基于本质安全的微反应器中苯乙烯聚合的数值模拟

发布时间：2018-07-27 11:11

【摘要】：重大化工事故往往是由多米诺效应引发的一连串故障而导致的。为实现苯乙烯聚合反应的本质安全,采用本质安全设计原则,设计了T型微反应器以替换传统釜式反应器。先通过计算流体力学(CFD)方法建立了三维稳态模型,再通过UDF(User Defined Functions)添加组分输运方程源项和能量方程源项,对苯乙烯自由基聚合反应进行了数值模拟,研究在微尺度条件下,反应温度、混合反应管道长度及形状对反应结果的影响。结果表明:由于微反应器可提高传热传质效率,在一定范围内反应温度可以控制在3 K以内;反应管道由0.15 m增长至1.5 m后,转化率可提高2倍左右;0.15 m直管形状改进为螺旋状后,转化率可至少提升4%。
[Abstract]:Major chemical accidents are often caused by a series of failures caused by the domino effect. In order to realize the essential safety of styrene polymerization, a T-type microreactor was designed to replace the traditional reactor. The three-dimensional steady-state model was established by computational fluid dynamics (CFD) method, and then the free radical polymerization of styrene was numerically simulated by adding component transport equation source term and energy equation source term to UDF (User Defined Functions). The effect of reaction temperature, length and shape of the mixed reaction tube on the reaction results. The results show that the reaction temperature can be controlled within 3 K in a certain range because the heat and mass transfer efficiency can be improved by microreactor, and the reaction pipe can be increased from 0.15 m to 1.5 m. The conversion rate can be increased by about 2 times and the shape of 0.15m straight pipe is improved to spiral shape, the conversion rate can be increased by at least 4 times.
【作者单位】： 南京工业大学安全科学与工程学院江苏省危险化学品本质安全与控制技术重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目(21436006) 江苏省自然科学基金项目(BK20141457) 江苏省"333"工程(BRA2015313)
【分类号】：TQ086;TQ325.2

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本文编号：2147636