铜酞菁合成反应体系搅拌及混合特性研究

发布时间：2021-05-19 02:09

　　铜酞菁（CuPc）是重要的蓝色有机颜料。在工业生产中,铜酞菁主要以溶剂法在反应釜中间歇生产。为提高生产效率,通常使用两步法生产工艺。缩合反应釜中的反应情况复杂,同时存在固-液-气三相,需要良好的分散及物料循环效果,且反应装置的搅拌扭矩会随着反应的进行发生剧烈变化,因此对搅拌装置的设计以及操作条件有一定的要求。本研究通过自行设计并制作铜酞菁合成反应装置,测定了不同实验条件下PBT-4桨的功率特性曲线,与永田进治提出的关联式计算出的理论值进行比较,并研究了该桨型搅拌气-液两相体系过程中通气量对搅拌功率以及RPD的影响。研究了缩合釜中不同条件下的反应过程以及搅拌功率消耗等特性,并以实验中的数据为基础进行了放大计算。研究了铜酞菁-烷基苯溶剂混合体系的流变性。主要研究结果如下:在反应过程中,搅拌功率的剧烈变化是由釜内物料相态与表观粘度的变化所导致的。表观粘度越高,雷诺数越低,则搅拌功率越高。PBT-4桨在挡板条件下操作时,在同一雷诺数下的功率准数随搅拌桨层数的增加及液位的升高而增大。在低雷诺数下,功率准数理论值远低于实验值;随着雷诺数的增大,两者逐渐接近;超过一定数值后,理论值开始高于实验值。三... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 文献综述
    1.1 铜酞菁简介
        1.1.1 铜酞菁
        1.1.2 铜酞菁结构与性质
    1.2 铜酞菁合成工艺
        1.2.1 合成机理
        1.2.2 固相法
        1.2.3 溶剂法
    1.3 铜酞菁溶剂法合成工艺
        1.3.1 工艺流程简介
        1.3.2 缩合反应分析
        1.3.3 缩合釜搅拌行为分析
    1.4 搅拌功率与功率曲线
    1.5 非均相物系搅拌过程
        1.5.1 固-液两相分散
        1.5.2 气-液两相分散
        1.5.3 固-液-气三相搅拌
    1.6 课题研究意义
第二章 实验部分
    2.1 实验材料
    2.2 仪器及装置
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验装置
    2.3 实验步骤
        2.3.1 合成实验
        2.3.2 搅拌桨功率曲线
        2.3.3 气-液分散与搅拌功率
        2.3.4 固-液两相浆体流变特性
    2.4 数据处理
        2.4.1 空载扭矩
        2.4.2 表观粘度法
第三章 结果与讨论
    3.1 反应体系相态分析
    3.2 搅拌桨功率曲线
    3.3 搅拌桨形式的影响
    3.4 搅拌强度的影响
    3.5 反应体系的流变特性
    3.6 通气量对搅拌功率的影响
    3.7 缩合釜搅拌工艺放大计算
第四章 结论与展望
    4.1 主要结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]Gas dispersion and solid suspension in a three-phase stirred tank with triple impellers[J]. Hanbin Wang,Zhengming Gao,Bingjie Wang,Yuyun Bao,Ziqi Cai.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2020(05)
[2]Torque and bending moment acting on a flexible shaft agitated by disk turbines in a gas–liquid stirred vessel[J]. Yangyang Liang,Zhengming Gao,Dai’en Shi,Haotian Li,Yuyun Bao,Ziqi Cai.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(04)
[3]Experimental study of power consumption, local characteristics distributions and homogenization energy in gas–liquid stirred tank reactors[J]. Facheng Qiu,Zuohua Liu,Renlong Liu,Xuejun Quan,Changyuan Tao,Yundong Wang.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(02)
[4]联合化疗与光动力治疗于一体的水溶性铜（Ⅱ）、镍（Ⅱ）酞菁的合成及体外抗癌活性[J]. 潘佳宝,陈曦,方文娟,刘伟,于光伟.  无机化学学报. 2018(05)
[5]铜酞菁的合成方法研究[J]. 谢进标,章少敏,郑少琴.  广东化工. 2016(24)
[6]搅拌不同粘度溶液的搅拌器选择[J]. 马小欣.  中国新技术新产品. 2016(07)
[7]双层错位涡轮桨搅拌槽内的气液混合（英文）[J]. 杨锋苓,周慎杰,安笑辉.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(11)
[8]宽粘度域搅拌器的开发及其研究进展[J]. 陈明强,刘景亮,钱路燕,张义堃,刘宝庆.  化工机械. 2014(01)
[9]酞菁蓝颜料的合成改进与性能研究[J]. 张新建,张舜,吕彤,杨林燕.  涂料工业. 2014(02)
[10]有机颜料制备物及预分散技术的应用[J]. 周春隆.  涂料技术与文摘. 2012(09)

博士论文
[1]错位桨搅拌假塑性流体流动与混合特性研究[D]. 栾德玉.山东大学 2012

硕士论文
[1]复杂流变体系搅拌功率和混合特性的实验研究[D]. 刘峻溪.北京化工大学 2017
[2]剪切变稀体系下双轴组合搅拌桨的气液分散、传质和混合特性研究[D]. 王曼曼.浙江大学 2016
[3]温敏两亲性接枝共聚物HPAM-g-P（NIPA-co-DMAM）的合成及性能研究[D]. 蔡超.天津大学 2004



本文编号：3194906