Page 224 - 《精细化工》2023年第2期
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·446·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

                 通过对比工况 1、2、3 可知,PO 流量恒定时,                     道内停留时间延长,以上均会导致实际混合效果与
            提高 CO 2 流量会提升气液混合效果,并且该效果随                         模拟结果的偏差。不过本部分模拟工作仍展示了交
            着 CO 2 与 PO 物质的量比的增大而更加明显,这可                       叉指型微通道反应器中物料混合的模式,并说明了
            能是因大大过量的 CO 2 气体增强了扰动所致。                           影响气液混合的关键因素为气体扰动。因此,在后
                 整体流量对混合效果的影响如图 10 所示。对比                       续工艺放大过程中可考虑提高 CO 2 流量,利用气体
            工况 1、4、5 可知,提升流量可以提高混合效果,                          循环回用等手段进一步增强 CO 2 的扰动,以实现 PO
            这可能是因为同步提高 CO 2 与 PO 流量时,CO 2 流                    的快速充分转化。
            量远大于 PO 流量,增强了扰动。                                  3   结论

                                                                   采用分子内双功能催化剂进行微反应技术下的
                                                               CO 2 、PO 偶合反应合成 PC,通过实验证实微反应
                                                               技术对气液混合传质强化的良好效果,实现最优条
                                                               件(120  ℃、1.5 MPa 以及 0.5‰催化剂用量)下的
                                                               连续化反应工艺,并通过模拟对微通道内气液混合
                                                               状况进行探究,证实气体流量与扰动对气液混合效
                                                               果的影响,即 CO 2 流量及扰动越大,反应过程中的
                                                               气液混合越充分,反应效率越高。

                                                               参考文献:
                     图 10   整体流量对混合效果的影响
                                                               [1]   GUO X F (郭雪飞), SUN  Y Z (孙洋洲), ZHANG M J (张敏吉),
               Fig. 10    Effect of total flow rate on uniformity index   et al. Discussion on technical approaches of carbon dioxide resource
                                                                   utilization in oil and gas industry[J]. International Petroleum
                 图 11 反映了操作压力对混合效果的影响。对比                           Economics (国际石油经济), 2022, 30(1): 59-66.
                                                               [2]   ZHU  W Q (朱维群),  WANG Q (王倩), TANG Z  (唐震),  et al.
            工况 1、6、7 可知,随着压力的升高,混合效果反
                                                                   Discussion on engineering technologies to the resource utilization of
            而降低,CO 2 气体会随着压力升高而压缩,导致 CO 2                          carbon  dioxide[J]. Chemistry Bulletin (化学通报), 2020, 83(10):
                                                                   919-922.
            在工况中的实际流量降低。因此,扰动效果变差。                             [3]   LI S (李闪). New ways of carbon dioxide resource utilization[J].
                                                                   Industrial  Safety and Environmental Protection (工业安全与环保),
                                                                   2021, 47(S1): 104-106.
                                                               [4]   XUE J W (薛靖文), CHANG H G (常宏岗), HE J L (何金龙), et al.
                                                                   Research progress of CO 2 utilization in organic synthesis[J].
                                                                   Chemical Engineering  of Oil & Gas (石油与天然气化工), 2022,
                                                                   51(2): 36-45.
                                                               [5]   FENG J W (冯建文), HU S G (胡时光), HAN B (韩兵),  et al.
                                                                   Research progress of electrolyte optimization for lithium  metal
                                                                   batteries[J]. Energy Storage Science and Technology (储能科学与技
                                                                   术), 2020, 9(6): 1629-1640.
                                                               [6]   CHEN G X (陈港欣), SUN X Z (孙现众), ZHANG X (张熊), et al.
                                                                   Progress of high-power lithium-ion batteries [J]. Chinese Journal of
                                                                   Engineering (工程科学学报), 2022, 44(4): 612-624.
                                                               [7]   CHANG H, LI Q, CUI X, et al. Polyvinyl alcohol-potassium iodide:

                     图 11   操作压力对混合效果的影响                           An efficient  binary catalyst for cycloaddition  of epoxides with
             Fig. 11    Effect of operating pressure on uniformity index   [8]   CO 2[J]. Molecular Catalysis, 2018, 449:25-30.
                                                                   BUTERA V, DETZ H.  Cyclic carbonate formation from  epoxides
                                                                   and CO 2 catalyzed by sustainable alkali halide-glycol complexes: A
                 综上,通过模拟结果可知,微通道内 PO 与 CO 2                        DFT study to elucidate reaction mechanism and catalytic activity[J].
                                                                   ACS Omega, 2020, 5(29): 18064-18072.
            混合效果主要受 CO 2 影响,气体的大通量与扰动会
                                                               [9]   GUO L Y (郭立颖), LYU X B (吕小兵), SHI J (史君), et al. Research
            加强混合效果。但在实际反应过程中,气体流量不                                 and prospect of catalyst for synthesizing ethylene carbonate[J].
            能无限增大,过多的 CO 2 气体会导致反应液快速吹                             Guangzhou Chemical Industry (广州化工), 2014, 42(16): 5-7,12.
                                                               [10]  HE H M, SUN Q, GAO W Y, et al. A stable metal-organic framework
            出,无法满足足够的停留时间或延时管线过长无法适                                featuring a local buffer environment for carbon dioxide fixation[J].
                                                                   Angewandte Chemie International Edition, 2018, 57(17): 4657-4662.
            用于放大生产,因此 CO 2 流量要依据实际情况来选择。
                                                               [11]  CHANG H, LI Q, CUI X, et al. Conversion of carbon dioxide into
                 另外,目前的模拟存在局限,PO 在工况条件下                            cyclic carbonates using wool powder-KI as  catalyst[J]. Journal of
            为气液平衡状态,CO 2 在反应液中也具有一定溶解                              CO 2 Utilization, 2018, 24: 174-179.
                                                               [12]  HU W J (胡炜杰), CHEN Y J (陈亚举), LIANG Z X (梁中秀), et al.
            性,随着反应进行 CO 2 的消耗也会导致反应液在通                             Ionic liquid functionalized salen Mn catalyst for one-pot
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