张浩高飞张明阳时国锋

(1.山东建筑大学 热能工程学院，山东 济南250101；2.山东省绿色建筑协同创新中心，山东 济南250101；3.山东建筑大学 党委校长办公室，山东 济南250101)

0 引言

烷基化汽油是一种含烃类的混合物，其辛烷值较高、稳定性好，不会引起爆燃，同时含硫量非常低，而且几乎没有芳烃、烯烃，与低品质汽油调和后能够减少汽车尾气中有害气体的排放，成为理想的汽油调和组分[1-2]。制备烷基化汽油的传统烷基化反应设备存在一定弊端[3-5]，不能及时将反应产物分离出去，造成反应过程的不连续性，不利于生产进行，同时反应产物分离不及时会造成副反应增多，反应产物收率和质量下降。

通过对水力旋流器的研究发现，其内部流场在提高两相混合水平的同时可实现反应产物及时分离，且为无动部件，能耗成本低[6-7]。基于水力旋流器的结构特点以及烷基化反应的性质，一种适用于烷基化反应的新型液—液旋流反应器应运而生。为了能够实现在反应器内部催化剂与反应物充分混合，并能同时完成目标产物与催化剂的及时分离，在单一设备中能够耦合混合、反应及分离单元过程，实现既能充分混合反应，又能防止副反应的发生，需要优化反应器的结构，提高目标产物的质量和收率。

旋流反应器内部为强湍流场，其分布极为复杂，通过实验手段很难准确地测量流场分布。近年来，随着计算流体力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)的快速发展，利用其模拟复杂流场的分布特性成为研究复杂流场一种新的手段。……