酯化反应器内搅拌器的优化设计

关 键 词 ：循环 流 量 功率准 数
搅拌器
酯化反 应器
中 图 分 类 号 ： Ｑ３ ０ ５ Ｔ ２ ．
文 献 识 别 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１ ０ — ０ １ ２ ０ ） ４０ １ － ４ ０ １０ ４ （ ０ ２ ０ — ０ ６０
聚 酯 生 产 中 的 酯 化 反 应 是 吸 热 反 应 ， 反 应 在
收 稿 日期 ； ０ １ １ — ７ ２ ０ — ２ １ ；修 订 日 期 ： ０ ２ ０ — １ ２ ０ — ３２ 。
作者 简介 ： 肖建 军 （ ９ ２ ） 男 ， 蒙 古 赤 峰 市 人 ， 士 。 １７一 ， 内 硕
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第 ４期
肖建 军 等 ． 化 反 应 器 内 搅 拌 器 的 优 化 设 计 酯
向流 动 ， 此 一 般 将 其 置 于 导 流 筒 下沿 外 端 ， 因 以增
大 导 流 筒 出 口处 的径 向流 动 从 而 加 大 反 应 器 内 的
循环流量 。
传 热 、 质 。 用 合 适 的 搅 拌 器 是 提 高 聚 酯 产 品 的 传 使
质 量 和 产 率 的关 键 因 素 之 一 ｌ 。 ＿ ２ ］ 笔 者 以 冷 模 试 验 为 基 础 ， 循 环 流 量 为 着 眼 以 点 ， 工 业 用 酯 化搅 拌 器 进 行 深 入 的 研 究 ， 对 测试 了 酯 化 搅 拌 器 的 流 量 准 数 和 功 率 准 数 ， 根 据 工 艺 并 要 求 设 计 了 新 的 搅 拌 桨 叶 型 式 ， 得 了 较 好 的 效 取
肖建 军 包 雨 云 黄 雄 斌 施 力 田 杜 秋 杰 。
（ ．北 京 化 工 大 学 化 学 工 程 学 院 ，北 京 １ ０ ２ ； ．仪 征 化 纤 股 份 有 限 公 司 ，江 苏 仪 征 ２ １ ０ ） １ ００ ９ ２ １ ９ ０
摘 要 ：搅拌 功率 和循 环流 量是 考察搅 拌 桨性 能和搅 拌槽 内混 合效 果 的两个 重要参 数 。 者在 直径 为 作
器 内 部 还 安 装 有 导 流筒 和 两 层 搅 拌 器 ， 置 这 些 设 装 置 的 目的 都 是 为 了加 大 反 应 器 内 的循 环 流 量 ， 提 高反 应 器 内 反 应 物 的 混 合 效 果 ， 善 物 料 在 反 改
的作 用 面 为 平 滑 的 衄 面 ， 叶 片 正 视 图见 图 ２ 其
应 器 内 的传 热 和传 质 而 设 计 的 。 因此 ， 酯 化 反 应 从
的工艺要求 而言口， 提高反应 速率和转化 率 ， ］要 减 少 副 产 物 的生 成 ， 须 设 计 和 选 择 合 适 的搅 拌 器 ， 必 以加 大 反 应 器 内 流体 的循 环 流 量 和 表 面 更 新 ， 提 高 反 应 器 内反 应 物 的 混 合 效 果 ， 快 反 应 器 内 的 加
案 嘲
ａ ｂ

图 １ 搅 拌 浆 示 意 图
Ｆｉ ．１ Ｐｈｏ ｏ ｒ ｐ ｓ ｏ ｇｉａ ｏ ａ ｄｌ ｓ ｇ ｔ ｇ ａ ｈ ｆａ ｔ ｔ ｒ ｐ ｄ ｅ
果 ， 酯化搅拌器 的国产化提供 了参考 。 为
ｌ 实 验
１ １ 实 验 装 置 ．
１ １ １ 搅 拌 桨 ． ．
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第 ２ ５卷 第 ４期
２０ ０ ２年 ８月
合
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Ｖ ｏ１ ２５ Ｎ ｏ．４ ．
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ＣＨＩ Ａ ＹＮ ＴＨＥＴＩ ＦＩ Ｎ Ｓ Ｃ ＢＥＲ ＮＤＵＳＴＲＹ Ｉ
酯 化 反 应 器 内搅 拌 器 的 优 化 设 计
（ ）所 示 ， 片 的 根 部 安 装 角 为 ， 沿 着 叶 片 ｂ 叶 且 半 径 方 向 向 外 角 度 逐 渐 减 小 ， 片 的 端 部 角 度 为 叶 （ ＜ ）。 桨 Ｃ为 五 直 叶透 平 桨 ， 片 宽 度 为 平 叶
４ ０ ｍｍ ， 桨 的 特 点 能 在 反 应 器 内 产 生 较 大 的 径 该
５ ０ｍｍ 和 ８ ０ｍｍ 的 带 导 流 筒 的搅 拌 槽 内 ， 验 测 试 了 现 工 业 生 产 中 酯 化 反 应 器 内 的 搅 拌 桨 的 循 环 流 ０ ０ 试 量 准 数 和 功 率 准 数 ， 根 据 工 艺 要 求 优 选 出 以 ＣＢ 螺 旋 浆 与 直 叶 透 平 桨 组 成 的 双 层 浆 式 搅 拌 器 ， 搅 并 Ｙ 该 拌 桨 比现 工 业 用 桨 在 消 耗 相 同 功 率 的 条 件 下 能 产 生 更 大 的 循 环 流 量 。
其 叶片结 构 正视 图如 图 ２ａ 所 示 ， 三折 叶 ， （） 为 叶 片 的 安 装 角 度 为 ， 叶 片 端 部 与 叶 片 根 部 的 角 且 度 一 致 ， ｂ为 北 京 化 工 大 学 专 利 桨 ， 片 与 流 体 桨 叶
过 程 中 ， 但 有 化 学 反 应 发 生 ， 且 在 气 液 相 之 间 不 而 还 存 在 着 传 质 过 程 ； 时 该 反 应 也 是 由非 均 相 向 同 均 相 转 化 的 反 应 过 程 。现 应 用 于 聚 酯 生 产 的酯 化 反 应 器 备 有 夹 套 和 内列 管 式 换 热 器 ， 酯 化 反 应 在
图 ２ 桨 （ ） 桨 （ ） 叶 片 正 视 图 ａ及 ｂ的
Ｆｉ ２ Ｆｒ ｎ ｅ ｄｉ ｇ ａ ｓ ｏ ａ ｄｌ ｎｄ ｂ ｇ． ｏ ｔ ｖｉ ｗ ａ ｒ ｍ ｆ ｐ ｄ ｅ ａ ａ
实 验 所 用 的桨 叶 型 式 为 ５叶 下 压 式 的简 易 型 轴 流 桨 （ ） ５叶 ＣＢ 螺 旋 桨 （ ） ５直 叶透 平 桨 ａ、 Ｙ ｂ和 （） 种 桨 型 ， 意 图 见 图 １ ｃ三 示 。桨 ａ为 现 工 业 用 桨 ，