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摘要
针对工业生产装置扩能时，搅拌反应釜放大效应影响产品性质的问题，采用计算流体力学(CFD)软件Fluent对NaAlO2-Al2(SO4)3法生产拟薄水铝石实验室小型反应釜、工业一倍体积反应釜和二倍体积反应釜3种规模的反应釜进行数值模拟。在实验室小型反应釜上考察了物料流变性、宏观混合时间和反应釜高径比的影响，结合试验结果和反应机理分析发现，为获得大孔体积的拟薄水铝石产品，反应釜中流型需保证加料处的快速混合，并保证加料处的高过饱和度以及釜下部的较低过饱和度。模拟计算结果表明，工业一倍体积反应釜内没有形成加料处强混合和釜下部的局部快速循环，二倍体积反应釜内形成了加料处强混合和釜下部的局部快速循环。工业生产结果表明，二倍体积反应釜所得产品的孔体积优于一倍体积反应釜。进而，在进行四倍体积反应釜的放大时，以二倍体积反应釜的流场特征为基础，通过数值模拟方法对四倍体积反应釜的高径比、搅拌器形状和大小、釜体结构以及挡板安装方式等参数进行优化，计算出四倍体积反应釜及其内构件的尺寸，并据此设计制造了四倍体积反应釜，并在中国石化催化剂有限公司长岭分公司工业装置上进行了工业试验。结果表明，在相同工艺条件下，四倍体积反应釜的产品孔体积与二倍体积反应釜产品的基本相同，解决了反应釜的放大效应问题。
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单位中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院; 中国石化催化剂有限公司; 中国科学院过程工程研究所
