高速分散反應(yīng)器傳質(zhì)性能的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、聚合反應(yīng)結(jié)束階段，產(chǎn)物中存有揮發(fā)性組分，這些組分包括未反應(yīng)的單體、因副反應(yīng)產(chǎn)生的二聚體、以及原料中所含有的揮發(fā)性氣體。揮發(fā)性組分的存在可能影響聚合物的性質(zhì)以及產(chǎn)品的質(zhì)量，所以在聚合物的生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)脫除揮發(fā)性組分，該過(guò)程過(guò)程稱之為脫揮。聚合物的脫揮裝置種類繁多，如閃蒸罐、螺桿擠出機(jī)等，大部分脫揮設(shè)備存在能耗高，適用的揮發(fā)分含量范圍窄等缺點(diǎn)。而本文中所使用脫揮設(shè)備為高速分散反應(yīng)器中，其設(shè)備中的轉(zhuǎn)子會(huì)通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)從而形成強(qiáng)大的剪切力，從

2、而強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程，增加傳質(zhì)的效率，是一種新型的脫揮設(shè)備。
　　本文以糖漿模擬高粘度聚合物，丙酮為揮發(fā)分，對(duì)不同壓力、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、丙酮初始濃度、進(jìn)料量以及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)下的高速脫揮反應(yīng)器的脫揮性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)裝置的尺寸和工業(yè)裝置接近，通過(guò)使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)試進(jìn)入轉(zhuǎn)子前后物料中丙酮的含量計(jì)算出脫揮率，得到設(shè)備的傳質(zhì)性能以及脫揮率隨實(shí)驗(yàn)變量的變化規(guī)律。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:利用正交實(shí)驗(yàn)，得到實(shí)驗(yàn)因素對(duì)因變量的影響順序如下:壓力

3、＞轉(zhuǎn)速＞初始濃度＞進(jìn)料量;當(dāng)轉(zhuǎn)速、進(jìn)料量和初始濃度相同的時(shí)候，脫揮率隨著絕對(duì)壓力的減小而增加，隨著絕對(duì)壓力的增加，脫揮率減小的趨勢(shì)減緩;當(dāng)壓力、初始濃度和進(jìn)料量相同時(shí)，在單級(jí)高速分散反應(yīng)器中，一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，脫揮率隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，然而三級(jí)高速反應(yīng)器中，轉(zhuǎn)速對(duì)脫揮率的影響存在一個(gè)極大值，當(dāng)轉(zhuǎn)速小于極大值，脫揮率隨著轉(zhuǎn)速的增加而增加，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)極大值，脫揮率會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的增加而降低。當(dāng)壓力、轉(zhuǎn)速、進(jìn)料量相同的時(shí)候，脫揮率隨著初始濃度的減

4、小而減小。當(dāng)壓力、轉(zhuǎn)速、初始濃度相同的時(shí)候，脫揮率隨著進(jìn)料量的增加而降低，但是隨著轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)料量對(duì)脫揮率的影響的規(guī)律不盡相同:單級(jí)高速分散反應(yīng)器中，300 r/min與1500 r/min轉(zhuǎn)速下，脫揮率隨著進(jìn)料量的增加而明顯降低;然而在三級(jí)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1500 r/min時(shí)，脫揮率并沒(méi)有隨著進(jìn)料量的變化而明顯變化。在一定壓力、轉(zhuǎn)速、初始濃度和進(jìn)料量下，脫揮率會(huì)隨著轉(zhuǎn)子級(jí)數(shù)的改變而改變，三級(jí)高速分散反應(yīng)器的脫揮率高于單級(jí)高速