丙醛是乙烯羰基合成的產(chǎn)物，是生產(chǎn)丙醇和丙酸的重要有機(jī)化工原料。它也是甲基丙烯酸甲酯（MMA）C2合成的重要中間體。當(dāng)前丙醛的生產(chǎn)工藝與丁醇相似，大多數(shù)設(shè)備使用槳式混合機(jī)。盡管該工藝技術(shù)已經(jīng)成熟，但是分散氣液兩相仍需要較大的攪拌力，并且容易損壞諸如機(jī)械密封件和底部軸承之類的重要部件，尤其是底部軸承和襯套的維護(hù)，這需要消耗材料在可靠地更換后，維護(hù)人員可以進(jìn)入反應(yīng)堆底部以更換零件組。以丁醇單元氧代反應(yīng)器攪拌器3401C為例。僅在2014年下半年，總共進(jìn)行了6次維護(hù)以及頻繁的啟動(dòng)和關(guān)閉維護(hù)。為了消除機(jī)械攪拌可能造成的隱患，齊學(xué)輝等人P-3i通過(guò)機(jī)械密封的局部化，底部套筒的加固和改進(jìn)了丁醇羰基合成裝置攪拌系統(tǒng)的穩(wěn)定性。反應(yīng)器的清潔；劉來(lái)智通過(guò)流體攪拌代替了傳統(tǒng)的槳式攪拌，并拆除了原來(lái)的機(jī)械攪拌器，以實(shí)現(xiàn)丁醇羰基合成反應(yīng)器的安全穩(wěn)定的長(zhǎng)期運(yùn)行。
氣泡塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部件，相間接觸面積大。它廣泛用于化學(xué)生產(chǎn)，例如氧化工藝，費(fèi)-托合成，生物發(fā)酵，廢水處理等。與丁醇反應(yīng)不同，丙醛生產(chǎn)原料中的乙烯，氫氣和一氧化碳全部處于氣相在工作條件下，且進(jìn)料壓力高于反應(yīng)體系壓力，因此起泡反應(yīng)更適合于乙烯氧代丙醛反應(yīng)裝置。當(dāng)原料氣通過(guò)氣體分配器時(shí)，不僅可以實(shí)現(xiàn)氣液兩相攪拌，而且可以將原料氣本身的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為反應(yīng)所需的能量，從而減少了外部能量輸入，提高了反應(yīng)效率。反應(yīng)堆的穩(wěn)定性。
氣體滯留率和氣泡尺寸分布是氣泡反應(yīng)器設(shè)計(jì)和分析的重要參數(shù)。這些參數(shù)決定了反應(yīng)器的體積，流型，氣液接觸面積以及相間質(zhì)量和傳熱性能，進(jìn)而影響反應(yīng)速率的轉(zhuǎn)化率，選擇性，工業(yè)規(guī)模化和反應(yīng)器的優(yōu)化。陸志強(qiáng)等。利用二氧化碳的堿吸收進(jìn)行塔內(nèi)氣液兩相反應(yīng)過(guò)程的模擬實(shí)驗(yàn)；陳迎使用動(dòng)態(tài)溶解氧法確定射流鼓泡反應(yīng)器中的液體體積傳質(zhì)系數(shù)。周小林等。隨著甘油-水系統(tǒng)中氣泡的漂浮運(yùn)動(dòng)，氣體滯留率，雷諾數(shù)和分配器孔徑對(duì)氣泡尺寸，形狀，浮率和阻力系數(shù)的影響。
盡管有很多關(guān)于泡沫塔的冷模型研究數(shù)據(jù)，但沒(méi)有關(guān)于乙烯在丙醛體系中的氣泡行為的研究，也沒(méi)有乙烯加氫甲酰基水-N2，丙醛-N2和乙烯加氫甲酰化的研究。反映實(shí)際工作條件下的氣泡行為，并介紹氣泡反應(yīng)模型。研究發(fā)現(xiàn)，在加氫甲酰化反應(yīng)的實(shí)際工作條件下，乙烯，氫和一氧化碳這三種原料同時(shí)發(fā)生反應(yīng)，氣泡數(shù)逐漸減少，沒(méi)有明顯的氣泡合并而出現(xiàn)大氣泡。基于一系列假設(shè)條件，得出了氣泡反應(yīng)模型，并通過(guò)乙烯加氫甲酰化模型試驗(yàn)的連續(xù)反應(yīng)進(jìn)行了驗(yàn)證。模型數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致。氣泡轉(zhuǎn)化率模型用于預(yù)測(cè)總進(jìn)氣量為13000 L / h的丙醛氣泡塔工業(yè)裝置。當(dāng)有效液位約為7 000 mm時(shí)，可以滿足工業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換率大于80％的要求。該目標(biāo)可為工業(yè)工廠反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。
