间歇搅拌反应釜的液-液分散性质数据用于连续搅拌反应釜设计的探讨

本文结合聚碳酸酯液-液聚合反应釜的放大工作,探讨了将间歇搅拌釜的液-液分散性质数据用于设计连续搅拌釜的可能性。通过分析和实验表明:只要合理设计反应器的进出料口位置,使连续操作中釜内相比不发生变化,并等于设计的进料相比,则已知的间歇搅拌釜的分散性质同于连续操作条件下的性质,而可以直接用于连续搅拌反应釜的设计。     

铵盐法制造黑索今新工艺研究中铵白盐管道喷射硝化的探讨

本文探讨铵盐法制造黑索今新工艺中铵白盐快速硝化为黑索今的新方法——以空气为载体,在管道内进行喷射硝化。 从分析铵白盐的硝化反应特征入手,通过对铵白盐的管道硝化试验,初步摸索了有关使用空气做载体的作用,以及气体的喷射压力、反应物在管道中的逗留时间、硝化温度、硝化系数、管道中管长与管径的比例关系等诸因素对管道硝化的影响规律。从而认为,只是由于采用了压缩空气做载体,才使得铵白盐能在管道中进行顺利地硝化。目前认为,这一尝试能为固-液相类型的硝化反应在管道反应器中实施,指出了一个新的思路。从实验结果来看,这种管道硝化,设备简单、操作方便而安全,尤其是它具有较高的效率。 本文还介绍了铵白盐管道喷射硝化的动力学实验结果及管道硝化器的图解设计计算。     

反应器放大准则探索实验设计

化工类专业本科生应掌握化工反应器的"放大准则"研究方法,熟悉反应器放大过程中的现象和规律。该文通过逐级放大实验考察釜式搅拌反应器放大准则,采用示踪脉冲法测定反应器的停留时间分布以确定反应器的流动特性,求出反应器的流动模型参数。实验要求学生通过对比不同放大准则操作的搅拌转速得到的反应器流动特性和转化率,归纳出不同放大准则的优缺点,为反应器的设计及放大提供依据。通过此实验,学生的工程意识、动手能力及团队合作能力得到有效提高,学生的实验设计能力和结果分析能力得到了提升,实现了工程性实验的教学目的。     

苯乙烯聚合反应过程的牌号切换优化策略

柔性生产模式下的多牌号聚合物生产过程,不仅需要稳态生产中的精确质量控制,也需要建立有效的牌号切换过渡过程运行策略。本文针对单反应器多牌号聚合物生产过程,提出一种以经济优化为目标,基于迭代动态规划的分段式牌号切换操作优化策略,将牌号切换过渡过程划分为动态优化阶段和准稳态过渡阶段。以实验室规模的连续搅拌釜式反应器中苯乙烯聚合牌号切换为对象,以原料消耗最少为优化目标,构造了一个包含分子量分布参数、反应温度以及引发剂流量等变量的目标函数,利用迭代动态规划求得切换过程中操作变量和产品性能指标的优化轨迹。仿真研究结果表明,本文提出的优化策略能显著缩短切换时间,减少切换过程中单体和引发剂的消耗量。     

釜式泰勒流反应器流动特性与传质机理研究

通过设计一种气液混合射流的方案,在搅拌釜式反应器底部加装气体分布器,生成泰勒涡流。采用数值模拟和实验相结合的方法分析反应器内涡流流动特性及传质机理。结果表明：搅拌釜式反应器内泰勒涡流随旋转雷诺数变化的演变规律与常规泰勒反应器内涡流的演变规律类似;泰勒涡流的生成在搅拌釜式反应器原有的全混流流型中构建出局部的平推流区域,降低了返混;平推流区域随着旋转雷诺数的增加而扩大,在临界旋转雷诺数工况下可使反应器气相均布性提升28%,溶氧速率提升5倍左右,有效地改善了反应器内流动状况,强化了气液间的传质效率。研究结果为突破常规泰勒流反应器反应空间小的局限、扩大生产规模提供了理论研究依据,对釜式反应器的改装具有普适性,简便易行。     

基于扰动补偿的连续搅拌釜式反应器自适应积分滑模控制

针对化工工程中连续搅拌釜式反应器难以稳定控制的问题,提出一种基于自适应积分滑模控制的方法;根据连续搅拌釜式反应器系统结构建立的被控系统模型分别设计有限时间状态观测器和扰动观测器,通过观测器的估计结果对未知扰动信号进行补偿;基于系统的跟踪误差,引入积分滑模面,设计自适应变比例增益趋近律来消除系统抖振;利用Lyapunov函数证明控制系统的稳定性。仿真结果表明,该控制方法具有良好的抗干扰性能,能够实现对连续搅拌釜式反应器系统的稳定控制。     

化工专业实验中常用反应器的类型及应用

化学反应具有复杂性和多样性,如反应物料相态的不同,反应压力、反应温度、是否使用催化剂等反应条件的差异导致化学反应器的种类很多,根据不同的分类方法可以将反应器分为多种类型。阐述了在"化学工程与工艺"专业实验中常用的反应器,包括管式微分反应器、无梯度釜式微分反应器、管式积分反应器和搅拌釜式反应器。重点介绍了这四种类型反应器的特点,并结合具体专业实验内容进一步说明各反应器的应用过程。     

基于自适应模拟退火算法的CSTR的动态优化

首先分析了连续搅拌釜式反应器的动态优化模型。基于对自适应模拟退火算法的研究,提出了一种改进的邻域调整方案,并将其应用于求解连续搅拌釜式反应器的动态优化问题。仿真结果表明,改进后的算法大大加快了搜索速度,提高了最优解的质量,为工业过程控制的设计提供了高效、可靠的参考依据。     

扁平形多频超声辐射反应器内停留时间的分布规律

作为生物柴油连续生产装置的核心单元,扁平形超声反应器的停留时间分布直接反映反应器内的流型、返混程度和反应效果,对反应器设计、操作和控制具有重要意义.文中采用p HB-3型p H仪,以纯净水作流体、KOH溶液作示踪剂,采用脉冲法实时测定了扁平形多频超声辐射反应器的出口KOH应答信号,得到了反应器内流体的停留时间分布曲线,研究了超声功率和流体流量对反应器内流体流动形态及非理想性的影响.同时,用多釜串联模型对实验数据进行相关模拟,得到以下结论:在超声功率为200 W,流量分别为20、30 L/h时,理论串联釜数目分别为6.06、6.76,且流量较大时模拟效果较理想,此时槽内流体更趋于平推流.     

气体循环式反应釜操作性能和应用研究

本文所研究的气体内循环式反应釜是在自吸式搅拌釜的基础上发展而成的高效气液传质-反应设备。在氯节　基化生产苯乙酸的中试研究中,应用该设备进行氯苄吸收一氧化碳的　基化反应,取得了很好的效果。为了进一步研究循环式反应釜的操作特性及其在化工生产上的应用,本文在该设备上进行了冷模试验,测定了不同高径比(L/D)和搅拌速度下的吸气压力、吸气量、气含率,同时还用化学法测定了气液两相接触面积以及液体粘度对上述参数的影响,并得到了准数关联式。l 实验装置 本研究采用内循环反应釜的直径 D—0.2 m;高 H—0.45 m,搅拌器转速 N—0一300…     

自由基型聚合反应在连续搅拌釜反应器中的稳定性分析

产品质量稳定是生产过程中最重要的控制指标之一,即希望工况条件发生扰动时,操作状态(又称定态点)将偏离在指定的范围内;一旦扰动消除,操作状态能够逐渐回复原样。实际操作状态能否满足上述要求,即为稳定性分析之范畴。稳定性分析的结果可以作为反应器设计、控制及工艺参数设置的理论依据,有重要的现实意义。聚合反应系统有其本身的复杂性和特殊性,往往难以控制,其数学模型通常是非线性的,给稳定性分析带来一定的难度。本文应用李亚普诺夫直接法分析自由基型聚合反应系统在连续搅拌釜反应器中的稳定性,利用克拉索夫斯基定理构造李亚普诺夫函数来判别聚合反应过程的稳定性,并且还计算了工况条件允许的变动范围。     

丙烯腈共聚表观动力学

本文研究丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)和甲基丙烯磺酸钠(MAS)在硫氰酸钠水溶液中的共聚反应;从共聚反应的基本反应和速率方程出发,结合连续搅拌釜(CSTR)设计方程,利用操作条件大致与生产实践偏离不远的实验型CSTR中所测得的实验数据,将理论计算值与实测值对比,以各单体的转化率和产品的平均分子量综合出目标函数,用计算机分析定出各反应速率常数;测得AN和MAS的单体竞聚率;最后,利用马尔柯夫(Mar kov)概率过程推求聚合度分布和序列分布。     

一种新型的振动搅拌装置─共振搅拌反应器

气液固三相体系间进行的催化反应，当反应为扩散控制的时候，需要加强搅拌，以增加三相间的混合程度，提高传质速度。本文对自制共振搅拌反应器的原理、结构、振动频率和振幅进行了分析。实验证明，该装置设计简便，结构简单，变频变幅容易，可以推广使用。 共振搅拌反应器用于萘加氢的研究表明，该设备振动频率高，振幅大，改善了萘加氢的传质过程，提高了催化加氢的效率，是一种性能良好的新型搅拌装置。     

基于支持向量机的化工过程故障诊断

引入了基于统计学习理论的支持向量机技术,以连续搅拌釜式反应器——CSTR模型为例,研究了非线性化工复杂反应过程的故障诊断问题。实验结果表明,支持向量机方法与传统故障诊断方法相比,具有更好的精度、速度以及适应性。     

制备碳酸二甲酯的新型反应蒸馏设备

开发了以填料蒸馏塔与多釜汽液相串联反应器组合的新型反应蒸馏设备，在此设备中研究了以碳酸丙烯酯与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯的反应，实现了碳酸丙烯酯的高转化率与高收率；考察了反应物进行料量、进料酯比、回流比、蒸馏塔底加热量（或温度）、停留时间等工艺操作条件对塔顶、塔底组成分布的影响。     

物料粘度对多级搅拌釜混合特性的影响

在直径为 0.476m的间歇操作的搅拌釜中，用隔盘、环板将搅拌釜隔为两级，利用酸碱中和法测定水及甘油 (粘度分别为 0.072、0.111、0.522Pa·s)体系的混匀时间，并比较了粘度不同的物系对搅拌釜内级间轴向返混特性。结果表明：相同搅拌转速下，物料粘度增加，搅拌釜内级间返混减小；但搅拌雷诺数相同时，物料粘度变化对多级连续搅拌釜内级间的返混程度没有影响。此规律对多级搅拌釜的工业设计具有重要的指导意义。     

釜式反应器停留时间分布的测定及其与反应转化率的关系

采用脉冲法测定了蔗糖水解反应在连续搅拌釜式反应器内的停留时间分布,求得了停留时间分布密度函数E(t)、平均停留时间以及模型参数。由E(t)直接计算出的反应转化率与实际测出的转化率相当吻合。这表明,通过停留时间分布密度函数E(t)直接求算反应转化率是可行的。     

丙酸异龙脑酯的合成、反应热力学和反应动力学研究

选用大孔阳离子交换树脂作催化剂,250 mL的三口烧瓶作为搅拌釜反应器,研究了莰烯与丙酸在不同反应条件下(搅拌速率、树脂类型、树脂含量、配比、温度、催化剂重复使用次数)对合成丙酸异龙脑酯的影响,并得到了优化的工艺条件.采用UNIFAC基团贡献法估算活度系数,获得了不同温度下反应的平衡常数以及该反应的焓变、熵变、吉布斯自由能等热力学数据.采用拟均相模型计算出此反应的反应速率常数及反应活化能等动力学数据.此外,在固定床反应器上进行了对比实验,结果表明该反应在两种反应器中的效果基本相似.     

多釜串联油脂连续环氧化反应工艺模型化研究

建立了多釜串联油脂连续环氧化反应工艺的稳态过程数学模型。系统模型化对整体工艺的描述符合实验结果；对工艺过程的精确控制、调节、操作参数的优化具有很高的实用价值，为实现工艺过程的自动化控制及工程放大提供了基础。     

卧式搅拌床反应器的返混特性

在卧式搅拌床反应器冷模实验装置中,使用不同的聚丙烯粉料,采用脉冲示踪法测定了不同搅拌桨结构下的停留时间分布,同时分别采用多级全混釜串联模型和双参数模型对实验结果进行了模拟计算。结果表明:叶片桨的卧式釜搅拌返混最大,最接近于全混流;T型桨的卧式釜搅拌返混最小,最接近于平推流。