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环氧乙烷/乙二醇装置致稳甲烷气乙炔脱除反应的研究

作　者: 张振友
导　师: 冯元鼎；李志森
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程
关键词: 乙炔 加氢
分类号: TQ221
类　型: 硕士论文
年　份: 2000年
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内容摘要


本论文以通过催化加氢脱除致稳甲烷气中的乙炔为目的，进行了如下工作： 一、在乙烯生产装置现场的侧线装置上进行了动力学实验测定，由非理想吸附过程的实验数据整理出了致稳甲烷气中的乙炔在HC-9612非选择加氢催化剂上进行加氢反应的幂函数型表观动力学方程式，得出了乙炔对加氢反应的级数α近似为0.66，加氢反应的表观活化能Ea近似为30.92kJ／mol，表观动力学方程式为 -RA=rA=4.003×104exp（-30.92×103／RT）CA0.66 二、根据动力学实验结果，按照一维拟均相理想流动模型设计了致稳甲烷脱炔反应器并投入工业运行。检测数据表明，利用HC-9612非选择加氢催化剂脱除致稳甲烷气中的乙炔，当甲烷气中乙炔含量在150～237ppm（wt）时，在反应压力为0.4MPaG、反应温度为30°C、空速为991h-1、床层雷诺数为1176的条件下，甲烷气中的乙炔含量可降至1.2ppm（wt）以下，达到了预期效果。

全文目录


第一章 文献综述  8-22
  1．1 前言  8
  1．2 环氧乙烷／乙二醇生产中的甲烷致稳技术  8-12
    1．2．1 乙烯直接氧化生产环氧乙烷的反应特点  8-9
    1．2．2 甲烷致稳技术的发展  9-10
    1．2．3 甲烷致稳技术的优势  10-11
    1．2．4 致稳甲烷的品质要求  11-12
  1．3 乙炔脱除技术  12-20
    1．3．1 乙炔脱除技术概述  12-14
      1．3．1．1 溶剂吸收法  12
      1．3．1．2 催化选择加氢法  12-14
    1．3．2 乙炔加氢反应热力学和化学平衡  14
    1．3．3 乙炔加氢反应动力学  14-16
    1．3．4 工艺条件对乙炔催化加氢的影响  16-19
      1．3．4．1 温度的影响  16-17
      1．3．4．2 氢炔比的影响  17
      1．3．4．3 炔烃浓度的影响  17
      1．3．4．4 氢气浓度的影响  17
      1．3．4．5 空速的影响  17-18
      1．3．4．6 操作压力的影响  18
      1．3．4．7 杂质的影响  18-19
    1．3．5 乙炔加氢反应器  19-20
      1．3．5．1 换热式加氢反应器  19
      1．3．5．2 绝热式加氢反应器  19-20
      1．3．5．3 复合式加氢反应器  20
  1．4 致稳甲烷中乙炔的脱除  20-21
  1．5 本论文的研究重点  21-22
第二章 乙炔催化加氢反应原理  22-27
  2．1 乙炔催化加氢反应的特点  22
  2．2 乙炔催化加氢反应的本征动力学  22-25
  2．3 乙炔催化加氢反应的表观动力学  25-27
第三章 乙炔催化加氢反应表观动力学实验测定  27-43
  3．1 实验目的  27
  3．2 实验原理  27
  3．3 实验方案  27-31
    3．3．1 实验用反应器的型式  27-28
    3．3．2 实验条件  28-30
      3．3．2．1 实验场地  28
      3．3．2．2 实验用加氢催化剂  28-29
      3．3．2．3 实验用原料气  29-30
    3．3．3 实验装置和实验方法  30-31
      3．3．3．1 实验装置  30-31
      3．3．3．2 实验方法  31
    3．3．4 实验操作参数  31
      3．3．4．1 实验反应器催化剂装填数量  31
      3．3．4．2 原料气乙炔浓度范围  31
      3．3．4．3 反应温度  31
      3．3．4．4 反应压力  31
      3．3．4．5 空速  31
  3．4 实验结果  31-35
    3．4．1 乙炔浓度对加氢反应的影响  31-34
    3．4．2 温度对加氢反应的影响  34-35
    3．4．3 空速对加氢反应的影响  35
  3．5 实验结果讨论  35-43
    3．5．1 乙炔浓度对加氢反应的影响  36-40
    3．5．2 反应温度对加氢反应的影响  40-41
    3．5．3 空速对加氢反应的影响  41-43
第四章 参数回归——表观动力学方程的建立  43-53
  4．1 表观动力学方程建立的方法  43-46
  4．2 参数回归方法  46-48
  4．3 参数回归计算结果—表观动力学方程式的建立  48-49
  4．4 参数回归计算方法的误差分析  49-53
    4．4．1 反应级数α计算的误差分析  49-51
    4．4．2 表观反应速率常数k、表观活化能Ea和表观动力学方程指前因子A计算的误差分析  51-53
第五章 乙炔加氢反应器的设计  53-64
  5．1 反应器设计的基本原理  53-54
    5．1．1 反应器的工业放大  53-54
    5．1．2 反应器设计的基本任务  54
    5．1．3 反应器设计的基本方程  54
  5．2 反应器型式的确定  54-56
  5．3 反应器物理模型的确定  56
  5．4 设计基础  56-57
    5．4．1 未脱炔甲烷的组成  56-57
    5．4．2 未脱炔甲烷的工艺参数  57
    5．4．3 工业装置对脱炔反应器的要求  57
  5．5 反应器操作条件的确定  57
  5．6 反应器直径的计算  57-60
  5．7 反应器床层高度、床层温升和床层压降的计算  60-64
第六章 工业装置运行  64-72
  6．1 工业装置致稳甲烷脱炔工艺流程设置  64-65
  6．2 脱炔反应器的结构和催化剂的装填  65-66
  6．3 致稳甲烷预热器E-960的设计  66-67
  6．4 工业装置脱炔反应器的实际脱炔效果  67-69
  6．5 工业装置运行结果讨论  69-70
  6．6 工业装置采用甲烷致稳技术的实际经济效益  70-72
第七章 结论  72-73
参考文献  73-78
附录1 乙炔反应级数α、表观反应速度常数k和表观反应活化能Ea拟合电算程序  78-83
附录2 床层高度Lr、床层温度T和床层压力P电算程序  83-85
致谢  85

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物（无环化合物）的生产 > 脂肪族烃
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