《表2 大型气液分布器结构参数》

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《大型气液同轴喷射分布器数学模拟》

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PX液相氧化反应是以醋酸为溶剂，醋酸钴、醋酸锰为催化剂，溴化物为促进剂，空气为氧化剂的反应过程。氧化反应在高温高压下进行，是气液固三相反应，由复杂的串联反应和副反应组成，产物固体对苯二甲酸易在分布器孔口产生结疤和堵塞。综合实验研究与工业操作经验，分布器气体喷嘴直径应大于20 mm，喷射气速大于30 m/s，才能长期稳定操作。所设计的分布器如图4所示，其中，图4 (a）为分布环管管径均一的分布器，图4 (b）为气体分布环管管径不同的分布器。分布器包括双层三环结构，上层为气体分布器（空气）、下层为液体分布器（PX和醋酸），下层液体喷嘴垂直穿过上层气体分布器环形管与气体喷嘴组成同轴喷嘴。气液分布器都采用3个上下叠合的环形管道输送物料，向上的同轴喷嘴等间距分布在环形管上方。气体和液体物料分别通过4个对称的主进料管进入，再分配到各圈环形的气体或液体分布管。根据金涌等[23]的实验研究，喷嘴长度应大于3.8倍喷嘴直径以保证气体喷射方向竖直向上，本工作取气体喷射管高度为其4倍管径。为避免结疤，同轴喷射管的液体喷嘴顶部略低于气体上喷嘴顶部，以便利用液体喷射清除孔口结疤，二者的高度差取2倍液体喷嘴直径。此外，气、液环形管还在底部开设有少量向下喷嘴，用于排出进入分布管中的固体与液体物料。图4所示的分布器设计方案同时考虑了气液均布、气液传质强化和防止结疤等多种要求，适合于PX液相氧化苛刻的工业应用条件。图4 (a）分布器的结构参数列于表2。