適用于含能化合物的反應器設計策略及其應用研究.pdf

1、含能化合物合成過程中常常涉及強放熱反應過程，反應放熱量大，且放熱迅速。如果反應器內熱量不能及時移出，會導致反應熱的積蓄，不僅會產生大量副產物，甚至會引發(fā)反應失控，發(fā)生安全問題，為了保證含能化合物制備過程的安全，在反應原料和工藝條件確定之后，反應器的安全設計十分關鍵。本文對適用于含能化合物合成過程的釜式和管式反應器的設計過程、策略進行了研究，以期達到降低安全隱患，保障生產安全的目標。主要工作內容如下:
　　(1)對八種不同攪拌槳的冷

2、模實驗進行研究，比較了不同槳型及安裝組合形式下的攪拌效果。結合流體力學軟件FLUENT模擬，對四斜葉槳(PBTD45)的徑向及軸向影響范圍進行了研究，模擬結果與冷模實驗結果相符，驗證了模擬過程的可靠性，為攪拌槳的放大設計提供了重要依據。
　　(2)將化工過程本質安全設計中的強化、最小化、提高可靠性、限制影響原則應用到硝化反應釜設計中，以期達到降低反應熱危險、降低危險發(fā)生概率、提高反應釜本質安全特性的目標。通過參考常規(guī)設計手冊并結合

3、硝化反應的特殊性及工程經驗，提出了硝化反應釜設計的優(yōu)化流程。重點介紹了攪拌系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設計，結合流體力學軟件FLUENT模擬結果，優(yōu)化了攪拌槳的形式，強化了釜內流體流動，給出了選擇攪拌槳槳徑的方法，提出了與常規(guī)設計經驗相比更加細化的設計參數。根據研究結果，設計了適用于某含能化合物10kg級中試過程的硝化反應釜，該硝化反應釜運行效果良好。
　　(3)對某含能化合物10kg級中試過程中的其他反應釜（水解釜、混合釜）進行了設計，中試