搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件

第五章第五章 搅拌聚合釜内流体的流动与混合搅拌聚合釜内流体的流动与混合第六章第六章 搅拌聚合釜的传热与传质搅拌聚合釜的传热与传质第七章第七章 搅拌聚合釜的放大搅拌聚合釜的放大第八章第八章 聚合过程及聚合反应器聚合过程及聚合反应器第九章第九章 聚合工艺实例分析聚合工艺实例分析第五章 搅拌聚合釜内流体的流动与混合1第五章 搅拌聚合釜内流体的流动与混合第一节 概述第二节 搅拌釜内流体的流动状况第三节 搅拌器的构形及选择第四节 搅拌功率的计算第五节 搅拌器的流动特性及转速的确定第六节 搅拌器的混合特性第七节 搅拌釜中的分散过程第五章 搅拌聚合釜内流体的流动与混合第一节 概2第一节 概述搅拌：混合 搅动 悬浮 分散搅拌反应器的作用推动液体流动，混匀物料产生剪切力，分散物料，并使之悬浮增加流体的湍动，以提高传热速率加速物料的分散和合并，增大物质的传递速率在高粘体系，可以更新表面，促使低分子物蒸出第一节 概述搅拌：混合 搅动 悬浮 分散3第二节 搅拌釜内流体的流动状况流体流动影响因素：搅拌方式，釜体、搅拌器和釜内构件（挡板、导流等）的几何型式、尺寸、安装位置，操作条件（转速）以及所处理物料的物性等。流况:流体速度向量的方向第二节 搅拌釜内流体的流动状况流体流动影响因素：搅拌4一 循环流动与剪切流动循环流动：凝集流体、气泡、液滴剪切流动：小气泡、液滴分散成更小的微滴（速度梯度）一 循环流动与剪切流动循环流动：凝集流体、气泡、液滴5二 搅拌雷诺数与流态二 搅拌雷诺数与流态6三 挡板与导流筒三 挡板与导流筒7搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件8第三节 搅拌器的构形及选择一 搅拌器的构形第三节 搅拌器的构形及选择一 搅拌器的构形9二 搅拌器的选用选用原则保证物料的混合消耗最少的功率所需费用最低操作方便，易于制造和维修二 搅拌器的选用选用原则10搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件11第四节 搅拌功率的计算n 组成搅拌器所消耗的能量搅拌轴封所消耗的能量机械传动所消耗的能量n目的搅拌功率是衡量搅拌强度的主要物理量搅拌功率是搅拌器机械设计的基本数据根据搅拌功率可选用搅拌电机第四节 搅拌功率的计算 组成12第五节 搅拌器的流动特性及转速的确定一 搅拌器的循环特性第五节 搅拌器的流动特性及转速的确定一 搅拌器的13二 搅拌转速的确定考虑因素反应体系对搅拌效果的要求反应物料的用量及特性经济因素二 搅拌转速的确定考虑因素14 混合和搅动类型的搅拌转速的确定 混合和搅动类型的搅拌转速的确定15设计混合和搅动类型的搅拌装置的步骤1、根据生产任务确定搅拌釜容积和釜径；2、选定桨叶直径与釜径比值D/T，初步求出桨叶直 径D；3、根据所需搅拌程度确定搅拌等级和总体流速；4、计算搅拌桨叶的排出流量；5、运用雷诺准数和排除流量关系图，求算搅拌桨 叶转速6、对搅拌桨叶直径进行黏度校正；7、计算搅拌桨叶的轴功率消耗。设计混合和搅动类型的搅拌装置的步骤1、根据生产任务确定搅拌釜16颗粒悬浮类型搅拌转速的确定颗粒悬浮类型搅拌转速的确定17搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件18第六节 搅拌器的混合特性一 混合机理及混合特性扩散方式：主体对流扩散（循环流动）涡流扩散（剪切流动）分子扩散二 混合时间：经过搅拌使物料达到规定均匀 程度所需的时间M第六节 搅拌器的混合特性一 混合机理及混合特性19搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件20第七节 搅拌釜中的分散过程分散动力：剪切应力分散阻力：界面张力、液滴内的黏性力分散机理：黏性剪切分散 各向同性湍流分散 各向异性湍流分散第七节 搅拌釜中的分散过程分散动力：剪切应力21n合并机理：布朗运动 层流速度差 湍流n合并过程：两个液滴相遇碰撞；两液滴间的连续相液体被排出，液滴直接接触；在液滴接触处的表面膜破坏，液滴融合在一起。合并机理：布朗运动22搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件23搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件24第六章第六章 搅拌聚合釜的传热与传质搅拌聚合釜的传热与传质第一节 聚合过程的传热问题聚合速率1、减速型（离子型聚合、缩聚反应）2、加速型（自由基聚合）3、匀速型第六章 搅拌聚合釜的传热与传质第一节 聚合过程的传25搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件26第二节 搅拌聚合釜的几种传热方式传热装置要求传热装置要求：传热速率高、结构简单、避免有易引起挂胶的粗糙表面及导致结垢 的死角、易于清洗。传热方式传热方式：间接传热传热装置传热装置：夹套、内冷件、回流冷凝、体 外循环冷凝器等。第二节 搅拌聚合釜的几种传热方式传热装置要求：传热速率高、27夹套夹套28 内冷件 29 回流冷凝 体外循环冷凝器 回流冷凝 30 Q=KA(ti-t1)K 总传热系数，Q 传热速率，A 传热面积，ti 过程流体的温度，t1 载热体的温度 N=KLa(CS-CL)KL 传质膜系数，N 单位体积的传质速率，a 单位体积的界面积，CS 与固相表面相接触的流体中的浓度，CL 在液相中的浓度 Q=KA(ti-t1)31第八章第八章 聚合过程及聚合反应器聚合过程及聚合反应器聚合物生产过程聚合物生产过程：原料准备与精致、引发剂（或催化剂）配制、聚合、分离、后处理及回收第八章 聚合过程及聚合反应器聚合物生产过程：原料准备与32第一节 工业聚合方法本体聚合悬浮聚合乳液聚合溶液聚合第一节 工业聚合方法本体聚合33搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件34第二节 聚合反应器釜式（70%）管式塔式特殊型反应器第二节 聚合反应器釜式（70%）35釜式聚合反应器釜式聚合反应器36搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件37塔式聚合反应器塔式聚合反应器38 管式聚合反应器 39特殊型聚合反应器低滞液量型反应器（1020min）特殊型聚合反应器低滞液量型反应器（1020min）40搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件41高滞液量 型反应器高滞液量42新型特殊反应器新型特殊反应器43第三节 聚合反应器选择原则依据：充分考虑并满足聚合反应的特性；经济效益上的考虑；应充分考虑聚合反应器特性对聚合物质量的影响。第三节 聚合反应器选择原则依据：44 按聚合反应的特性聚合反应的特性及过程控制的重点过程控制的重点，聚合反应器选择原则可归纳为：1、重点在于确保反应时间的场合可选用塔式反应器；2、重点在于除去聚合热的场合可选用搅拌聚合釜式反应器；3、以控制聚合速度和去除平衡过程中产生的低分子的场合可选用搅拌聚合釜式反应器，薄膜型或表面更新型反应器；4、以控制反应产物颗粒性状为主的场合可选用乳化、分散型搅拌釜；5、需要在强剪切下进行反应的场合可选用桨叶与壁面间隙较小的搅拌反应器。按聚合反应的特性及过程控制的重点，聚合反应器选择原则45苯乙烯连续本体聚合苯乙烯连续本体聚合46搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件47搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件482,4,6-三氯酚的制备2,4,6-三氯酚的制备49间苯二酚的生产间苯二酚的生产50环己醇的制备环己醇的制备51硝化反应硝化反应52搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件53搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件54脂肪醇聚氧乙烯非离子表面活性剂的生产间歇搅拌釜式间歇循环操作连续管式脂肪醇聚氧乙烯非离子表面活性剂的生产间歇搅拌釜式55搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件56搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件57搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件58搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件59丙烯晴的生产丙烯晴的生产60C8芳烃异构化C8芳烃异构化61乙醇胺脱除酸性气体乙醇胺脱除酸性气体62苯的制备催化脱烷基制苯催化脱烷基制苯苯的制备催化脱烷基制苯63甲苯热脱烷基制苯甲苯热脱烷基制苯甲苯热脱烷基制苯64乙苯生产液相烷基化法液相烷基化法乙苯生产液相烷基化法65搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件66气相烷基化法气相烷基化法气相烷基化法67正丁烯氧化脱氢制丁二烯正丁烯氧化脱氢制丁二烯68搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件69氮加氢制合成氨氮加氢制合成氨70合成塔的基本要求合成塔的基本要求:1、满足氨合成工艺要求，达到最大生产强度；2、气体在催化剂床层中分布均匀，阻力最小；3、生产稳定，调节灵活，操作弹性大；4、结构可靠，高压的空间利用率高；5、反应热利用合理。反应器分类反应器分类 气流方向气流方向：轴向流型、径向流型、轴径向流型 移走热的方式移走热的方式：连续换热式、间歇换热式合成塔的基本要求:71搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件72搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件73乙烯环氧化制环氧乙烷乙烯环氧化制环氧乙烷74乳液聚合丁苯橡胶的生产乳液聚合丁苯橡胶的生产75搅拌聚合釜内流体的流动与混合课件76