微孔射流毛细管反应器内液-液两相传质和反应选择性

摘要

微反应技术在化工过程强化领域已得到广泛应用,尤其适用于快速复杂竞争反应体系。对于液-液两相快速竞争反应,反应过程受传质限制,显著影响反应转化率和收率。本文开发了一种新型的微孔射流毛细管反应器(MJCM),采用微孔射流强化进口处液-液两相传质性能,分别采用水-苯甲酸-煤油体系和水-氢氧化钠-甲苯-苯甲酸-氯乙酸乙酯体系研究了不同操作参数(流量、流量比、表面活性剂浓度、温度)和结构参数(孔径、管长)下液-液两相传质特性和反应选择性,并获得了舍伍德数Sh的关联式。结果表明:随着两相流量的增加,传质效率E呈下降趋势,总体积传质系数k_(L)a呈增加趋势,反应选择性指数Xs则先减小后增大;孔径的增大则会减弱液液传质和反应选择性;随着毛细管长的增加,E和X_(s)逐渐增大,k_(L)a则逐渐减小;水相-有机相流量比的变化对E和k_(L)a会产生不同影响,而温度的适当升高则可以提升反应选择性,表面活性剂的加入降低了传质和反应选择性。与其他液液传质设备对比,MJCM在液-液两相传质、反应选择性方面性能良好,可以用于工业生产进行液液传质与反应过程的强化。