3-甲基-4-硝基苯酚催化还原反应器的设计选型

针对3-甲基-4-硝基苯酚催化还原过程,通过计算与分析确定了搅拌反应器型式,并进行了工业化对比。该氢化反应过程应采用搅拌强化横向和径向气液传质,选用了表面曝气偏心搅拌器。工业化应用验证了设计思路的正确性,对其他的氢化工业化设计具有一定的指导意义。     

气液反应体系相界面传质强化研究

气液反应界面传质的强化是当今高效和节能反应器研究的重要课题,弄清反应器内的气液传质机理是对气液反应器进行数学描述的关键。反应过程的能效和物效与体系中的传质系数k_G,k_L,k_S以及相界面面积a等参数直接相关,这些参数受气泡尺寸、分布、表观气速和气含率等因素的制约。就确定的体系和反应条件而言,这些因素会因反应器的结构尤其是搅拌和混合方式的变化而异。文章从理论上分析了影响气液界面传质的各因素,建立了较为详细的理论模型。理论计算结果表明:气泡大小是影响气液界面传质和最终反应速率的重要流体力学参数,微米级气泡对反应过程的强化作用明显。能量耗散率是决定体系气泡大小的深层原因,强化气液反应器设计时应重点考虑。     

磷酸氨化的宏观动力学研究

在自制双磁力驱动搅拌反应器中研究磷酸一铵生产条件下的磷酸氨化过程。结果表明，磷酸与气氨的反应属气膜传质控制的快速气液反应，气膜传质系数与其影响因素的准数关联式为：Ｓｈ＝２．０１×１０－４Ｒｅ２．４９。凡能增强气液湍动、增加气液相界面积的措施均能强化反应过程，提高设备生产能力。     

搅拌反应器中颗粒完全离底悬浮的临界转速

一、引言 工业搅拌釜广泛涉及液-固二相甚至气-液-固三相系统的反应过程。大部分反应的相际传递速率,特别是传质速率,决定了过程的总速率。在传质控制的固体颗粒作催化剂的快速反应过程中,催化剂在液相中的分散程度及外部质量传递,将对     

超重力多相催化反应器的研究进展

针对本征反应速率为快速反应的多相催化过程,其宏观反应速率一般受限于相间传质速率。基于超重力技术良好的传质强化特征,以及超重力装备关键机械部件在高温高压条件下稳定运行的突破,超重力反应器应用于多相催化反应,逐步展现了反应过程强化的潜力。本文主要对近年来本中心研制的超重力多相催化反应器在气液、气固以及气液固体系的研究进行综述,并对超重力多相催化反应器的发展前景进行了展望。     

内置强化循环元件的多相反应器传质特性研究

提出了一种多级导流筒的强化循环元件,研究了强化循环元件对气液固三相搅拌槽反应器内气液传质特性的影响,同时提出了比气液体积传质速率的概念,综合评价了搅拌转速、固含量以及通气速率对多相反应器内传质特性的影响,自此基础上,建立了比气液体积传质速率的经验公式,为反应器的工业放大提供了理论依据。     

半弧面斜叶桨的流体力学性能与氧传质特性

氧传质系数是气液搅拌反应器设计的关键参数,研究新型搅拌桨的氧传质性能对气液两相搅拌反应器的强化有着重要的意义。本文实验研究了气体分布器、搅拌转速、气量对氧传质系数、搅拌功耗及气含率的影响,结果表明,氧传质系数随搅拌转速和气量的增加而增加;并建立了氧传质系数与搅拌功耗和表观气速的经验公式,为进一步放大应用提供了基础。采用欧拉-欧拉多相流模型及群体平衡模型对半弧面新型斜叶桨进行了计算流体力学（CFD）数值模拟研究,模拟研究了不同结构、搅拌转速、气量下的流体力学性能和氧传质系数,模拟计算结果与实验值的相对偏差在20%以内;这为研究这一半弧面新型斜叶桨提供了一种可靠的数值模拟方法;优化了半弧面新型斜叶桨的结构,提高了搅拌釜的氧传质效率。     

搅拌器在工业合成醋酸反应器中的应用

详细分析了工业合成醋酸反应器中的机械搅拌过程,描述了气液分散搅拌过程中搅拌桨叶的选择和计算。对醋酸反应器这样复杂的气-液反应混合过程,必须采用合适的机械搅拌器。目前采用最多的是径向流和轴向流相结合的多层搅拌桨叶组合形式的搅拌器。搅拌桨的计算和设计对保证醋酸反应中充分的气-液分散混合并达到良好的气-液传质过程十分重要。不同大小醋酸反应釜的搅拌器必须根据不同生产处理量和醋酸装置的工艺条件进行设计和选型。     

气液传质和反应可视化的激光诱导荧光技术

提出了一种先进的可视化测量气液传质和反应的激光诱导荧光技术,其基本原理为利用气相中的臭氧氧化液相中的荧光物质,使用相机定量地捕捉液相中荧光物质（如罗丹明B）发出的荧光信号强度的动态变化,从而记录了气液的传质和反应过程。实验结果通过液相浓度场信息展示了液滴内部丰富的微观混合行为,尤其传递和反应行为敏感于液滴周围环境条件,如微小扰动的均匀流场、扰动强化的非均匀流场和液滴尺寸动态生长过程。直观的可视化测量方法提高了对气液传质和液滴内微观混合行为机理的理解。     

旋转填充床中伴有可逆反应的气液传质

应用CO2-MDEA气液吸收体系,对旋转填充床中伴有可逆反应的气液传质过程进行了定量的模型研究。在所有反应都可逆的情况下,根据Higbie渗透理论建立了旋转床中CO2-MDEA体系的扩散-反应传质模型。通过模型对传质过程的定量描述以及实验结果对模型的验证,超重力旋转床的强化作用可进一步被揭示为:由于不断更新的液膜使得可溶性气体在液膜内形成较大的浓度梯度,从而极大地增大了传质系数,强化了传质;旋转床的强化作用是在动态的传质过程中完成的,液膜的寿命越短则传质系数越大。在不同转速、温度、MDEA浓度和气液流量条件下进行了实验,本文模型的模拟值和实验结果吻合较好。     

多相反应体系的微界面强化简述

加氢、氧化等气液慢反应过程广泛存在于现代过程工业之中,这些反应过程一般受传质速率控制。因此,对这类多相反应体系的传质强化一直是研究热点之一。但总体而言,除外场和微通道（微流控）强化等一类强化反应器外,以往的研究大多集中于界面尺度为毫-厘米级的传统反应器的搅拌与混合方式、气泡分布状态、流体流型、构效关系等方面,而鲜有将研究视角投放到传统以米为直径计量单位的反应器平台上如何构建尺度为微米级的界面体系及其特殊效应方面。探讨了多相反应体系的微界面反应强化理念,并简述了微界面的涵义、微界面反应强化与构效调控方法、微界面反应器的结构与形成原理、微界面体系的微颗粒测试与相界面表征技术、微界面反应强化面临的问题与挑战等,以与本领域同行共同研讨。     

有机分散相强化气体吸收的研究

分析了有机分散相强化气体吸收机理,阐述了分散相强化气液传质的意义.以水吸收二氧化碳为研究体系,实验考察了加入辛醇、辛烷对吸收过程影响,运用因次分析法分析有机分散相分散程度对吸收效果的影响,进而确定强化气体吸收的最小搅拌速度,并用插值函数微商法确定体积传质系数KLa.研究结果表明:有机分散相的加入能够显著提高气体吸收速率;适宜的搅拌速度有利于液液体系分散,促进传质;降低界面张力和增加气含率也有利于传质.     

多相反应体系的微界面强化简述

加氢、氧化等气液慢反应过程广泛存在于现代过程工业之中,这些反应过程一般受传质速率控制。因此,对这类多相反应体系的传质强化一直是研究热点之一。但总体而言,除外场和微通道(微流控)强化等一类强化反应器外,以往的研究大多集中于界面尺度为毫-厘米级的传统反应器的搅拌与混合方式、气泡分布状态、流体流型、构效关系等方面,而鲜有将研究视角投放到传统以米为直径计量单位的反应器平台上如何构建尺度为微米级的界面体系及其特殊效应方面。探讨了多相反应体系的微界面反应强化理念,并简述了微界面的涵义、微界面反应强化与构效调控方法、微界面反应器的结构与形成原理、微界面体系的微颗粒测试与相界面表征技术、微界面反应强化面临的问题与挑战等,以与本领域同行共同研讨。     

氢化的四氢2-乙基蒽醌氧化动力学特性

<正> 本论文中曾研究了氢化的四氢2-乙基蒽醌氧化动力学特性。该反应是在气液反应器中用分子氧进行的,它是工业生产过氧化氢中的一个主反应。曾观察到反应速率强烈地受氧通过液膜传质的影响。氧的传质系数曾在一些吸收-解吸操作中借助测电流的膜电极而通过实验测得。曾在三种类型的反应器中进行动力学实验:(1)界面面积很小的Levenspiel 反应器;(2)连续搅拌槽反应     

一种新型氢化反应搅拌器的改进

在化工生产过程中,氢化反应是一种较为复杂的单元过程,促进氢化反应顺利进行的因素有温度、压力、介质、酸碱度、催化剂以及物料的接触状态。从生产实际出发,剖析了氢化反应进程中固、液、气3种状态的反应物料,因搅拌能力不足致使反应速度缓慢的原因,并根据问题所在,有针对性地改变搅拌器型式,采用新型设计的组合型多层搅拌器可以使固、液、气三相能充分混合,增加了参与反应物料的接触面积,提高了气、液反应能力和催化剂的催化作用,达到加快生产反应速度的目的,缩短了反应时间,提高了产品收率。     

一种新型氢化反应搅拌器的改进

在化工生产过程中,氢化反应是一种较为复杂的单元过程,促进氢化反应顺利进行的因素有温度、压力、介质、酸碱度、催化剂以及物料的接触状态。从生产实际出发,剖析了氢化反应进程中固、液、气3种状态的反应物料,因搅拌能力不足致使反应速度缓慢的原因,并根据问题所在,有针对性地改变搅拌器型式,采用新型设计的组合型多层搅拌器可以使固、液、气三相能充分混合,增加了参与反应物料的接触面积,提高了气、液反应能力和催化剂的催化作用,达到加快生产反应速度的目的,缩短了反应时间,提高了产品收率。     

一步法工艺合成十二烷基糖苷过程中的液固传质

为了考察葡萄糖与脂肪醇一步法制备烷基糖苷工艺中反应和液固传质的耦合过程,从单个颗粒的液固传质模型出发,推导出了固体颗粒群与脂肪醇之间的液固传质模型。实验考察了粒径分布、搅拌速度及温度对传质过程的影响,关联实验数据得到了不同条件下的模型参数。结果表明,此模型能准确预测葡萄糖与正十二醇之间的液固传质过程,此模型及其计算结果可以应用于一步法工艺中传质速率和反应速率相对大小的判断,确定反应过程的控制步骤,具有较大的应用价值。     

发泡剂ADC生成过程动力学分析

在玻璃搅拌反应器中进行了固体联二脲与氯气液相氧化反应生成发泡剂 ADC过程的传质与动力学实验, 提出了基于双膜理论的数学模型,以描述这一反应系统所涉及的气液和固液传质、固体溶解以及溶解物在液相中发生瞬间反应,特别是随反应进行固体反应物粒径变小导致固液传质速率减小的复杂过程. 模型能很好地描述实验结果. 依据模型估测的气液与固液传质系数值比较表明,气相反应物氯气的溶解传质过程是影响整个过程速率的主要控制步骤.     

气-液-液萃取传质效率的研究

在液-液萃取过程中,提高分散相的表面更新速率可有效提高萃取的传质效率.研究发现,在萃取过程中使用气体搅拌可以增加液液之间的接触面积,促进液相内的湍动和循环.据此,本文在气-液-液萃取条件下对不同填料的传质性能进行了测定.实验表明,通入气相后分散相液滴呈现稳定的“油包气”空心状态,这种结构大大降低了分散相液滴的传质层厚度,减小了传质距离,极大地强化传质效率.在适宜气速下,气-液-液萃取效率较传统萃取效率提高20％～40％.通过与散装填料对比,发现规整填料更利于强化萃取效果,传质效率提高约50％.     

内环流反应器在实验室中的应用

气-液反应繁多,诸如CO_2、SO_2、NO_x等气体的化学吸收,烃类的液相氧化、烃化、氯化等。当今,过渡金属离子络合催化剂的发展,生化工业的兴起,以及庞大的“碳一化学工业”的形成,又为气-液反应开拓了广阔的应用前景。因此,研究新型高效的气-液反应器,对于促进化学和化工的发展具有深远的意义。新型反应器的研究和开发,首先从实验室开始。过去在实验室研究气-液反应时,一般都在带搅拌三口烧瓶(工业中用搅拌鼓泡釜)内进行(见图1)。反应时气体由反应器底部鼓泡通入,借助机械搅拌增强气泡分散能力,消除反应器内的温度和浓度梯度,以强化传热、传质,提高反应效率。近年来,人们对于利用反应介质