对二甲苯氧化反应器气液分散研究

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1、Y1055527洳≥：≥-硕士学位论文⑧作者姓名：挂松指导教师：王囊验副教授迢整羞教授专业：化堂王程所在学院：越魁皇垡堂王程堂院浙江大学硕士学位论文摘要精对苯二甲酸(PTA)是聚酯工业的主要原料，目前主要采用对二甲苯(Px)空气氧化法生产。鼓泡塔和搅拌釜是生产FTA两类典型的氧化反应器，气泡尺寸分布和局部气含率是描述反应器中气液局部分散特性最重要的两个参数，直接影响反应器内的气液传质和反应，在反应器的工程放大和设计中起重要作用。以PTA生产工艺为背景，对上述两类反应器进行了局部气液分散性能的冷模实验研究。1．

2、鼓泡塔反应器中气泡尺寸分布和局部气含率研究。采用双电导探针法对鼓泡塔反应器内的气泡尺寸分布和局部气含率进行了实验研究。结果表明，鼓泡塔中当离开气体分布器轴向高度0am),J,于2．5左右时气液流动为过渡流域，局部气含率随轴向高度增加而增大，当h／D>2，5气液流动为充分发展流域。局部气含率趋于均值，局部气含率随表观气速的增大而增加但在塔壁附近出现波动，径向分布呈抛物线型下降；气泡尺寸随轴向高度的增加而增大，随表观气速和径向距离增加而减小。2．搅拌釜反应器中气泡尺寸分布和局部气含率研究剖析了组合桨(6DT．．4

3、PTU)搅拌反应器内的气泡尺寸分布和局部气含率．并考察了搅拌转速和表观气速的影响。结果表明，随转速的提高，气泡尺寸减小，局部气含率增大；随表观气速的增加，气泡尺寸基本不变，上层桨区、上循环区和液面区气含率增大，其他区域不变；对气泡平均尺寸进行了关联。分析比较了七类搅拌组合桨气液分散性能。结果表明，下层桨变化对气含率分布影响不大，上层桨是决定气液分散好坏的关键；六斜凹叶涡轮(6PCBDT)一四斜叶(4P弧D组合桨各循环区的气泡尺寸较小、单位液相体积搅拌功耗产生的相界面积最大，气液分散性能更优异，并对气泡平均尺寸

4、进行了关联。3．PX非理想氧化反应器中氧浓度分布模拟采用区域网格模型计算揭示了上述两类反应器中PX氧化反应过程中氧浓度分布的不均匀性．在反应器中下部PX氧化反应受液相反应控制，在中上部气液传质对反应有较大影响。关键词：PX，鼓泡塔，气泡尺寸分布，局部气含率，表观气速，组合桨对二甲苯氧化反应器气液分散研究SUMM【ARYPurifiedterephthalicacid(PTA)，oneofthemainIRWmaterialsofpolyester，isproducedbyp-xylene(P蜀liquidph

5、aseoxidation．Columnreaetorandstirredreactoraretwokindsoftypicalreactor$forproducingPTA．Bubblesizedistributionandlocalgasholdupa∞twomostimportantparametersofgas—liquiddispersion；theydirectlyaffectthegas-liquidmasstransferandreaction,andplayanimportantroleins

6、cale-upanddesignofreactors．Based0nthesetechnologyandequipment,thisthesismadeallengineeringstudyOnlocalgas-liquiddispersionofthetwokindsoftypical北ac}o培．1．StudyOnbubblesizedistributionandlocalgasholdupinbubblecolummThebubblesizedistributionandlocalgasholdupin

7、abubblecolumnwithinnerdiameter0．38mweremeasuredwithdualconduetivitiesprobes．FlowpatterninbubblecolunmcanbedividedintotransientflowregimeandfullydevelopedflowfegiIIlc，accordingt0theratioofheightabovegasspargertodiameterequalstoabout2．5．Localgasholdupincrease

8、dwiththeaxialheightinthetransientflowregime，butremainedconstantwithaxialheightchangeinfilllydevelopedflowregime．Localgasholdupincreasedwiththeincreaseofgasvelocity，butfluctuatedinthevicinityofwall．Radi