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HZSM-5择形催化剂上乙苯烷基化反应生成对二乙苯的研究

作　者: 冷冰
导　师: 马友光
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 乙苯对二乙苯 HZSM—5分子筛催化剂烷基化反应反应动力学
分类号: TQ241.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

针对乙苯与乙烯烷基化反应法生产对二乙苯的工艺过程,利用年产1500吨对二乙苯工业装置,对装有镁改性的HZSM—5分子筛催化剂的固定床反应器中的乙苯烷基化反应工艺条件及宏观动力学进行了研究。在固定床反应器内,考察了反应温度、乙苯质量空速和原料配比对烷基化反应的影响,并进行了分析和讨论,提出了最佳的工艺条件。对邻、间、对二乙苯的反应动力学方程和阿累尼乌斯方程进行了研究,得到了反应级数、反应速率常数、活化能和阿累尼乌斯常数,进而确立了动力学方程。结果表明,在不同的工艺条件下,产物中邻、间二乙苯的含量随对二乙苯的含量升高而升高。邻、间二乙苯的反应级数、活化能和阿累尼乌斯常数均大于对二乙苯,过高的反应温度和较低的乙苯质量空速、原料配比都不利于控制邻、间二乙苯的浓度。邻、间二乙苯含量过高,增加了产品分离的难度,不能得到高纯度的对二乙苯产品。动力学研究结果与实际生产情况相符。利用HYSYS软件对烷基化产物进行了精馏模拟计算,根据产品质量要求确定了理论塔板数和适宜的回流比。模拟得到了邻、间二乙苯的适宜浓度。模拟结果表明,邻、间二乙苯的浓度不易高于0.5%,否则很难得到纯度在99%以上的对二乙苯产品。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章前言  8-9
第二章文献综述  9-21
  2.1 超精馏法  9
  2.2 结晶法  9
  2.3 配位法  9-10
  2.4 吸附分离法  10-12
    2.4.1 吸附剂  10-11
    2.4.2 脱附剂  11
    2.4.3 模拟移动床  11-12
  2.5 烷基化反应合成法  12-20
    2.5.1 烷基化剂及反应机理  12-13
    2.5.2 烷基化反应的催化剂  13-20
      2.5.2.1 ZSM—5 沸石分子筛择形催化剂简述  13-16
      2.5.2.2 HZSM—5 沸石分子筛的改性  16-20
  2.6 课题研究背景及本文工作  20-21
第三章生产工艺  21-26
  3.1 生产工艺流程简述  21-23
  3.2 物料平衡  23-25
  3.3 生产工艺的核心问题及研究方法  25-26
第四章烷基化反应动力学研究  26-51
  4.1 最佳反应工艺条件的确定  27-34
    4.1.1 最佳反应温度的确定  27-30
    4.1.2 最佳乙苯质量空速的确定  30-32
    4.1.3 最佳原料配比的确定  32-34
  4.2 烷基化反应的动力学研究  34-46
    4.2.1 反应速率常数及反应级数的确定  35-44
    4.2.2 反应活化能及阿累尼乌斯公式常数的求取  44-46
  4.3 结果与讨论  46-49
  4.4 本章小结  49-51
第五章烷基化反应产物的精馏模拟计算  51-60
  5.1 烷基化反应产物分离的平衡方程  51-53
  5.2 理论塔板数的确定  53-54
  5.3 适宜的邻、间二乙苯浓度的模拟计算  54-56
  5.4 最佳工艺条件下的烷基化反应产物的模拟计算  56-57
  5.5 年产1500吨对二乙苯精馏装置的模拟计算结果  57-59
  5.6 本章小结  59-60
第六章结论  60-62
参考文献  62-67
发表论文和科研情况说明  67-72
致谢  72

HZSM-5择形催化剂上乙苯烷基化反应生成对二乙苯的研究

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