TDI生產(chǎn)中焦油沉積過程的CFD模擬.pdf

1、隨著聚氨酯行業(yè)的發(fā)展，TDI的市場需求量迅速增長，TDI生產(chǎn)行業(yè)也得到了快速的發(fā)展。目前TDI生產(chǎn)行業(yè)中運(yùn)用的主要是液相光氣法，該法在生產(chǎn)中使用有毒性的光氣作原料，并有DNT、TNT等中間產(chǎn)物產(chǎn)生，因此確保工業(yè)的安全生產(chǎn)顯得尤為重要;而在TDI生產(chǎn)中會(huì)有粘度大的副產(chǎn)物焦油產(chǎn)生，焦油極易在管路壁面發(fā)生沉積，造成輸送管路的堵塞，給生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的隱患。為此對(duì)焦油在管路中的沉積過程進(jìn)行研究具有重要的意義。
　　本文基于焦油粘

2、度大、分子量大、難分解、易粘附的特點(diǎn)，運(yùn)用多相流數(shù)值模擬的方法，利用Fluent軟件對(duì)輸送管路中焦油組分的沉積過程進(jìn)行了模擬，得到了焦油在管路內(nèi)的沉積規(guī)律;考察流速、管徑、管壁粗糙度等參數(shù)對(duì)焦油的沉積的影響;并進(jìn)一步對(duì)已沉積管路進(jìn)行水力清洗及不同流速下的清洗模擬，分析了水力清洗的可行性;這些為工業(yè)生產(chǎn)中減少焦油沉積及管路清洗提供了一定的理論基礎(chǔ)。
　　1.采用兩相流模型，在速度入口、壓力出口及壁面邊界條件下，運(yùn)用Mixture模型

3、對(duì)連續(xù)流動(dòng)下管內(nèi)焦油的沉積過程進(jìn)行模擬，模擬了1％焦油體積分?jǐn)?shù)下在公稱直徑為100mm的管內(nèi)的沉積過程;并考察了液液兩相流與液固兩相流兩種模型下焦油的沉積狀況，獲得的結(jié)論如下:
　　(1)焦油的沉積主要發(fā)生在管路的入口附近;在沉積初始時(shí)沉積層增長率較大;當(dāng)沉積層達(dá)到一定厚度后，焦油沉積層在管路軸向上的增長速率較徑向的增長速率大。
　　(2)通過在液液兩相流模型與液固兩相流模型下，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物在管路中的流動(dòng)進(jìn)行模擬比較，發(fā)現(xiàn)液液

4、兩相流模型能更好的反映實(shí)際生產(chǎn)中焦油的沉積過程。
　　2.運(yùn)用控制變量法，探討了液液兩相流模型下流速、管徑、壁面粗糙度等參數(shù)對(duì)焦油在管壁上沉積狀況的影響規(guī)律，結(jié)果表明:流速越小、管內(nèi)徑越小、管壁粗糙度越大、外界溫度越低焦油在管壁的沉積越明顯。
　　3.對(duì)已形成焦油沉積層的管路在速度入口、壓力出口的邊界條件下進(jìn)行清洗模擬，發(fā)現(xiàn)水力清洗的可行性;同時(shí)比較了不同流速下的水力清洗效果，并結(jié)合時(shí)間、用水量進(jìn)行綜合考慮，比較選擇出合適的