对二甲苯(PX)氧化反应工艺条件苛刻,反应涉及气液固三相,复杂的反应体系和专利技术保护给氧化反应器工程开发带来了很大的困难.本文以PX氧化反应器设计与放大为研究背景,进行多相搅拌反应器的冷模实验研究.考察了导流筒结构、桨型组合、固含率及不同固体粒子对功耗、气含率、传质系数、混合时间、液相停留时间分布及气相停留时间的影响. 当高径比为1.0时,安装单层桨叶进行研究.研究发现,导流筒的加入使得功耗降低,气含率提高；导流筒的开孔率对六叶翼型桨的功耗及气含率有一定的影响,开孔率以16.4％为佳；六叶翼型桨排出流向上时功耗较小,气含率较高；功耗随固体含量的增加而增大,气含率随固体含量的增加而降低；并得到六叶翼型轴流桨上提操作时的功率及气含率关联式. 同时,针对PX氧化反应器安装双层组合桨的情况,在高径比为1.5时安装双层组合桨进行了研究,并得出了与单层桨类似的结论.并且,研究发现导流筒的加入使得传质系数提高；传质系数随固含率的增加而下降；不同固体粒子对功耗、气含率及传质系数有一定的影响,加入玻璃珠与锰砂粒子时体系功耗相差不大,但大于加入树脂粒子时的功耗；与气液两相体系相比,加入玻璃珠或锰砂粒子的体系,气含率及传质系数有所降低,而加入树脂粒子且通气量不高于10m3/h时,气含率及传质系数有所升高.对实验结果进行关联,得到功率、气含率及传质系数的关联式. 此外,研究发现,导流筒的加入使得混合时间有所延长,且混合时间随开孔率的增大而有所降低.对液相停留时间分布的研究表明:固含率的提高不利于全釜混合；提高液体流量及搅拌转速,虚拟釜数降低,有利于全釜混合:气体流量及导流筒对虚拟釜数无明显影响；上层为圆盘涡轮桨添加开孔率为16.4％的导流筒且下层为六叶翼型桨添加无孔导流筒的配置有利于全釜混合.对气相平均停留时间的研究表明:搅拌转速提高,气相平均停留时间延长；气体流量增大,气相平均停留时间缩短；上层为圆盘涡轮桨添加开孔率为16.4％的导流筒且下层为六叶翼型桨添加无孔导流筒的配置有利于延长气相平均停留时间.固相临界悬浮转速随通气速率的增大呈现先上升后下降的趋势且随固含率的增大而提高.