静设备
石油化工设备技术，2017，38（3）·5， Petro-Chemical Equipment Technology
一种聚合反应器的CFD分析
及结构介绍
丁文有，陈茂春，周桂娟，夏少青（中国石化工程建设有限公司，北京100101）
摘要：文章运用计算流体力学(CFD)数值模拟技术，对一种可用于丁基橡胶的特殊形式聚合反应器结构的有效性进行了计算，并在简单介绍结构的基础上利用Ansys有限元软件对反应器的强度进行了计算验证，最后得出可行性结论。
关键词：聚合反应器聚合设备计算流体力学 doi:10.3969/i.issn.1006—8805.2017.03.002
在于基橡胶工业生产过程中，聚合反应器是
决定产品内在质量的关键设备之一。丁基橡胶制造过程的聚合反应是典型的阳离子聚合反应。其聚合过程对温度特别敏感1,因此，探索适宜的反应器结构，对其生产工艺以及产品分子量分布等具有重要意义。笔者以一种轴流式强制循环内撤热式聚合反应器为研究基础，在进行具体设备设计的基础上，对反应器内换热管的排布、流速分布以及设备强度进行了多尺寸的系列计算，以期得到最优结果。由于篇幅等原因，本文仅对上述研究中的一种工况的部分计算结果进行说明，并分析其特性。
1研究方法适用性简介
20世纪50年代以来，由于计算机领域的发展使得人们可以采用计算机和数值方法来求解流体力学的控制方程，对流体力学问题进行模拟和分析，由此，计算流体力学（ComputationalFluid Dynamics)作为一种新的研究和设计工具应运而生。
由于CFD能够利用纳维-斯托克斯方程、能
量方程等控制方程的耦合，准确描述流体流动、传热等规律，因此，近年来在化学反应器计算应用方面有一定的发展3]。本文采用CFD分析方法
主要基于以下三方面的考虑： 1.1反应器结构的复杂性
轴流式强制循环内散热式聚合反应器的特征包括：反匾窈数崛形布置的换热管和导流筒、底部
轴流泵强制循环、反应器内设有一组环形的折流挡板、内置换热管及上下封头可以为平板或者户环。反应器结构见图1。
A-A方向
B-B方向
中
图1反应器结构示意
由于所述聚合反应器结构的复杂性，选择 CFD法比较传统的计算方法能够提高准确性。 1.2非理想反应器模拟的准确性
通常有两种反应器可以认为是理想反应器：收稿日期：2017-01-01。
作者简介：丁文有，男，1983年毕业于天津大学，长期从事碳四分离与合成橡胶技术开发工作，现任中国石化工程建设有
限公司副总工程师，高级工程师， Email: dingwy@sei.com.cn.