鼓泡床内乙烯-苯体系气泡参数的研究.pdfVIP

-170· 化 学 世 界 2006年 ．鼓泡床内乙烯-苯体系气泡参数研究 卞太锋，王玉华，吴勇强，朱学栋+ (华东理工大学联合反应工程重点实验室，上海200237) 关键词：气泡直径；气液传质面积；鼓泡床 随国内苯乙烯市场需求增加，各地纷纷划新建 mln的常温常压、苯内部循环实验条件下，不同时间 或扩建苯乙烯装置，且装置规模有不断扩大的趋 段测定的气泡当量直径d沿塔高方向分布如图2所 势…。在苯乙烯装置中，液相分子筛法合成乙苯是 示。由图可知，在同一时刻的气泡当量直径沿塔高 较为先进的技术旧J，工艺中采用多床层烷基化反应 增加方向逐渐减小，在塔高0—0。3m间，变化尤为 器，乙烯在反应器内均匀分布、并在上升的最短距离 明显，吸收时间为60min时，气泡直径由5mm减小 内与苯混合和溶解成为大型化开发的关键。但国内 到2．5ID_nl。这是因为在塔高0—0．3Ill间，苯对乙 外未见对乙烯在苯溶液内的溶解吸收过程的研究报 烯的吸收和气泡破裂行为同时起作用峰J，导致气泡 道。本文以乙烯一苯系统为对象，在常温常压下采用 直径迅速减小。在塔高0．3一O．9m间，使气泡直径 单孔式金属进气管的鼓泡床反应器研究了苯溶解乙 逐渐减小的原因主要是苯对乙烯的吸收作用。 烯过程的气泡直径和气液传质面积的变化，为进一 步研究气液传质特性打下基础。 1实验部分 mm×60 实验装置如图1所示。吸收塔为54 mm×1000mill的透明玻璃柱，柱体下部为单孔金属 进气管。测定时打开减压阀向反应器内通入乙烯并 调节流量，当气泡进入反应器后开始计时∞】，用佳 能A95CCD照相机定时拍摄气泡图像，采用图像处 理软件对气泡图像进行处理，并用图像分析软件测 图2．气泡当量直径沿塔高方向的分布 量气泡直径【‘】，计算气液传质面积F。即所有的气泡 mm 口=118．5mL／min。dk=O．8 表面积之和。 由图2可知，随时间增加，在同一塔高处的气泡 直径呈增大趋势，在大约300min时变化趋势减慢。 这是因为乙烯浓度随时间增加而增大，苯对乙烯的 吸收作用减弱，300rain后液体中乙烯浓度达到饱 和，塔高O．3—0．9m之问的气泡直径大小在4．3— 4．5mm之间，变化不大。 2．2吸收时间对气液传质面积的影响 在进气孔径d。为1．0mm、不同乙烯流量下，气 液传质面积只随吸收时间t的变化如图3所示。 min 在乙烯流量Q为118．5mL／min条件下，t为20 时的传质面积为0．0039m