外循環(huán)撞擊流反應(yīng)器混合特性研究.pdf

1、外循環(huán)撞擊流反應(yīng)器（ECISR）是一種具有優(yōu)良混合特性的新型反應(yīng)器。本論文在體積為160L的外循環(huán)撞擊流反應(yīng)器的冷模實(shí)驗(yàn)裝置上，實(shí)驗(yàn)研究了該反應(yīng)器的宏觀混合和微觀混合特性。 宏觀混合方面，以水為介質(zhì)、KCl飽和溶液為示蹤劑，測定了外循環(huán)撞擊流反應(yīng)器的混合時間，采用正交實(shí)驗(yàn)法對撞擊段結(jié)構(gòu)、循環(huán)位置、循環(huán)流量、進(jìn)料位置四個影響因素進(jìn)行了優(yōu)化，得到影響混合時間的因素主次關(guān)系依次為循環(huán)位置、進(jìn)料位置、循環(huán)流量、撞擊段結(jié)構(gòu)；較優(yōu)水平組合為

2、：撞擊段結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Ⅰ、撞擊區(qū)上部進(jìn)料（400mm）、循環(huán)位置B、循環(huán)流量5000L/h。在正交試驗(yàn)所得到的較優(yōu)水平組合的基礎(chǔ)上，采用單因素實(shí)驗(yàn)法分別考察了不同的撞擊段結(jié)構(gòu)、循環(huán)位置、循環(huán)流量、進(jìn)料位置對反應(yīng)器內(nèi)混合時間的影響。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，循環(huán)位置對混合時間影響最大，循環(huán)位置B混合時間最短；進(jìn)料位置其次，在撞擊區(qū)下部（0mm）進(jìn)料混合效果最差，撞擊區(qū)上部（400mm）進(jìn)料混合效果最好；混合效果隨循環(huán)流量增加而提升，當(dāng)循環(huán)流量大于5

3、000L/h時，混合時間變化已不明顯。撞擊段結(jié)構(gòu)對混合時間的影響不明顯，撞擊段結(jié)構(gòu)Ⅰ的宏觀混合效果略優(yōu)于撞擊段結(jié)構(gòu)Ⅱ。 微觀混合方面，以酸堿中和與氯乙酸乙酯水解的平行競爭反應(yīng)為工作體系，用氣相色譜儀對產(chǎn)物分布進(jìn)行測定，考察了不同的撞擊段結(jié)構(gòu)、進(jìn)料時間、進(jìn)料位置、循環(huán)流量對該平行競爭反應(yīng)副產(chǎn)物分布的影響，通過副產(chǎn)物收率XQ的變化來表征微觀混合的效果，副產(chǎn)物收率XQ越大說明微觀混合效果越差，XQ越小則表明微觀混合效果越好。研究結(jié)果表

4、明：當(dāng)進(jìn)料位置和循環(huán)流量不變時，副產(chǎn)物收率隨進(jìn)料時間的延長而降低，但存在一個臨界值，達(dá)到該臨界值后，產(chǎn)物分布不再隨進(jìn)料時間的延長而降低，采用該臨界時間作為進(jìn)料時間時，可以近似認(rèn)為已經(jīng)消除了宏觀混合對反應(yīng)體系產(chǎn)物分布的影響；進(jìn)料位置實(shí)驗(yàn)表明撞擊區(qū)附近微觀混合強(qiáng)烈，撞擊區(qū)上部（400mm）進(jìn)料微觀混合效果最好；微觀混合效果隨著循環(huán)流量的上升而提升，但當(dāng)循環(huán)流量大于6000L/h時，微觀混合提升已不明顯；撞擊段結(jié)構(gòu)Ⅱ的微觀混合效果明顯優(yōu)于撞擊