用于环己烷脱水的液液两相分离器设计及数值研究

摘要

在异丙醇钾生产工艺中，环己烷脱水处理是工艺中至关重要的一个环节，脱水效率的好坏会对异丙醇钾的反应过程以及整个生产周期的长短产生很大的影响。基于此，本文设计了一种新型的液液两相分离器用于异丙醇钾生产过程中的环己烷脱水，采用数值模拟的方法，对设计的分离器内部构件的工作性能进行考察，以对分离器进行优化。得到的结论如下： （1）入口构件可降低入口流体的流速，减缓流体对流场的冲击，有效改善分离器的流动特性，为分散相水滴的沉降运动创造适宜的环境。本文设计的新型圆孔分散式入口构件与其它入口构件相比，分离器内流体流动情况最理想，水滴运动轨迹较规律，且水滴沉降距离短，容易被底部水层捕捉，分离器分离效率高。 （2）分离器内水滴粒径越大，水滴运动轨迹越规律，分离器底部水层捕获的水滴个数越多，分离效率越高。对于本文工况，当水滴粒径达到220 μm以上时，分离器内两相可实现彻底分离。 （3）在分离器内安装布液板可有效抑制分离器内漩涡和返混的产生，使流场的轴向速度分布更加均匀，改善流场分布状况，提高分离效果。 （4）通过优化波纹板结构，使波纹板在保持良好聚结效果的前提下具有较好的稳流作用。得到当波纹板尾端结构为下平式时，可抑制板后漩涡的产生，为主分离区内水滴的沉降提供理想的环境；针对本文工况，波纹板长为 0.425 m，板间距为0.03 m时分离器内流体流动特性最好；在波纹板底部开设若干圆孔，可使水滴沉降到波纹板底部后通过圆孔继续沉降至分离器底部，增加分散相水滴的碰撞、聚结机会，有利于两相的分离。

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