微小通道反应器有效限制了甲苯氧化链式反应的气液反应空间,是安全、高效的反应设备。本项目研究了甲苯液相空气氧化、纯氧氧化的化学反应动力学、宏观动力学等基础反应工程问题,分析和测试了氧气分压对反应过程的影响规律。测定了氧气在甲苯液体中的溶解度,建立了甲苯反应温度下氧气溶解度计算的模型。根据微小通道反应器的特征,测定了壁面效应对链式氧化反应的影响,为微小通道反应器用于甲苯氧化提供了基础数据。对气体在微孔曝气状况下的气泡形成分布行为和力平衡模型的分析,建立了一套模拟微小通道反应器多孔曝气装置气泡形成和原始气泡尺寸的计算方法。建立了一套直径2毫米长33米的微管反应器,并对管内流动特性和停留时间分布进行了研究,测定了不同压力温度及流速下的停留时间,根据停留时间分布变化规律建立了一套模拟管内流型变化的数学模型,考察了周期压力流量变化对气泡流动的影响规律。在这一反应器中,进行了甲苯纯氧氧化的反应研究,实验证明,微管反应器是高效的反应装置。本研究的工作拓展还对均三甲苯氧化进行了反应工艺条件研究和动力学研究。培养博士生4人、硕士生6人。累计己完成论文11篇,己正式发表论文8篇,其中SCI/EI论文4篇。
英文主题词liquid oxidation, toluene, mini-channel reactor, micropore sparger