攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動(dòng)與混合課件

1、攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動(dòng)與混合第一節(jié) 概述攪拌：混合 攪動(dòng) 懸浮 分散攪拌反應(yīng)器的作用推動(dòng)液體流動(dòng)，混勻物料產(chǎn)生剪切力，分散物料，并使之懸浮增加流體的湍動(dòng)，以提高傳熱速率加速物料的分散和合并，增大物質(zhì)的傳遞速率在高粘體系，可以更新表面，促使低分子物蒸出第二節(jié) 攪拌釜內(nèi)流體的流動(dòng)狀況流體流動(dòng)影響因素：攪拌方式，釜體、攪拌器和釜內(nèi)構(gòu)件（擋板、導(dǎo)流等）的幾何型式、尺寸、安裝位置，操作條件（轉(zhuǎn)速）以及所處理物料的物性等。流況:流體速度向量的方向一 循環(huán)流動(dòng)與剪切流動(dòng)循環(huán)流動(dòng)：凝集流體、氣泡、液滴剪切流動(dòng)：小氣泡、液滴分散成更小的微滴（速度梯度）二 攪拌雷諾數(shù)與流態(tài)三 擋板與導(dǎo)流筒第三節(jié) 攪拌器的構(gòu)形及選

2、擇一 攪拌器的構(gòu)形二 攪拌器的選用選用原則保證物料的混合消耗最少的功率所需費(fèi)用最低操作方便，易于制造和維修第四節(jié) 攪拌功率的計(jì)算 組成攪拌器所消耗的能量攪拌軸封所消耗的能量機(jī)械傳動(dòng)所消耗的能量目的攪拌功率是衡量攪拌強(qiáng)度的主要物理量攪拌功率是攪拌器機(jī)械設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)根據(jù)攪拌功率可選用攪拌電機(jī)第五節(jié) 攪拌器的流動(dòng)特性及轉(zhuǎn)速的確定一 攪拌器的循環(huán)特性二 攪拌轉(zhuǎn)速的確定考慮因素反應(yīng)體系對(duì)攪拌效果的要求反應(yīng)物料的用量及特性經(jīng)濟(jì)因素 混合和攪動(dòng)類(lèi)型的攪拌轉(zhuǎn)速的確定設(shè)計(jì)混合和攪動(dòng)類(lèi)型的攪拌裝置的步驟1、根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)確定攪拌釜容積和釜徑；2、選定槳葉直徑與釜徑比值D/T，初步求出槳葉直 徑D；3、根據(jù)所需攪拌

3、程度確定攪拌等級(jí)和總體流速；4、計(jì)算攪拌槳葉的排出流量；5、運(yùn)用雷諾準(zhǔn)數(shù)和排除流量關(guān)系圖，求算攪拌槳 葉轉(zhuǎn)速6、對(duì)攪拌槳葉直徑進(jìn)行黏度校正；7、計(jì)算攪拌槳葉的軸功率消耗。顆粒懸浮類(lèi)型攪拌轉(zhuǎn)速的確定第六節(jié) 攪拌器的混合特性一 混合機(jī)理及混合特性擴(kuò)散方式：主體對(duì)流擴(kuò)散（循環(huán)流動(dòng)） 渦流擴(kuò)散（剪切流動(dòng)） 分子擴(kuò)散二 混合時(shí)間：經(jīng)過(guò)攪拌使物料達(dá)到規(guī)定均勻 程度所需的時(shí)間M第七節(jié) 攪拌釜中的分散過(guò)程分散動(dòng)力：剪切應(yīng)力分散阻力：界面張力、液滴內(nèi)的黏性力分散機(jī)理：黏性剪切分散 各向同性湍流分散 各向異性湍流分散合并機(jī)理：布朗運(yùn)動(dòng) 層流速度差 湍流合并過(guò)程：兩個(gè)液滴相遇碰撞；兩液滴間的連續(xù)相液體被排出，液滴直

4、接接觸；在液滴接觸處的表面膜破壞，液滴融合在一起。 第六章 攪拌聚合釜的傳熱與傳質(zhì)第一節(jié) 聚合過(guò)程的傳熱問(wèn)題聚合速率1、減速型（離子型聚合、縮聚反應(yīng)）2、加速型（自由基聚合）3、勻速型第二節(jié) 攪拌聚合釜的幾種傳熱方式傳熱裝置要求：傳熱速率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 避免有易引起掛膠的粗糙表面及導(dǎo)致結(jié)垢 的死角、易于清洗。傳熱方式：間接傳熱傳熱裝置：夾套、內(nèi)冷件、回流冷凝、體 外循環(huán)冷凝器等。夾套 內(nèi)冷件 回流冷凝 體外循環(huán)冷凝器 Q=KA(ti-t1) K 總傳熱系數(shù)，Q 傳熱速率，A 傳熱面積， ti 過(guò)程流體的溫度，t1 載熱體的溫度 N=KLa(CS-CL) KL 傳質(zhì)膜系數(shù)，N 單位體積的傳質(zhì)速率

5、， a 單位體積的界面積， CS 與固相表面相接觸的流體中的濃度， CL 在液相中的濃度第八章 聚合過(guò)程及聚合反應(yīng)器聚合物生產(chǎn)過(guò)程：原料準(zhǔn)備與精致、引發(fā)劑（或催化劑）配制、聚合、分離、后處理及回收第一節(jié) 工業(yè)聚合方法本體聚合懸浮聚合乳液聚合溶液聚合第二節(jié) 聚合反應(yīng)器釜式（70%）管式塔式特殊型反應(yīng)器釜式聚合反應(yīng)器塔式聚合反應(yīng)器 管式聚合反應(yīng)器特殊型聚合反應(yīng)器低滯液量型反應(yīng)器（1020min）高滯液量 型反應(yīng)器新型特殊反應(yīng)器第三節(jié) 聚合反應(yīng)器選擇原則依據(jù)：充分考慮并滿(mǎn)足聚合反應(yīng)的特性；經(jīng)濟(jì)效益上的考慮；應(yīng)充分考慮聚合反應(yīng)器特性對(duì)聚合物質(zhì)量的影響。 按聚合反應(yīng)的特性及過(guò)程控制的重點(diǎn)，聚合反應(yīng)器選擇

6、原則可歸納為：1、重點(diǎn)在于確保反應(yīng)時(shí)間的場(chǎng)合可選用塔式反應(yīng)器；2、重點(diǎn)在于除去聚合熱的場(chǎng)合可選用攪拌聚合釜式反應(yīng)器；3、以控制聚合速度和去除平衡過(guò)程中產(chǎn)生的低分子的場(chǎng)合可選用攪拌聚合釜式反應(yīng)器，薄膜型或表面更新型反應(yīng)器；4、以控制反應(yīng)產(chǎn)物顆粒性狀為主的場(chǎng)合可選用乳化、分散型攪拌釜；5、需要在強(qiáng)剪切下進(jìn)行反應(yīng)的場(chǎng)合可選用槳葉與壁面間隙較小的攪拌反應(yīng)器。苯乙烯連續(xù)本體聚合2,4,6-三氯酚的制備間苯二酚的生產(chǎn)環(huán)己醇的制備硝化反應(yīng)6、對(duì)攪拌槳葉直徑進(jìn)行黏度校正；第四節(jié) 攪拌功率的計(jì)算湍流K 總傳熱系數(shù)，Q 傳熱速率，A 傳熱面積，K 總傳熱系數(shù)，Q 傳熱速率，A 傳熱面積，Q=KA(ti-t1)6、

7、對(duì)攪拌槳葉直徑進(jìn)行黏度校正；增加流體的湍動(dòng)，以提高傳熱速率充分考慮并滿(mǎn)足聚合反應(yīng)的特性；脂肪醇聚氧乙烯非離子表面活性劑的生產(chǎn)分散阻力：界面張力、液滴內(nèi)的黏性力攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動(dòng)與混合各向同性湍流分散管式聚合反應(yīng)器第七節(jié) 攪拌釜中的分散過(guò)程流況:流體速度向量的方向反應(yīng)體系對(duì)攪拌效果的要求加速物料的分散和合并，增大物質(zhì)的傳遞速率增加流體的湍動(dòng)，以提高傳熱速率攪拌聚合釜內(nèi)流體的流動(dòng)與混合充分考慮并滿(mǎn)足聚合反應(yīng)的特性；在高粘體系，可以更新表面，促使低分子物蒸出各向異性湍流分散聚合物生產(chǎn)過(guò)程：原料準(zhǔn)備與精致、引發(fā)劑（或催化劑）配制、聚合、分離、后處理及回收流體流動(dòng)影響因素：攪拌方式，釜體、攪拌器和釜內(nèi)構(gòu)件（擋板、導(dǎo)流等）的幾何型式、尺寸、安裝位置，操作條件（轉(zhuǎn)速）以及所處理物料的物性等。1、根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)確定攪拌釜容積和釜徑；二 混合時(shí)間：經(jīng)過(guò)攪拌使物料達(dá)到規(guī)定均勻傳熱裝置要求：傳熱速率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 避免有易引起掛膠的粗糙表面及導(dǎo)致結(jié)垢 的死角、易于清洗。二 混合時(shí)間：經(jīng)過(guò)攪拌使物料達(dá)到規(guī)定均勻反應(yīng)體系對(duì)攪拌效果的要求脂肪醇聚氧乙烯非離子表面活性劑的生產(chǎn)間歇攪拌釜式間歇循環(huán)操作連續(xù)管式丙烯晴的生產(chǎn)C8芳烴異構(gòu)化乙醇胺脫除酸性氣體苯的制備催化脫烷基制苯甲苯熱脫烷基制苯乙苯生產(chǎn)液相烷基化法氣相烷基化法正丁烯氧化脫氫制丁二烯氮加氫制合成氨合成塔的基本要求:1、滿(mǎn)足氨合成