南京九章化工科技有限公司
Nanjing Jiuzhang Chemical Technology
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结晶反应器(液固和液液固搅拌釜)

  利用计算流体力学、结晶学、化学反应工程学等多学科方法,从微观和宏观混合的机理出发,数值模拟和仿真结晶反应器内的流动、传递和结晶反应过程,指导结晶反应器的设计、优化和操作调控。研究了典型结晶体系的反应-结晶成核动力学,建立了成核动力学模型和二次结晶模型,得到包含反应-成核-生长结晶全过程的整体数学模型。针对化学家在实验室烧瓶内合成的纳微米颗粒材料、结晶药品等的性能(如粒径分布、颗粒结构等)与工厂大设备内产品通常有很大差别,即放大效应问题,研究了如何调控反应器的流体力学和传递特性,如搅拌构型参数(搅拌桨形状和安装位置等)和操作参数(流体性质、搅拌转速、加料时间和位置等),以实现纳微米材料和医药产品的规模化制备和工业放大。

  反应结晶设备在化工、生物制药、材料制备、精细化工、石化等许多工艺中都有应用,如电池用纳米球形氢氧化镍的结晶、镍铁等纳米金属包覆氧化铝或氧化锆复合微球制备、扑热息痛等医药产品结晶。

团队利用模型和数值模拟,针对己内酰胺工艺由5万吨扩产到16万吨时原有的481m3硫铵结晶反应器能否适应放大需求,提出了不同于国外工程公司和国内研究单位的改造方案,工业验车成功,仅设备投资就节省数千多万元、节能效果显著。“己内酰胺硫铵结晶反应器扩产性能模拟和试验”为中石化总公司鉴定成果。



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