催化精餾技術(shù)在醇脫水反應(yīng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、催化精餾是一種將催化反應(yīng)和精餾分離過(guò)程耦合的重要化工過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)，因其具有選擇性好、轉(zhuǎn)化率高、能耗低、投資省等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到人們的關(guān)注，并且在工業(yè)生產(chǎn)中取得了廣泛應(yīng)用。本文以甲醇分子間脫水制二甲醚和叔丁醇分子內(nèi)脫水制異丁烯為例，研究了催化精餾技術(shù)在醇脫水反應(yīng)體系中應(yīng)用。
　　 首先，采用固定床反應(yīng)器測(cè)定了甲醇在離子交換樹(shù)脂催化劑上脫水生成二甲醚的本征動(dòng)力學(xué)?；贓ley-Rideal機(jī)理建立了甲醇脫水的本征動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)實(shí)驗(yàn)

2、數(shù)據(jù)對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行了估值，得到活化能Ea=68.7kJ·mol-1，指前因子k0=120.7m3·kgcat-1·s-1。然后對(duì)模型進(jìn)行了檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果表明，所建立的動(dòng)力學(xué)模型能很好地與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合并且是高度可信的，可以應(yīng)用于進(jìn)一步的研究中。
　　 其次，提出了固定床反應(yīng)器與催化精餾塔相結(jié)合的技術(shù)由甲醇脫水制二甲醚的新工藝流程。在前面得到的甲醇脫水反應(yīng)的本征動(dòng)力學(xué)方程基礎(chǔ)上，采用平衡級(jí)模型在AspenPlus模擬平臺(tái)上對(duì)該流

3、程進(jìn)行了模擬研究并將新流程與傳統(tǒng)流程以及采用單個(gè)催化精餾塔的流程進(jìn)行了比較。比較結(jié)果表明，固定床反應(yīng)器與催化精餾塔相結(jié)合的技術(shù)在上單位質(zhì)量產(chǎn)品的熱負(fù)荷需求量方面比其他兩個(gè)流程具有明顯優(yōu)勢(shì)。
　　 最后，提出了一種從抽余碳四中分離制備高純度異丁烯的新工藝流程。在文獻(xiàn)測(cè)得的叔丁醇脫水的本征動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上，采用平衡級(jí)模型在AspenPlus模擬平臺(tái)上對(duì)該流程中采用單個(gè)催化精餾塔進(jìn)行叔丁醇脫水制異丁烯的部分進(jìn)行了模擬研究。并將該流程與固定