离子液体烷基化用旋流反应器分离性能实验及数值研究

摘要

随着环保要求日益严格，离子液体烷基化工艺以其绿色环保、无毒无害的显著优点受到广泛关注。然而，现有的离子液体烷基化设备存在混合反应时间长、副反应严重、离子液体回收率低等诸多问题。基于此，本文提出了一种混合反应时间短、二次产物少、分离效率高、混合分离一体的旋流反应器，通过实验和数值研究相结合的方法来探究其用于离子液体烷基化反应的混合分离性能。 首先，运用数值方法探究各结构参数及操作参数对混合反应一体化反应器内速度分布和浓度分布特性的影响规律，主要涉及溢流口直径、锥角等结构参数，以及溢流比、入口流量等操作参数。其次，为进一步增加数值模拟结果的可靠性，运用实验方法讨论操作参数对轻重相回收率和压降的影响规律，并与数值模拟结果进行对比。综合分析实验及数值结果，确定了装置的工作条件，即当结构参数溢流口直径为14mm、锥角大小为5°时，旋流反应器的混合性能最佳；对于操作参数，如果要获取较高轻相回收率，采用溢流比40%最佳，如果要获取较高重相回收率，采用溢流比30%最佳，如果要从装置的节能和获取较高轻相回收率考虑，可以采用入口流量4.8m3/h-5.2m3/h范围之内的流量，综合考虑节能和获取较高重相回收率的关系，选取入口流量为5.2m3/h最佳。实验及数值结果分析可知，混合分离一体化反应器可以实现原料与离子液体的混合反应过程，并将产物与离子液体进行快速分离，移出反应器，在一定程度上减少了产物之间、产物与催化剂之间二次有害反应的发生，且整个反应过程为封闭回路，可实现旋流反应器的高效运行并预防泄露。

目录

第一个书签之前