本浆态床反应器在精细化工中具有重要的应用,其定量模拟和放大设计缺少有效方法。课题组通过在CFD模拟中引入群平衡(PBM)模型,发展模型化新方法,从机理上考虑多尺度特性和三传一反强耦合行为。基于数值模拟和定量分析,提出反应器新结构并形成反应器核心技术。进一步针对精细化工过程,结合反应器技术与催化工艺相结合,开发多项重要的化工产业化新技术。
Slurry bed reactor has important applications in fine chemical industry, but there is a lack of effective methods for quantitative simulation and scale-up design. By introducing the group equilibrium (PBM) model into the CFD simulation, we developed a new modeling method, which considered the multi-scale characteristics and the strong coupling of transport and reaction. Several new reactor structures are proposed based on numerical simulation and quantitative analysis for industrialization of fine chemical process.
代表性技术如下:
(1)橡胶促进剂DM合成塔式连续反应器技术
利用多级逆流显著提高反应器效率,通过混流喷嘴实现低气速下强化气液传质和均匀混合
(2)盐酸羟胺催化法连续生产技术
该技术经过石化联合会技术鉴定达到国际领先水平,项目是德州 2018年5大重点项目。
(3)硫酸二甲酯连续生产技术
该技术采用多级逆流反应器,效率大幅度提高。 建成首套5万t/年硫酸二甲酯工业装置,总体达到国际先进水平。
(4)甲基丙烯醛直接合成MMA反应器技术
该技术实现浓度、温度分布的分区调控,通过调控流场实现了催化剂均匀分布,并通过在线液固分离器设计实现催化剂简便分离。
获奖:
2013 中国石油和化学工业联合会科技进步奖
专利:
一种多级反应器,200620119377.X
一种强混合反应器,202020180500.9
含一氧化碳原料气发酵制含氧有机物的发酵反应器及方法, 202110162654.4
一种用于连续化生产聚碳酸酯低聚物的反应器和工艺,202010099824.4
代表性论文:
AIChE Journal. 2006;52(1):125-140.
AIChE Journal. 2015;61(4):1391-1403
Chemical Engineering Science. 2017;157:107-115.
Chemical Engineering Science. 2017;170:251-262.
Chemical Engineering Science. 2018;192:714-724.
Chemical Engineering Journal. 2020;386:121484.
Chemical Engineering Science. 2020;219:115514.