喷射环流反应器混合特性研究

论文摘要

喷射环流反应器（JLR）是一种具有优良混合特性的多相反应器。在体积为80L的JLR的冷模实验装置上,实验研究了该反应器的宏观混合和微观混合特性。宏观混合方面,以水、水-细沙混合物和丙三醇溶液为实验物料,KCl饱和溶液为示踪剂,考察外循环流速（循环泵控制的外循环流量与反应器截面积之比）和喷嘴位置（喷嘴离导流筒的距离与导流筒的直径比）对混合时间和内循环液速和内外循环比的影响。结果表明:各物料的混合时间均随外循环流速的增大而减小,而内循环液速均随外循环流速的增大而增大;不同物料下,外循环流速对内外循环比的影响也不同,但内外循环比均在2-5之间;喷嘴位置为0.313时,均相物料的混合时间较小;当喷嘴位置为0.625时,水和水-细沙两相物料物料的内外循环比速达到最大值,其值分别为3.71和4.21,当喷嘴位置为0.313时,丙三醇溶液物料的内外循环比达到最大值,其值为3.48。微观混合方面,以酸碱中和与氯乙酸乙酯水解的平行竞争反应为工作体系,用气相色谱仪对乙醇收率（即副产物收率）进行测定,考察了流量比、喷嘴位置和外循环流速对副产物收率的影响。结果表明:副产物收率随着流量比的减小而降低,当流量比小于0.00313时,副产物收率已不再随流量比的减小而降低,且副产物收率约为0.38;当喷嘴位置为0.625时,副产物收率达到最小值,其值为0.325;副产物收率随着外循环流速的增大而减少,当外循环流速较大时,副产物收率基本不变,均在0.283左右。该实验的研究对于喷射环流反应器在工业上的设计及放大有一定的参考意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 文献综述
• 1.1 环流反应器
• 1.1.1 环流反应器的研究进展
• 1.1.2 喷射环流反应器
• 1.2 环流反应器中宏观混合的研究
• 1.2.1 反应器的特性参数
• 1.2.2 反应器的混合特性
• 1.2.3 混合时间的测定方法
• 1.3 环流反应器中微观混合的研究
• 1.3.1 微观混合研究历史和现状
• 1.3.2 微观混合的实验研究
• 1.3.3 微观混合的混合时间（tc）
• 1.4 选题背景和研究内容
• 第二章 喷射环流反应器的设计
• 2.1 设计方案
• 2.2 外循环流速的控制
• 2.3 主要设备的设计及选型
• 2.3.1 喷射环流反应器主体结构参数
• 2.3.2 导流筒的设计
• 2.3.3 循环泵选型
• 2.3.4 主要设备一览表
• 第三章 JLR 宏观混合实验研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 混合时间的测量方法
• 3.2.2 内循环液速的测定
• 3.2.3 实验参数的计算
• 3.2.4 实验物料
• 3.3 实验装置及流程
• 3.4 实验药品
• 3.5 操作过程
• 3.5.1 实验准备
• 3.5.2 实验步骤
• 3.6 实验结果及讨论
• 3.6.1 外循环流速对混合特性的影响
• 3.6.2 喷嘴位置对混合特性的影响
• 3.7 结语
• 第四章 JLR 微观混合实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 反应体系的选择
• 4.2.2 反应体系动力学常数
• 4.3 实验装置及流程
• 4.4 实验药品及仪器
• 4.5 操作步骤
• 4.5.1 实验准备
• 4.5.2 实验步骤
• 4.6 气相色谱分析
• 4.6.1 仪器及色谱条件
• 4.6.2 实验步骤
• 4.6.3 气相色谱的标定
• 4.7 实验结果及讨论
• 4.7.1 流量比对副产物收率的影响
• 4.7.2 喷嘴位置对副产物收率的影响
• 4.7.3 外循环流速对副产物收率的影响
• 4.8 结语
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 存在的不足和研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文