一种釜式反应器放大效应测定集成实验系统的制作方法

本发明属于反应器分析技术领域，涉及反应器放大技术，具体是涉及一种釜式反应器放大效应测定集成实验系统。

背景技术：

化工过程伴随着质量、热量和动量传递发生，随着规模的改变，生产设备材质、原料规格、生产工艺条件、生产方式、产品收率等都将发生改变，尤其是工艺条件与产品收率和实验室结果差别较大，这归因于“放大效应”。在化工过程的开发中，只要反应过程的“放大效应”问题解决了，其他单元操作过程即可迎刃而解。因此，化工放大重点研究反应器的放大准则，即放大过程中需要保持恒定的参数。反应器放大准则研究，这可以说是“化学”到“化工”的一个重要桥梁。釜式反应器是应用最广的一类反应器，可用于间歇反应，也可用于连续反应，在现有的涉及釜式反应器的实验装置中，未见有集成式的釜式反应器放大准则检测的实验系统，因此，开发一种釜式反应器放大准则测定集成实验系统，对于釜式反应器放大过程的参数确定以及不同放大准则对反应器放大过程的影响规律的探索在理论及工程上有着重要的意义。

技术实现要素：

本发明公开一种釜式反应器放大效应测定集成实验系统。该系统能够在不同的搅拌条件下测定不同物料在逐级放大的釜式反应器中的停留时间分布，由此测定釜式反应器不同放大准则对放大效应的影响。

与现有技术相比，本发明具有如下显著特点：（1）通过测定几何结构相似，进出料位置相同的三个釜式反应器的停留时间分布函数，即可得到不同反应体系在釜式反应器中的放大准则，操作便利，实验思路先进，大大降低了实验过程物料的损耗；（2）通过储水箱的设置，使得在进口物料的电导率始终保持稳定，有效减小了实验数据的波动，提高了实验数据的有效性；（3）通过溢流方式通过电导率探头，即可以有效避免面死区的形成，又可控制釜内反应物料的液位，从而改变反应器放大倍数；（4）水泵出口设置有循环支路，使得一台水泵满足三个反应器对不同数量级的进料流量的需求，结构简单、操作便捷。（5）所有实验设备一体化，电源、水泵、电导率、搅拌器的开关集成于控制面板上，功能分区合理，外观简约大方。

附图说明

图1是本发明提供的一种釜式反应器放大效应测定集成实验系统示意图。图中：1-电导率显示器，2-电源开关，3-小型流量计，4-中型流量计，5-大型流量计，6-小反应釜，7-中反应釜，8-大反应釜，9-电导率检测探头a，10-电导率检测探头b，11-电导率检测探头c，12-搅拌器a，13-搅拌器b，14-搅拌器c，15-降液管a，16-降液管b，17-阀门，18-水泵，19-储水箱，20-带刹车脚轮，21-操作台。以下结合实施例对图1作进一步阐述。

具体实施方式

以下结合但不限于实施例阐述本发明具体实施方式

实施例1：如图1所示，本发明所述的一种釜式反应器放大效应测定集成实验系统，包括包括控制面板，控制面板上设有电导率显示器（1）、系统电源开关（2）、小型流量计（3）、中型流量计（4）。包括三个搅拌釜式反应器，分别是容积1l的小型反应器（6）、容积5l的中型反应器（7）与容积50l的大型反应器（8），小型反应器（6）进口设置有小型流量计（3），中型反应器（7）进口设置有中型流量计（4），大型反应器（8）进口设置有大型流量计（5）；三个搅拌反应器分别配有搅拌器a（12）、搅拌器b（13）、搅拌器c（14）；小型反应器（6）、中型反应器（7）与大型流量计（5）固定在操作台（21）上，大型流量计（5）与大型反应器（8）相邻；操作台（21）下方设有储水箱（19），储水箱内的水通过水泵（18）输送，水泵出口管路分成四条支路，其中一条作为回流管连通储水槽，另三条分别连通三个釜式反应器，每条支路上都设有阀门（17），用以调节流量；实验系统底部安有带刹车脚轮（20），方便调整设备位置。所述小反应器（6）、中反应器（7）、大反应器（8）中，搅拌桨叶长度与釜体直径之比相等且等于0.5，搅拌桨叶离釜底的距离与釜体直径之比相等且等于0.2，进料口都在釜底，出料口距釜底的距离均等于釜体内径，三个釜式反应器满足几何相似。所述小反应器（6）、中反应器（7）、大反应器（8）均采用溢流方式出料，出料口设有电导率检测探头a（9）、电导率检测探头b(10)以及电导率检测探头c（11），出口料液经电导率探头采集完电导率数据后，经降液管a（15）和降液管b（16）排出；电导率探头所在竖直管路，下端进料，上端出料，避免在检测管路内形成流动死区。利用储水槽中的去离子水作为检测物料，可维持进料电导率值恒定。以饱和nacl溶液为示踪剂，采用脉冲法测定进料在釜式反应器中的停留时间分布函数，得到一级反应转化率。通过对比不同放大倍数的反应器的停留时间分布函数，考察反应器放大过程中放大效应，从而得到釜式反应器的放大准则。通过改变进料流量、搅拌转速、放大倍数，可得到在不同工况下的放大效应，以及不同放大准则的有效使用范围。实验者也能通过该套系统掌握反应器放大效应的定义和放大准则的测量方法。本发明不限于上述实施例，其技术方案已在发明内容部分予以说明。

技术特征：

技术总结
一种釜式反应器放大效应测定集成实验系统，通过测定几何结构相似，进出料位置相同的三个釜式反应器的停留时间分布函数，即可得到釜式反应器的放大效应；通过储水箱的设置，使得在进口物料的电导率始终保持稳定，提高了实验数据的有效性；通过溢流方式通过电导率探头，即可以有效避免面死区的形成，又可控制釜内反应物料的液位，从而改变反应器放大倍数；水泵出口设置有循环支路，使得一台水泵满足三个反应器对不同数量级的进料流量的需求，结构简单、操作便捷。所有实验设备一体化，功能分区合理，外观简约大方。实验者能通过该套系统掌握反应器放大效应的定义和放大准则的测量方法。

技术研发人员：李季;蒋炜;唐思扬;余徽;吴潘;程远贵;田文
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2018.09.05
技术公布日：2019.01.04