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莰烯与醋酸酯化反应合成乙酸异龙脑酯是以松节油为原料合成樟脑的关键步骤,但该反应是一个较强的放热反应,反应器温度控制不均匀会导致异莰酯含量高,影响最终樟脑产品质量。此外,该反应中催化剂会因表面活性中心被反应过程生成的大分子聚合物覆盖而逐渐失去活性。传统的生产工艺一般采用间歇釜或固定床来生产乙酸异龙脑酯,但温度分布不均匀、副产物浓度高以及催化剂易失活等难题一直未解决。因此,本文拟采用一类新型的反应器——振荡流反应器(Oscillatory Flow Reactor,OFR)解决以上问题。OFR能显著提高物料的混合程度,具有良好的传质和传热特性,在连续操作状态下具有接近于平推流的停留时间分布,且工艺过程容易控制。但目前关于OFR中固液两相体系的相关基础研究未见文献报道。本文首次对管式振荡流固液两相体系(固体颗粒直径0.6-0.85mm)的停留时间分布和传热进行研究,并在此基础上将OFR应用于莰烯与醋酸酯化的反应过程,具体内容如下所述:(1)研究净流速、振荡条件和固体颗粒体积分数对固液两相体系中液体的停留时间分布的影响,采用多釜串联模型的串联釜数评价停留时间分布。实验表明,净流速越大、振荡强度较小时,串联釜数越大,越趋于平推流情况。此外,颗粒的加入使体系变得更加复杂,流体流动受阻碍,返混更大,导致体系偏离平推流。(2)研究净流速、振荡条件和固体颗粒体积分数对固液两相体系在管壳式振荡流反应器中传热的影响,采用无量纲数努塞尔数评价传热效果。实验表明,努塞尔数随净流速增大而增大,随速率比ψ的增大先增大后减小,再趋于稳定,在ψ=3出现极值,传热效果最好。振荡强度处于较低水平时(2654
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