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混合C4中异丁烯水合反应动力学研究

作　者: 邓持林
导　师: 漆志文
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 异丁烯水合离子交换树脂反应动力学动力学模型
分类号: O643.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

我国的混合C4烃资源化工利用率低,大部分作为民用燃料烧掉,在诸多C4烃化.工应用方式中,利用混合C4中异丁烯水合生产叔丁醇是一种工艺相对简单的途径,因而以离子交换树脂催化的异丁烯水合反应宏观动力学研究,对以混合碳四为原料在固定床、搅拌釜反应器或反应精馏塔中水合制备叔丁醇具有重要意义。本文对IB、水和TBA三元物系的混溶性及共沸特点进行了系统分析,在固定床反应器中考察了TBA为共溶剂的混合C4水合反应。在排除外扩散的基础上,对异丁烯水合反应的宏观动力学进行了实验研究,考察了反应温度、水油比、催化剂装载量及异丁烯浓度对异丁烯水合反应的影响。通过机理分析分别建立了异丁烯水合反应的Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW)型及Eley-Rideal (ER)型动力学模型,根据测定的动力学数据分别拟合出了两种模型的动力学参数,并对两种模型的拟合结果进行了比较。结果表明,LHHW型动力学模型更适合本研究的反应体系,拟合后的LHHW型动力学模型的理论值与实验值能较好地吻合,表明本模型能够很好地反映本体系的异丁烯水合反应动力学行为。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-10
  1.1 概述  9
  1.2 研究内容  9-10
第2章文献综述  10-24
  2.1 混合C4与叔丁醇概述  10-17
    2.1.1 混合C4的来源  10
    2.1.2 混合C4的性质  10-11
    2.1.3 混合C4的化工利用  11-13
    2.1.4 混合C4化工利用新技术的研究与进展  13-17
      2.1.4.1 C4烃催化裂解制低碳烯技术研究进展  13-14
      2.1.4.2 C4烯烃的芳构化技术研究  14
      2.1.4.3 C4馏分的歧化技术研究  14-15
      2.1.4.4 烷基化催化新技术的开发  15-17
    2.1.5 叔丁醇简介  17
  2.2 C4烯烃水合工艺  17-20
    2.2.1 正丁烯水合工艺  17-19
    2.2.2 异丁烯水合工艺  19-20
  2.3 异丁烯水合反应制叔丁醇研究进展  20-24
    2.3.1 异丁烯水合反应催化剂研究  20-21
    2.3.2 异丁烯水合反应动力学研究进展  21-24
第3章 IB、水、TBA三元物系热力学分析  24-33
  3.1 C4组分、水、TBA三元物系混溶性  24-29
  3.2 IB、水、TBA物系共沸点分析  29-32
  3.3 小结  32-33
第4章 TBA为共溶剂对混合C4水合反应的影响  33-39
  4.1 实验试剂与仪器  33-34
  4.2 实验流程与分析方法  34-35
    4.2.1 实验分析方法  34
    4.2.2 实验流程  34-35
  4.3 实验结果与讨论  35-37
  4.4 小结  37-39
第5章混合C4水合制叔丁醇的动力学实验研究  39-47
  5.1 实验流程及方法  39-40
    5.1.1 实验试剂、仪器与分析方法  39
    5.1.2 实验流程  39-40
  5.2 实验结果与讨论  40-45
    5.2.1 搅拌速度的影响  40-41
    5.2.2 水油比的影响  41-42
    5.2.3 催化剂装载量的影响  42-43
    5.2.4 温度的影响  43-44
    5.2.5 异丁烯浓度的影响  44-45
  5.3 小结  45-47
第6章异丁烯水合反应宏观动力学模型  47-56
  6.1 动力学模型推导  47-50
    6.1.1 异丁烯水合反应机理的假定  47-48
    6.1.2 异丁烯水合反应速率方程的确定  48-50
  6.2 动力学参数拟合  50-51
  6.3 拟合结果及讨论  51-55
    6.3.1 拟合参数  51-53
    6.3.2 计算值与实验数据的比较  53-55
  6.4 小结  55-56
第7章结论与展望  56-57
  7.1 结论  56
  7.2 工作展望  56-57
参考文献  57-61
致谢  61

混合C4中异丁烯水合反应动力学研究

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