,促进反应器内的分散和循环。与Rushton桨表面曝气系统相比较 ,在相同搅拌转速条件下 ,自旋导流表面曝气系统的混合时间更短 ,搅拌功率小 ;在相同功耗条件下 ,自旋导流表面曝气系统的气液传质性能优于Rushton桨表面曝气系统。     

物系性质对搅拌釜内液—液分散系液滴大小及其分布的影响

本文研究物系性质对搅拌釜内液-液分散系性质的影响.重点考察了较高粘性分散相的液漓大小及分布规律。实验揭示了分散相粘性和相界面张力对于平均液滴直径有交联作用,即不同水平的相界面张力之下,对于不同的分散相粘性的液滴,相界面张力对于平均液滴直径d_(32)影响不同.以此为基础,解释了不同文献所报道的实验结果差异的原因.同时作者还推荐了一个经验性关联式:(?)具有粘性分散相的液-液分散体系中的反应,在聚合反应过程中占据重要的地位.作为最终产品的聚合物颗粒大小及其分布往往受到聚合过程中液滴大小及分布状态所控制.     

搅拌式环己酮氧化反应器的CFD分析

采用CFD数值模拟技术,基于RNG k-ε方程和欧拉多相流模型,对环己烷氧化生产环己酮装置中的搅拌鼓泡式氧化反应器进行了全尺寸的数值模拟,研究了液体进料位置、空气分布器结构,对反应器内部流动状况、气体分布和温度分布的影响.结果表明,原反应器设计存在液体入口堰位置偏高、冷烷进料位置不佳、空气分布器结构不甚合理及搅拌效果不良的问题.根据研究结果对反应器整改后,反应效果显著改善,较开车初期单耗降低100～130 kg/t.     

分布器位置对环流反应器内流动状况的影响

采用κ-ε方程模型和欧拉多相流模型，对一种气升式环流反应器内的流动状况进行了全尺寸的数值模拟，研究了分布器位置对反应器内流动状况的影响。结果表明，分布器的位置对气含率分布和内筒中两相速度分布都有很大影响。分布器高于内筒下沿放置时，在内筒中下部的中心处造成向下的回流，不利于气含率的均匀分布和气液两相均匀接触；分布器低于内筒下沿放置时，外环液速较高，循环推动力较大，气液两相接触较好。计算得到的局部气含率与相同结构参数和操作参数条件下的大型冷模试验的结果基本吻合。     

整体搅拌反应器用于尿素醇解合成碳酸丙烯酯的研究

研究了多种混合金属氧化物催化剂分别在整体搅拌反应器和浆态反应器中对尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯(PC)反应的催化性能.结果表明,整体搅拌反应器的PC收率比浆态反应器低,ZnO-Cr2O3,催化效果最好.确定了合成PC的最佳反应条件:反应温度180℃,反应时间6 h,每一整体催化剂活性组分负载量0.2 g.在最佳条...     

聚丙烯卧式搅拌床反应器料面倾斜角的声发射检测

采用声发射检测技术测量聚丙烯卧式搅拌床反应器的料位分布,从而确定其料面倾斜角。在冷模装置中系统考察了加料系数、搅拌转速、粉料性质以及底部循环气对料面倾斜角的影响。实验结果表明,加料系数、粉料性质和搅拌转速决定料面倾斜角的大小,而底部循环气无影响。在此基础上,通过引入加料系数、速度数、加料数等无因次变量,建立了料面倾斜角的预测模型,其预测结果相对误差不超过4%,可用于聚丙烯卧式搅拌床反应器料面倾斜角的计算。     

对二甲苯氧化反应器冷态模拟实验研究

采用内径为0.384 m的搅拌反应器,把3种搅拌器与气体分布器组合,研究对二甲苯(PX)氧化的气液固三相体系中,固体和气体对搅拌功耗、气体分散和固体悬浮的影响规律。实验结果表明,直叶涡轮组合桨在气液两相体系中的通气功率比不通气功率下降很多,固体的存在会减缓通气后功率的下降;气液两相体系中的气含率比气液固三相体系中的气含率大,固体的存在对气体的分散起阻碍作用;对于PX氧化反应器,斜叶涡轮和斜凹叶圆盘涡轮组合,配合多管式气体分布器的气液分散效率很高,并具有较好的固体悬浮能力。     

管式阳离子聚合反应过程的数学模型

为研究一个阳离子聚合试验系统,就溶液聚合管式反应器建立了一个稳态数学模型。模型以反应器的分析为依据,用一系列连续搅拌式反应釜逼近管式反应器,并以五组实验温度分布作了校正。模型最直接的应用是借以寻求过程的优惠操作条件,但也同时观察到了一些其它有趣的现象。     

搅拌桨排列方式对流场影响的有限元分析

利用有限元法分析了搅拌釜反应器内物料的非稳态流动情况,计算了反应器内物料流动的宏观速度场和分析线的速度分布,研究了3层搅拌桨3种排列角对物料流动特性的影响。结果表明,搅拌桨排列方式会对流场产生比较大的影响。排列角为120°的3层搅拌桨混合效果最好,其次是排列角为90°的3层搅拌桨,而搅拌桨排列角为0°的在役反应器的混合效果最差。实践证明,在反应器内采用排列角为120°的3层搅拌桨之后,产品质量得到了改善,减少了搅拌时间,提高了生产效率。     

自吸式气-液-液反应器的相分散和传质特性

研究了空气 水 煤油三相体系在自吸式搅拌槽反应器中的相分散和传质特性 ,比较了四种不同搅拌桨的油相分散临界转速、气体吸入临界转速、气体的吸入量、搅拌功率和气液传质系数 ,得到试验条件下的最优桨型为双层六叶涡轮桨 1,并系统研究了液相体积分数对搅拌操作性能和气液传质系数的影响。结果表明 ,随着油相体积分数的增大 ,油相分散临界转速降低 ,气体吸入临界转速不变 ,气体的吸入量减小 ,气液传质系数先降低 ,随后又升高 ,并基本保持不变     

磁稳定床反应器中己内酰胺加氢精制应用研究

采用工业原料在6 kt/a中试装置上对以镍系非晶态合金为催化剂的磁稳定床反应器中己内酰胺的加氢精制过程进行了研究,考察了各种操作参数对反应结果的影响以及催化剂的稳定性。试验结果表明,己内酰胺水溶液经预溶氢后磁稳定床反应器加氢精制或气液固三相磁稳定床反应器加氢精制,在氢液体积比0.7-1.5、反应温度80-100℃、反应压力0.4-0.9 MPa、空速30-50 h-1、磁场强度15-32 kA/m的条件下,加氢后溶液的高锰酸钾值(PM)从50 s提高到2 000 s以上,催化剂寿命达3 200 h以上;与工业上搅拌釜式己内酰胺加氢精制工艺相比,催化剂耗量可降低60％。     

苯与丙烯烷基化固定床反应器气液分布的研究

对苯与丙烯烷基化气液固反应器的分布系统进行了研究。在对工业装置的气液分布系统进行分析后,提出了扩产1 6倍的分布器设计方案;惰性床层液相混合与传质的计算结果表明,液相中丙烯浓度在惰性床层约0 4m处达到平衡,惰性床层中传质速率很快。按照等动量放大法设计的气体分布器,反应器生产能力提高前后的压降不会有大的变化。颗粒大小对摩擦压降变化敏感,而较之摩擦压降,持液静压对总压降的贡献可以忽略。压降的计算结果与工业装置实际值基本一致。     

振荡流反应器及其在污水处理絮凝工艺中的应用研究

在管式反应器中加环状挡板,在底部增加一个活塞式往复运动,构成一种新型振荡流反应器,此反应器和传统搅拌反应器相比有很多优点。为了放大和应用,首先对试验装置做模型化处理,用电导率仪连续精确测定示踪剂浓度,利用概率知识验证多级混合串联模型;然后根据相似放大原理建立中试装置,用于污水处理,做絮凝反应试验,与搅拌式反应器进行对比。对比试验证明了新型振荡流反应器的优势。     

D002强酸性离子交换树脂催化醇醛缩合生产甲缩醛的工艺模拟

基于连续搅拌反应器(CSTR),对D002离子交换树脂作催化剂反应合成甲缩醛的过程进行了模拟。在确定了参数的甲缩醛反应动力学模型的基础上,用Aspen Plus软件建立了CSTR流程。在甲醇进料流量为2kmol/h、甲醛进料流量为1kmol/h、水进料流量为4.44mol/h的条件下研究了催化剂用量、反应温度、反应器体积、反应器操作压力等因素对甲缩醛收率的影响。得到的优化工艺条件如下:催化剂质量分数为10%,反应温度为100℃,反应器体积为10m3,醇醛物质的量比为2:1,反应器操作压力为常压。采用优化的工艺参数后甲缩醛收率可达58.0%。     

催化裂化原料油液雾蒸发过程研究

本文在对下行式催化裂化反应器中原料油液雾蒸发过程的传热、传质和流体动力学等的分析基础上,建立了原料油在蒸发区域中的蒸发数学模型,并编制了油雾蒸发过程数值模拟计算软件。首次提出了液雾中液滴年令分布的概念,并导出了液雾中液滴年龄的分布函数。为解决变气速、具有液滴尺寸分布的液雾蒸发过程计算提供了一种新的有效方法。采用文中给出的处理变气速条件下液雾蒸发过程的方法和相应的数值模拟计算软件,可以预测液雾在不同时刻(或位置)的蒸发速率,汽化分率、新的液雾粒度分布、油气速度等重要参数。     

新型三螺杆反应器挤出过程有限元分析

利用有限元法对聚乙烯熔体在新型一字型排列三螺杆反应器中的流动情况进行了有限元分析,计算了三螺杆反应器整个流道的速度分布、压力分布和粘度分布.利用速度场和压力场编制了后处理程序,计算了新型三螺杆反应器的挤出特性参数.计算结果表明,三螺杆反应器在物料输运、分散性混合以及分布性混合能力等方面都具有较好的应用特性.     

黄原胶发酵过程中流变学行为和气液传质的研究

在10L搅拌式发酵罐中,研究了黄原胶发酵的流变学行为和气液传质特征。发酵液呈现典型的假塑性行为,后期发酵液稠度系数K大于20Pa.snn,流变指数n低于0.2,随着胶浓度的提高,搅拌所带来的剪切力不够,使有效搅拌区域减小,发酵液几乎不随搅拌浆而转动。考察了表观粘度ηm、搅拌转速N和通气速率Ug对体积氧传质系数kLa值的影响,将kLa值与转速N和表观粘度ηm进行了无因次关联。实验条件较高搅拌下的高剪切,不仅能提高整体混合,而且能够促进细胞周边分泌的黄原胶粘液层向主体扩散,有利于强化传递。在所研究的气速范围内,通气速率的提高似乎对气液传质的贡献不大。具有较高剪切和较大有效搅拌区域的反应器被认为更适合于黄原胶发酵过程。