多相搅拌槽反应器的设计、放大和优化项目

技术简介及特点：研究、设计和开发气-液-液和液-液-固等三相搅拌槽反应器，液-液和液-固等两相搅拌槽反应器，新型的表面曝气型气-液和气-液-固反应器等，并开展了相关的技术咨询与服务。搅拌反应器是最常用的工业多相反应器，课题组研究了多相流动和传递的机理，建立搅拌反应器的数学模型，数值模拟了反应器内的流动、混合、传递和反应，包括反应器的宏观流场、功率耗散、流速、气体和固相的相含率分布等。对气液和气液固搅拌反应器的设计和优化有较好的研究积累，包括搅拌桨类型选择、搅拌桨组合方式、气体分布器的设计、挡板类型及设计、进料位置与方式、出料位置与方式、转速大小调控等。
获得2009年国家自然科学奖二等奖“多相体系的化学反应工程和反应器的基础研究及应用”、2009年中国石油和化学工业协会技术发明奖1等奖“基于数值模拟的多相搅拌槽反应器设计和工业应用”、2006年中国石油和化学工业协会科技进步奖1等奖“多相体系的化学反应工程和反应器的应用基础研究”。
 
专利及进展情况：已申请或授权20多项关于改进搅拌效率、增强传质效果的新型搅拌装置，如向心桨、组合式表面曝气桨、自旋自浮挡板、非对称型表面曝气桨、叶片型表面曝气桨、自旋导流装置、新型多层桨等专利。新型表面曝气桨能有效增大吸气量和液体泵送能力，使搅拌槽利用反应气体更充分，减少过量气体回收、分离和循环费用。
中石化总公司鉴定成果1项：“SNIA己内酰胺反应器分布器及搅拌桨优化改造”。改造了苯甲酸加氢反应器（气液固）、甲苯氧化反应器（气液固）、酰胺化反应器（汽液液）等10多套工业反应器，提高了反应收率、减少副产物排放，降低设备腐蚀，消除了长周期安全生产瓶颈，每年增加经济效益数千万元。

产业化前景分析： 应用领域：化工、冶金、石化、生化、制药、环境工程。直接应用于生产，已在大型石化企业应用。可以改造现有工业反应器、实现技术提升，也可以为新工艺设计新型高效搅拌反应器。