【摘要】：近年來(lái),微通道反應(yīng)器憑借其自身所具有的優(yōu)異的傳熱傳質(zhì)性能、安全性好、過(guò)程易于控制和直接放大等技術(shù)優(yōu)勢(shì)逐漸被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和化工生產(chǎn)等領(lǐng)域,成為未來(lái)化工技術(shù)發(fā)展的主要方向。鈦合金作為一種結(jié)構(gòu)性金屬材料具有許多其他金屬材料無(wú)法替代的優(yōu)良特性,尤其在比強(qiáng)度、耐腐蝕性、耐熱性、耐低溫性能、抗阻尼性能、換熱性能,以及無(wú)磁性、無(wú)毒性方面尤為突出,非常適合作為在腐蝕性、防污染性等方面有著更高要求的反應(yīng)器的主要結(jié)構(gòu)材料。本文中設(shè)計(jì)并制造了一套以鈦合金為主要結(jié)構(gòu)材料的微通道反應(yīng)器,通過(guò)對(duì)鈦合金材料在設(shè)計(jì)和制造微通道反應(yīng)器過(guò)程中出現(xiàn)的一些特殊要求,例如換熱、成型、焊接、檢測(cè)等技術(shù)進(jìn)行研究,并輔助流體模擬,驗(yàn)證微通道反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)合理性和功效性,同時(shí)以自制連續(xù)式微通道反應(yīng)器合成丙烯酸高碳酯作為對(duì)其性能的鑒定評(píng)價(jià)。丙烯酸高碳酯作為一種十分重要的功能性單體,以它的高效合成來(lái)制備聚酯類降凝劑產(chǎn)品,對(duì)于解決我國(guó)目前開(kāi)采的原油大多含蠟量高、凝點(diǎn)高、粘度高、流動(dòng)性差及開(kāi)采和管道運(yùn)輸困難大等難題帶來(lái)希望,具有重大意義。本文開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探索了醇酸摩爾比、反應(yīng)溫度、進(jìn)料流率、催化劑添加量及阻聚劑添加量等因素對(duì)丙烯酸高碳醇酯產(chǎn)量的影響,并對(duì)其進(jìn)行了工藝參數(shù)優(yōu)化,通過(guò)核磁共振、高效液相色譜以及傅里葉變換紅外光譜儀等對(duì)所得產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)本課題上述研究,得出了如下的結(jié)論:1.鈦合金因?yàn)槠鋬?yōu)良的耐蝕性、高比強(qiáng)度等特性,用來(lái)制造微通道反應(yīng)器是非常適宜的;2.微雕銑、擴(kuò)散焊等有針對(duì)性的加工制造手段,符合鈦合金微通道反應(yīng)器的制造要求;通過(guò)數(shù)值模擬可以對(duì)尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)手段的微通道反應(yīng)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供相關(guān)依據(jù);3.微通道反應(yīng)器中催化合成丙烯酸高碳烷基酯時(shí),隨著醇酸摩爾比的減小、油浴加熱溫度的提高、進(jìn)料流率的增大、催化劑添加量的增大以及阻聚劑用量的逐漸增多,所得丙烯酸高碳烷基酯的流率基本上均呈現(xiàn)有先增加后減小的趨勢(shì)。4.在進(jìn)料醇酸摩爾比為1:1.2(mol/mol),高溫循環(huán)器油浴加熱溫度為150℃,催化劑對(duì)甲苯磺酸添加量為高碳醇與丙烯酸總質(zhì)量的0.8%(m/m),阻聚劑對(duì)苯二酚添加量為高碳醇與丙烯酸總質(zhì)量的0.6%(m/m),攜水劑對(duì)二甲苯添加量為高碳醇質(zhì)量的0.8(m/m),進(jìn)料流率為0.3mL/min優(yōu)化工藝條件下,微通道反應(yīng)器催化合成丙烯酸十四酯的流率最大,達(dá)到了388mg/L。5.通過(guò)對(duì)產(chǎn)物的紅外光譜、核磁共振氫譜及核磁共振碳譜圖的分析,證實(shí)了反應(yīng)產(chǎn)物中丙烯酸十四酯的生成。6.丙烯酸高碳酯具有與油品中的蠟晶相似的結(jié)晶形態(tài),這種相似的結(jié)晶形態(tài)有利于相互融合,產(chǎn)生共晶,表現(xiàn)出一定的降凝效果。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ052;TQ225.24
【圖文】：

道反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及加工技術(shù)道反應(yīng)器的設(shè)計(jì)高碳酯的制備工程中，使用的主要原料液有高碳醇及丙烯酸，為碳酯發(fā)生相互聚合或縮聚反應(yīng)，加入適量的阻聚劑對(duì)苯二酚，催甲苯作為高碳醇溶劑與之形成穩(wěn)定體系而不易凝固，整個(gè)物系形的混合程度對(duì)反應(yīng)效率有著非常重要的影響。由此可見(jiàn)：在微管的分散尺度被大幅縮短，為整個(gè)流體的反應(yīng)過(guò)程提供了更加緊密率大大提高，因此，微通道反應(yīng)器的良好混合效果源自于其內(nèi)部液流體流動(dòng)模擬優(yōu)化，本實(shí)驗(yàn)采用多級(jí)直線型 U 型結(jié)構(gòu)微通道。中多級(jí)直線型 U 型結(jié)構(gòu)微通道流體交匯處主要有錯(cuò)流剪切和對(duì)流匯方式如圖 2.1 所示，借助兩種不同的流體交匯方式，強(qiáng)化均相

圖 2.5 微通道鈦單片加工后實(shí)物圖焊接擴(kuò)散焊接的原理與傳統(tǒng)焊接不同，其主要是在一定壓力的條件下，通過(guò)對(duì)兩個(gè)接觸在一起的零部件進(jìn)行熱處理，使零件的外部融化后結(jié)合在一起，在結(jié)合的過(guò)程中，材料的源自會(huì)相互滲透并逐漸擴(kuò)散，使得焊接點(diǎn)的材料強(qiáng)度能夠與基體保持一致。這種焊接方法常用于金屬材料焊接、耐熱合金焊接、符合材料焊接等。對(duì)于常規(guī)熔焊方法無(wú)法焊接的材料，擴(kuò)散焊接均可使用，使其具備非常廣泛的應(yīng)用前景。大量研究結(jié)果表明，擴(kuò)散焊接對(duì)于鈦合金材料具有極強(qiáng)的適用性。該焊接方法比較簡(jiǎn)單，免去了常規(guī)的焊條與釬料，焊接的過(guò)程中也不需要?dú)怏w和焊接劑的輔助，且焊接后的材料表面非常光滑，同時(shí)，質(zhì)量不會(huì)產(chǎn)生變化；零件不會(huì)發(fā)生翹曲以及連接區(qū)的金屬性能不會(huì)發(fā)生變化。鈦合金的擴(kuò)散焊，真空度通�？刂圃� 0.1~1Pa 的焊室內(nèi)進(jìn)行，選擇最佳焊接規(guī)范的原則是，焊接溫度下能否完全熔解鈦合金表面的氧化層，但是又不能過(guò)熱，因?yàn)檫^(guò)分加熱會(huì)使材料相互接觸表面的晶粒粗大，從而降低焊接接頭的塑性和強(qiáng)度。另外，焊前的

第三章 微通道反應(yīng)器中丙烯酸高碳酯的合成運(yùn)行本身而言，則會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)介質(zhì)串流、短路，影響反應(yīng)效果本身的性質(zhì)，導(dǎo)致無(wú)法與鋼材直接進(jìn)行熔化焊接，否則會(huì)在合物，直接導(dǎo)致焊縫發(fā)生斷裂。但是通過(guò)合理的擴(kuò)散焊焊接銅材甚至非金屬材料實(shí)現(xiàn)焊接，大大提高了設(shè)備設(shè)計(jì)和制造特容器制造有限公司已有多年鈦材加工制造經(jīng)驗(yàn)，積累了大等方面經(jīng)驗(yàn)，能夠保證整套微通道反應(yīng)器裝置的結(jié)構(gòu)合理性。兩塊鈦制微通道單片完成擴(kuò)散焊接后，進(jìn)行打壓試驗(yàn)，以打壓圖如圖 2.6 所示。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉冰;楊林濤;劉東;閆士杰;馬駿馳;鄢冬茂;;微通道技術(shù)在精細(xì)化學(xué)品合成中的應(yīng)用[J];染料與染色;2018年06期

2 馬駿馳;楊林濤;劉冰;劉東;閆士杰;鄢冬茂;;靜態(tài)微通道反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用研究進(jìn)展[J];染料與染色;2019年01期

3 鄧大祥;陳小龍;謝炎林;黃青松;;航空航天冷卻微通道制造技術(shù)及應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2017年Z2期

4 李寒羿;韓梅;;微通道反應(yīng)器淺析[J];寧波化工;2018年02期

5 周云龍;楊美;孫振國(guó);;90°Y型匯流下小曲率矩形截面蛇形微通道氣液兩相流動(dòng)特性[J];高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào);2017年01期

6 許旭東;趙丹;丁國(guó)良;胡海濤;;冰箱用微通道冷凝器分相集總參數(shù)模型[J];化工學(xué)報(bào);2016年S2期

7 凌芳;顧小焱;柯德宏;王濤;;微通道反應(yīng)器的發(fā)展研究進(jìn)展[J];上�；�;2017年04期

8 趙秀國(guó);徐新喜;蘇琛;任旭東;孟令帥;;化生顆粒在人體微通道內(nèi)懸浮運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬研究[J];軍事醫(yī)學(xué);2017年06期

9 馬曉燕;劉斌;李曉宇;殷輝;;微通道冷凝器與傳統(tǒng)冷凝器運(yùn)行特性比較[J];制冷與空調(diào)(四川);2015年06期

10 郜幫佶;劉代俊;陳建鈞;;板式微通道的液-液兩相分離作用研究[J];現(xiàn)代化工;2015年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 劉冰;楊林濤;劉東;閆士杰;馬駿馳;鄢冬茂;;微通道技術(shù)在精細(xì)化學(xué)品合成中的應(yīng)用[A];第十五屆全國(guó)染料與染色學(xué)術(shù)研討會(huì)暨信息發(fā)布會(huì)論文集[C];2018年

2 徐元迪;劉趙淼;;Y型微通道內(nèi)微液滴分裂過(guò)程的數(shù)值模擬[A];北京力學(xué)會(huì)第二十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議論文集[C];2017年

3 張成全;施駿業(yè);陳江平;聶圣源;張奎;;微通道冷凝器在家用冰箱中的應(yīng)用研究[A];2015年中國(guó)家用電器技術(shù)大會(huì)論文集[C];2015年

4 胡國(guó)慶;;微通道內(nèi)顆粒匯聚與分離的機(jī)理研究及應(yīng)用[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

5 謝翠麗;;載流彈性微通道流固耦合的數(shù)值模擬研究[A];中國(guó)力學(xué)大會(huì)-2015論文摘要集[C];2015年

6 崔丹丹;端木慶鐸;王國(guó)政;楊繼凱;李海斌;;基于濕法腐蝕的硅微通道結(jié)構(gòu)釋放技術(shù)研究[A];國(guó)防光電子論壇第二屆新型探測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2015年

7 王清偉;劉斌;邸倩倩;殷輝;;不同熱負(fù)荷下微通道冷凝器的運(yùn)行特性[A];2013中國(guó)制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

8 陳燦;陳杰凌;林浪;張仕偉;湯勇;;多孔交錯(cuò)互通微通道的制造與強(qiáng)化傳熱[A];2015年第五屆全國(guó)地方機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)暨中國(guó)制造2025發(fā)展論壇論文集[C];2015年

9 肖瑤;王曉娜;徐丹;鄒玉紅;陳卓;;“Y”型微通道分子擴(kuò)散特性的數(shù)值仿真研究[A];高等學(xué)校工程熱物理第十九屆全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

10 王寶陽(yáng);劉翔宇;周永;李平;;微通道冷凝器在家用冰箱上的性能影響因子研究[A];2018年中國(guó)家用電器技術(shù)大會(huì)論文集[C];2018年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 陳杰;空調(diào)將進(jìn)入微通道時(shí)代[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

2 記者 程亮;微通道,有木有？[N];人才市場(chǎng)報(bào);2011年

3 唐鼎 劉龔獻(xiàn) 李金堂;空調(diào)行業(yè)將掀起一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)大升級(jí)[N];常州日?qǐng)?bào);2015年

4 記者 何超群 曹連榮;并購(gòu)國(guó)外企業(yè) 驅(qū)動(dòng)主業(yè)升級(jí)[N];紹興日?qǐng)?bào);2015年

5 本報(bào)記者 郭力方;三花股份獲大股東12.8億元資產(chǎn)注入[N];中國(guó)證券報(bào);2015年

6 本報(bào)記者 董世梅 張嵐;40個(gè)大獎(jiǎng)量度“創(chuàng)新四川”[N];四川日?qǐng)?bào);2015年

7 記者 顏偉杰 劉剛 通訊員 孫藝秋;一個(gè)新產(chǎn)品打開(kāi)一個(gè)新市場(chǎng)[N];浙江日?qǐng)?bào);2013年

8 李暉 本報(bào)記者 萬(wàn)潤(rùn)龍;新興產(chǎn)業(yè)早布局 “盾安”斬獲多矣哉[N];中華工商時(shí)報(bào);2016年

9 顧華寧 張嵐 董世梅;40個(gè)大獎(jiǎng)量度“創(chuàng)新四川”[N];四川科技報(bào);2015年

10 本報(bào)記者 劉云濤;綠色制藥迫在眉睫[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 程景萌;微通道內(nèi)激光篩選細(xì)胞的方法和實(shí)驗(yàn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2017年

2 李東陽(yáng);彎曲微通道內(nèi)彈性湍流特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

3 Mawufemo Modjinou;微通道熱管太陽(yáng)能光伏熱系統(tǒng)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

4 姜睿;微通道內(nèi)乙醇水混合蒸氣冷凝的兩相流動(dòng)與傳熱[D];大連理工大學(xué);2018年

5 高曉博;基于交流動(dòng)電效應(yīng)的微流體和微粒子輸運(yùn)數(shù)值模擬研究[D];鄭州大學(xué);2018年

6 何雪豐;微通道內(nèi)光熱效應(yīng)致相變兩相流動(dòng)特性[D];重慶大學(xué);2018年

7 張龍祥;雙支路捕獲微通道網(wǎng)絡(luò)中兩相流動(dòng)特性研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2018年

8 黃光漢;微通道強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)結(jié)構(gòu)制造及性能研究[D];華南理工大學(xué);2018年

9 劉欣;超短脈沖激光直寫玻璃擴(kuò)展芯波導(dǎo)和表面微通道研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2018年

10 殷秀娓;微通道換熱器管內(nèi)含油制冷劑兩相換熱和流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究及仿真分析[D];上海交通大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張海峰;基于LB方法的微通道熱沉傳熱機(jī)理數(shù)值模擬研究[D];華中科技大學(xué);2019年

2 宗寬;微通道冷板流動(dòng)沸騰換熱特性仿真與實(shí)驗(yàn)研究[D];電子科技大學(xué);2019年

3 宋樹(shù)幟;微反應(yīng)器中阻塞過(guò)程的建模與仿真[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2019年

4 李W氫

本文編號(hào)：2742989