適用于含能化合物的反應(yīng)器設(shè)計(jì)策略及其應(yīng)用研究.pdf

1、含能化合物合成過(guò)程中常常涉及強(qiáng)放熱反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)放熱量大，且放熱迅速。如果反應(yīng)器內(nèi)熱量不能及時(shí)移出，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)熱的積蓄，不僅會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，甚至?xí)l(fā)反應(yīng)失控，發(fā)生安全問(wèn)題，為了保證含能化合物制備過(guò)程的安全，在反應(yīng)原料和工藝條件確定之后，反應(yīng)器的安全設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。本文對(duì)適用于含能化合物合成過(guò)程的釜式和管式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)過(guò)程、策略進(jìn)行了研究，以期達(dá)到降低安全隱患，保障生產(chǎn)安全的目標(biāo)。主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)八種不同攪拌槳的冷

2、模實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，比較了不同槳型及安裝組合形式下的攪拌效果。結(jié)合流體力學(xué)軟件FLUENT模擬，對(duì)四斜葉槳(PBTD45)的徑向及軸向影響范圍進(jìn)行了研究，模擬結(jié)果與冷模實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，驗(yàn)證了模擬過(guò)程的可靠性，為攪拌槳的放大設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。
　　(2)將化工過(guò)程本質(zhì)安全設(shè)計(jì)中的強(qiáng)化、最小化、提高可靠性、限制影響原則應(yīng)用到硝化反應(yīng)釜設(shè)計(jì)中，以期達(dá)到降低反應(yīng)熱危險(xiǎn)、降低危險(xiǎn)發(fā)生概率、提高反應(yīng)釜本質(zhì)安全特性的目標(biāo)。通過(guò)參考常規(guī)設(shè)計(jì)手冊(cè)并結(jié)合

3、硝化反應(yīng)的特殊性及工程經(jīng)驗(yàn)，提出了硝化反應(yīng)釜設(shè)計(jì)的優(yōu)化流程。重點(diǎn)介紹了攪拌系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，結(jié)合流體力學(xué)軟件FLUENT模擬結(jié)果，優(yōu)化了攪拌槳的形式，強(qiáng)化了釜內(nèi)流體流動(dòng)，給出了選擇攪拌槳槳徑的方法，提出了與常規(guī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相比更加細(xì)化的設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)研究結(jié)果，設(shè)計(jì)了適用于某含能化合物10kg級(jí)中試過(guò)程的硝化反應(yīng)釜，該硝化反應(yīng)釜運(yùn)行效果良好。
　　(3)對(duì)某含能化合物10kg級(jí)中試過(guò)程中的其他反應(yīng)釜（水解釜、混合釜）進(jìn)行了設(shè)計(jì)，中試