文献类型：学位论文

中文题名：正丁烯临氢异构反应精馏过程研究

作者：胡展[1];

机构：[1]华东理工大学;

导师：周兴贵;华东理工大学|谢在库;华东理工大学

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：异丁烯;异构反应;精馏过程;提纯工艺

摘要：1-丁烯和异丁烯是两种重要的α烯烃产品，市场前景广阔。本文以混合C4为原料，以Ni/Al2O3为催化剂，对混合2-丁烯临氢异构制1-丁烯反应精馏过程和异丁烯反应精馏提纯过程中的若干关键技术问题进行了探讨。研究内容包括正丁烯临氢异构的反应动力学，反应精馏过程的稳态和动态模拟，反应精馏过程实验等。 动力学研究表明，在以Ni/Al2O3为催化剂，正丁烯临氢异构过程中，同时发生正丁烯的双键异构、顺反异构、加氢等反应。在温度为353.15K，氢烯比为0.02，液时空速为60h-1的条件下，2-丁烯到1-丁烯的转化率达到5.75％，接近其异构平衡转化率。在实验基础上，建立了能描述上述气—液—固三相反应的轴向扩散动力学模型，并得到了反应速率常数和活化能。模型计算值和实验值吻合较好。 反应精馏过程的稳态模拟表明，对于2-丁烯反应精馏制1-丁烯过程，回流比和塔顶出料速率是影响2-丁烯转化率和1-丁烯纯度的关键因素。由于单塔反应精馏过程回流比要求较大，可考虑采用预反应器或背包式反应精馏工艺。对于异丁烯反应精馏提纯工艺，回流比、塔顶出料速率、和进料位置是影响塔顶异丁烯浓度，塔项异丁烯收率和1-丁烯异构化率的关键因素。该工艺相对现行的异丁烯提纯工艺，有较强的技术优势，通过一定的优化设计和实验验证，可以很好的应用于工业化生产。 动态和开车过程模拟表明，所建立的动态模型能可靠的反映2-丁烯反应精馏制1-丁烯的开车过程，在比较不同的开车时间对过程影响的基础上，得出2-丁烯反应精馏制1-丁烯过程开车时，可以先采用全回流，之后直接将进出料阀门瞬间开至设定值的开车方案。 在动力学实验和稳态模拟的基础上，本文还设计了分离性能测定和反应精馏实验的实验方案。实验结果表明采用分离实验和Aspen模拟结果对比的方法，测定具有较多理论板数实验装置的分离性能是可行的，异丁烯反应精馏提纯过程在实验中是可行的。