三氟化硼·苯甲醚络合反应过程研究

摘要

在三氟化硼·苯甲醚络合塔中反应过程的转化率和稳定性对化学交换精馏硼同位素分离系统的运行效率具有决定性影响。本文通过建立络合塔的反应过程的数学模型进行模拟并结合实验验证，研究传热参数对络合反应过程的影响。
　　本文在内径为50mm、填充有1m高?3×3的θ网环填料、外部设有夹套的玻璃塔中，采用氮气-10v％乙二醇和氮气-20v%乙二醇水溶液进行冷模传热实验研究，分析了气、液相流速以及液体黏度对传热系数的影响。调用MATLAB中的regress函数，得到传热系数与各准数之间的关系式为：此处公式省略
　　本文建立了络合反应过程的一维拟均相模型，利用拟合出的传热系数关联式，估算出络合反应过程的总传热系数，采用MATLAB对模型求解，考察苯甲醚的入口温度与流量、冷媒温度与流量对络合反应器中温度分布以及苯甲醚转化率的影响。模拟结果表明：随着苯甲醚向下流动，反应温度迅速升高到最大值，之后进行缓慢降温，最后无限接近冷媒温度；反应转化率先迅速升高，之后升高速度逐渐减慢，最后无限接近冷媒温度下的极限转化率；反应温度最高值随着苯甲醚流量、苯甲醚入口温度以及冷媒温度的增加而增大，随冷媒流速的增大而减小；苯甲醚的极限反应转化率仅与冷媒温度有关，与其他因素无关。
　　本文在络合塔中进行了络合反应实验研究，考察不同苯甲醚流量和冷媒温度下，反应温度在塔内的分布。实验结果表明，模拟结果与实验结果趋势完全一致，对络合反应过程的控制具有指导意义。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 气液相反应

1.2 含气液固三相的反应器建模与传热系数研究

1.3 硼同位素分离工艺流程

1.4 本文研究内容

第二章 冷模实验传热系数的测定

2.1 前言

2.2 传热系数测定原理

2.3 传热系数测定实验

2.4 实验结果处理与分析

2.5 本章小结

第三章 络合反应过程的模拟

3.1 数学模型的假设与简化

3.2 数学模型的建立

3.3 数学模型的求解

3.4 模拟结果与分析

3.5 本章小结

第四章 络合反应过程的实验研究

4.1 实验前的工作

4.2 络合反应实验部分

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢