SSBR连续聚合反应器工程研究与优化

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1、浙江大学硕士学位论文SSBR连续聚合反应器工程研究与优化姓名：华怀峰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：翁志学;梁爱民2003.2.1浙江大学坝卜学位论史摘要本文以锂系阴离子溶聚丁苯(SSBR)连续聚合反应器为对象，建立由物料配送、搅拌混合、釜外循环、物料回收等组成的冷模装簧和由三维激光测速、搅拌功率、混合特性和停留时间等组成的检测系统，研究各种结构参数和操作条件对连续反应器内物料的化工传递规律和聚合产物的影响；建立了多釜串联兼釜外循环连续聚合过程模型，利用参数灵敏度分析，研究了循环比和进料流量变化对SSBR产量的影响，可供SSBR连续聚合反应器工业

2、放大提供参考。本课题是中石化公司“十五”重大科研项目。针对SSBR连续聚合反应器搅拌桨的选型和优化，应用三维激光测速仪(PDPA)测量了各种桨叶条件下的流场，研究桨型、层数及位置、桨叶尺寸、挡板和转速等对流场的影响。鲐果表明，二叶平桨的搅拌强度和径向剪切随桨径和桨宽的增大而增强：对于单层CBY—II桨在低转速下，挡板有促进槽内整体循环流动的作用，流型随桨叶离底尺寸而变，离底距离为1／3T时底部流场较强，槽壁有较大的上升速度，离底距离1／2T时顶部和底部有部分循环过渡区，离底距离2／3T时底部出现较弱二次流，循环能力较弱，其轴向流动随搅拌雷诺数的增大而加强，

3、CBY—II桨双层组合消除了层间过渡区，加强整体循环混合作用：有挡板条件下，在A310桨及A310变形桨的流场中的轴向流效果较明显：A310、CBY～II、A310变型桨在湍流区功率准数依次增大，A310变型桨功率准数约为A310桨的两倍，A310桨在一定场合可替代CBY-II桨。ySSBR连续聚合采用三段搅拌反应器，研究了桨型及位黄、搅拌转速和进料流量等对各段分区混合特性和停留时间的影响。昧合两方面结果，第一、二和三段分区宜选用的桨型依次是：四直叶圆盘涡轮桨、CBY-II桨与穿流圆盘桨组合、阻隔圆盘与四斜叶带稳定翼组合桨；搅拌转速由第二段反应器所确定，1

4、20r／min时具有最小平均停留时间。平均停留时间随进料流量的增大而减少，混合死区对停留时问的影响加大。y在理沧建模的基础上，研究主进料流量和釜外循环流量刑系统停留时M及其分布的影响。投现主进料流量是决定系统平均停留时间的主要因素，主进料流量越小，釜外循环流量对停尉时问的影响就越小，反之亦然；釜外循环流点}越大，浙江大学坝I：学位沦文系统平均停留

5、l寸问相对延长。当主进料流量和单浓都较大时，外物料循环撤热是SSBR连续聚合反应一种可行的散热方式。流量的釜根掘锂系阴离子聚合机理，在AspenPolymerPlus平台上建立多釜串联兼釜外循环连续聚合过程模型，

6、利用参数灵敏度分析研究了循环比和进料流量变化对SSBR产量的影响。l防真结果表明，在满足反应撤热要求的前提下釜外循环回流比越小越好，若回流眈越大则产物流量越小；在设备承受能力许可的条件下，适当地增大进料流量有利于生产效率的提高。该仿真结果需要热模中试实验的进一步验证。y本研究可供热模中试参考，为SSBR连续聚合反应器的工业放大提供依据。关键词：溶聚子i连续聚否流场停留；手盯釜外{『i旷7_仿善}祷渤关键词：溶聚丁苯连续聚合流场停留日手询釜外循环仿真模拟≠塑坚盔堂!坚：!堂些堡苎一AbstractApilotplantwassetuptostudytheop

7、erationandconfigurationparameters’influencesontransportphenomenaandpolymerpropertyinSSBRcontinuousstirredtankreactor,whichwascomposedofacoldmodelCSTRsystem，aPhaseDopplerParticleAnalyzer(PDPA)andaprocesssimulationworkstation．Theassignmentistooptimizethecontinuouspolymerizationreact

8、orforSSBR．Tri—dimensionPDPAisappliedtotestflowfieldsinducedbyimpellers(CBY-II，A310，A310transformed)，whicharethesameconfigurationasthoseinCSTRbutsmallerinsize．ForCBY-II，thelargertheRe，thestrongertheaxialdownstream；withthebaffles，themacromixingbecomesmorenotable；insmallReregion，forH

9、21／3T,mixingisstronginbottomandup