环己烷氧化反应器搅拌技术研究.docx

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摘要：
环己烷氧化反应器搅拌技术是保证反应器内气-液-固三相反应系统中气体、液体和固体充分混合以及高效传质的关键技术之一。本文系统地介绍了搅拌器的分类、选型、运转原理、控制及其对环己烷氧化反应器的影响。总之，本文对环己烷氧化反应器搅拌技术有深入的探讨和总结。
关键词：环己烷；氧化反应器；搅拌技术；气-液传质。
正文：
环己烷氧化反应器搅拌技术是氧化剂与环己烷结合反应生成己二酸的关键技术。搅拌器是保证反应器内气-液-固三相反应系统中气体、液体和固体充分混合以及高效传质的关键设备。因此，选择适当的搅拌技术、控制搅拌参数，对催化剂传质、反应效率、反应速率等方面都有重大影响。
1. 搅拌器分类
依据搅拌方式、形状以及工作位置等，可以将搅拌器分为不同类型，主要有框架式、轴向式、径向式、鸟笼式、螺旋式搅拌器等。
（1）框架式搅拌器
框架式搅拌器是将由平面和辐射组成的搅拌板支架在两个水平的轴上，搅拌板和轴垂直。这种类型的搅拌器常用于氧化还原反应中，具有拌匀、混匀的效果，能镇定反应物，并防止某些副反应的发生。但是由于搅拌板和搅拌轴垂直，因此能量损失较为严重，这在一些液相反应中不是很适用。
（2）轴向式搅拌器
轴向式搅拌器的搅拌板呈平行于轴的形状，安装在搅拌轴上。这种类型的搅拌器适合于溶液中固体颗粒比较小的情况下，准确而持续地控制反应。
（3）径向式搅拌器
径向式搅拌器是指搅拌板垂直于轴线，安装在拖板上的搅拌器。这种类型的搅拌器相比于上述两种搅拌器的能量损失较小，且适用于含固体颗粒较大的情况下。
（4）鸟笼式搅拌器
鸟笼式搅拌器，即支架按一定间距固定梁桥，于梁桥上焊制出若干鸟笼型拖板，拖板朝向轴中心。其特点是将能量均匀地传递到反应物体系中，从而实现了气-液-固三相反应的混合均匀性以及高效传质。同时，这种搅拌器还有自我研磨、再混合等功能，能避免结垢、磨损等产生。
（5）螺旋式搅拌器
螺旋式搅拌器常用于高剪切的混合反应过程，通常安装在底部，以便产生强制性的环绕式搅拌。
2. 搅拌器选型
针对环己烷氧化反应器的气-液-固三相反应系统，鸟笼式搅拌器是最为适用的一种选择。鸟笼式搅拌器能够高效地混合反应物体系，稳定反应温度，保证反应效率。
3. 搅拌器运转原理
搅拌器常见的运转原理是常规搅拌和高剪切搅拌。常规搅拌主要包括框架式、轴向式和径向式搅拌器，其运转原理是旋转扰动反应物体系，以使体系混合均匀。高剪切搅拌是指使用高剪切力扰动体系，使体系中的颗粒抛到反应器壁上，然后再回到反应物里完成混合。通过以上的搅拌运转原理，确保反应体系中的气体、液体和固体能够混合均匀，进而保证反应效果的稳定性。
4. 搅拌参数控制
通过控制搅拌参数，调控气-液-固三相反应的好氧条件，从而提高反应效率。具体来说，搅拌参数控制包括转速、搅拌方式、搅拌器类型、混合时间、体系初始含固量、反应温度等方面。
（1）转速
反应体系中的颗粒大小、密度、液体在反应系统中的粘度都会影响搅拌器的转速。一般转速会在1-10 rpm之间。
（2）搅拌方式
不同的搅拌方式有不同的功率消耗和混合效率，对于氧化还原反应，常规搅拌可以保证物料的混合均匀性，高剪切搅拌则可更好地达到高速混合的目标。
（3）搅拌器类型
对于气-液-固三相反应，鸟笼式搅拌器最为适合，可以保证反应体系的混合均匀性，并且稳定反应温度，避免了反应过程中微粒的存在。
（4）混合时间
混合时间依据实际反应物体系来定。过短的混合时间会引起反应不充分，而过长的混合时间会造成能量的过度耗费。
（5）体系初始含固量
氧化反应一般存在固体颗粒参与反应。过高的含固量会造成搅拌器负载过大，从而导致搅拌运转不稳，影响混合效果。
（6）反应温度
反应温度很大程度上影响反应的速率和反应物的转化率。常规反应温度在90℃-100℃之间。
综上所述，尽管不同类型的搅拌器在稳定反应条件、混合效率、传质、温度等方面都有自己的优劣势，鸟笼式搅拌器是最为适用的选择。通过对搅拌参数的控制，可以实现气-液-固三相反应通量、混合均匀度、反应速率、反应效率等方面的优化。