泰勒反應器中細乳液聚合的研究.pdf

1、過程強化是實現(xiàn)化工過程安全、綠色、高效的一條重要途徑。過程強化通常可顯著減少設備體積，縮短工藝流程或者顯著增加產量，降低過程的能耗。反應過程的強化主要通過改變和優(yōu)化反應器以改善反應過程的熱量傳遞和質量傳遞等來實現(xiàn)，而熱量和質量傳遞的基礎是動量傳遞，也就是流場中流混特性的改善。而泰勒反應器正是一種具有特殊流場結構的反應器。
　　 有關泰勒反應器中的乳液和細乳液聚合，一些研究者發(fā)現(xiàn)存在著非常明顯的過程強化現(xiàn)象，但也有一些研究者并未發(fā)

2、現(xiàn)過程強化。本文旨在進一步辨析這一問題，并揭示其機理。
　　 本文首先從冷模角度著手，系統(tǒng)地研究了均相體系泰勒反應器的停留時間分布特點。進一步驗證了泰勒數(shù)Ta和雷諾數(shù)Re兩個無量綱準數(shù)對反應器中物料停留時間分布的影響。并發(fā)現(xiàn)采用粘度較高流體時，文獻中通過純水體系得到的流混規(guī)律偏差較大，粘度較高流體中的流混規(guī)律需要黏度項的校正。其次，本文研究了非均相體系下泰勒渦流流場對于（細）乳液液滴大小及分布的影響。發(fā)現(xiàn)泰勒渦流能夠明顯的細化乳

3、液液滴，其液滴的平均粒徑要比相似條件下的普通攪拌反應釜的結果小很多。泰勒渦流對于細乳液液滴的影響比較獨特，會使得液滴分布逐漸變寬，并最終產生一大一小兩個峰值，這與特殊的渦流流場有密切的關系.
　　 泰勒反應器中聚合反應的研究，本文首先對比了泰勒反應器與普通攪拌釜中的間歇細乳液聚合。間歇操作下由于較高的泰勒數(shù)Ta，泰勒反應器中的湍流程度比較高，因此與普通攪拌釜中的結果相差不多。但均相成核導致的平均粒徑的降低比普通攪拌釜中的嚴重，說

4、明泰勒渦流流場對于兩相的傳質有強化作用。本文還研究了泰勒反應器中的連續(xù)細乳液聚合，并與普通攪拌釜(CSTR)中的結果進行了對比，在采用油溶性引發(fā)劑(AIBN)引發(fā)反應時，表現(xiàn)出明顯的強化現(xiàn)象，轉化率要比CSTR高很多，這主要得益于液滴分布的兩極化。在聚合過程中，液滴中聚合物的存在會阻礙液滴之間的聚并，因此只有小液滴的生成，這導致了顆粒數(shù)的大幅度升高，進而加快了反應速率。當采用水溶性引發(fā)劑(KPS)時，并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的過程強化現(xiàn)象，但由于