精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯的重要原料,它的工业生产主要采用由对二甲苯(PX)液相空气氧化生成的粗对苯二甲酸(CTA),然后进一步加氢精制而成,氧化反应器是其生产中最重要的设备。论文主要对带脱水段的鼓泡塔式反应器进行了分析,建立了氧化反应器的模型,完成了反应器的模拟。研究过程首先对反应器中的液相空气氧化反应进行了分析,结合气液反应的理论,计算了该反应的宏观反应动力学特征数,结果表明,PX氧化反应属于慢反应类型,反应主要在液相主体中完成,反应不增强传质。对鼓泡塔反应器的传递性质进行了分析,根据实际情况将鼓泡塔内的气相分为两种不同的类型:大气泡和小气泡,也称双级气泡,并在此基础上给出了鼓泡塔主要参数的关联式。对鼓泡塔反应器反应段流体的流动状况进行了分析,液固相返混剧烈,视为理想全混流,气相按双级气泡分析,大气泡的上升速度快,停留时间短,视为理想活塞流;小气泡上升速度慢,夹带在液固相中同它们一样视为全混流。在流动模型宏观动力学研究的基础上建立了反应段的数学模型,并编制了相应的计算机程序。对脱水段利用Aspen Plus工具软件进行了模拟,然后实现了两段模型的连接,完成了整个反应器的模拟,模型的计算值与工业值基本吻合。在上述理想模型的基础上,考虑流体流动的非理想性,建立了反应器的轴向扩散模型,模型计算值与工业数据相符合。结果表明,干空气在塔底进入后,溶剂醋酸和水急剧蒸发,导致反应器底部温度比顶部低,除了PX浓度在加料位置处有个峰值外,液相中其他组分的分布相当均匀,气相中的氧浓度沿塔高呈递减的分布,气相中其他组分在鼓泡塔的大部分区域都比较均匀。