基于分布式测温的流动热分析动力学方法

作     者：沈阳 许启跃 叶树亮 Yang SHEN;Qiyue XU;Shuiang YE

作者机构：中国计量大学热测试分析技术与仪器研究所浙江杭州310018 

出 版 物：《过程工程学报》 (The Chinese Journal of Process Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第7期

页      面：783-792页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(编号:62103391) 浙江省属高校基本科研业务费专项资金资助项目(编号:2023YW18) 

主　　题：连续流 热分析动力学 传热 温度分布 反应工程 

摘      要：面向连续流动生产过程反应风险评估和工艺优化的需求,针对其热力学和动力学测算方法开展了研究。通过分析管式反应器的热平衡和物料平衡设计了一种应用于流动状态下的热分析动力学方法,并依据测量原理搭建流动反应实验平台进行验证。首先,利用管路不同位置分布的温度传感器获取实验过程的温度分布,通过标定反应管路的等效总传热系数,结合温度分布分段的方式计算反应焓。其次,针对动力学分析过程通常忽略温度分布的问题,将热力学分析结果和反应器模型结合拟合动力学参数。以乙酸乙酯氢和氧化钠的水解反应为例设计实验,结果表明,合适的流量条件下,反应焓计算结果与釜式实验结果相当,但流动量热方法实验效率更高、实验过程更安全,活化能计算结果与文献值的相对误差小于3%。结合热力学和动力学分析结果以及反应器模型能够预测不同工况的温度分布,与实测值较吻合,为后续的反应风险评估和工艺优化提供了参考。