8-反应动力学说明

反应动力学说明2018年“东华科技-陕鼓杯”第十二届全国大学生化工设计竞赛兰州石化5万吨/年甲基丙烯酸甲酯项目反应动力学说明团队名称： 府学路18号团队 团队成员：陈弘男 曾辉 陈钊宜 要馨惠 晏燕指导老师：黄星亮 孟祥海 王成秀 杜巍 徐建2018年8月目录1、异丁烯水合反应动力学112、异丁烯水合反应动力学233、叔丁醇脱水反应动力学144、叔丁醇脱水反应动力学275、异丁烯氧化反应动力学86、甲基丙烯醛氧化酯化反应动力学9府学路18号团队1、异丁烯水合反应动力学1异丁烯水合预平衡反应器反应动力学取自文献Inhibition by Product in the Liquid-Phase Hydration of Isobutene to tert -Butyl Alcohol: Kinetics and Equilibrium Studies（Ind. Eng. Chem. Res. 1988,27, 2224-2231）。反应动力学表达式如下：式中：CB异丁烯浓度，koml/m3； CW 水浓度，kom/m3； CA叔丁醇浓度；koml/m3.Aspen输入截图如下：（1）反应动力学因子经过单位换算：输入：图1-1 反应动力学因子输入（2）推动力项经过单位换算，逆反应推动项：图1-2 逆反应推动项正反应推动项：正反应推动项式中表达式为：图1-3 正反应推动项（3）吸附项输入：图1-4 吸附项输入2、异丁烯水合反应动力学2异丁烯水合反应精馏塔动力学取自文献异丁烯水合平衡转化率和动力学的初步研究（合成橡胶工业，1984(06):425-431），动力学如下：B为树脂交换当量，即单位体积或重量树脂中的交换基团所能交换的阴、阳离子克数（或克当量数），经查阅可知本项目使用的催化剂树脂交换当量为3.33mol/kg。参数汇总见表2-1表2-1 动力学参数汇总表项目数值k1，kmol/(kgm3s)1.9832109k2，kmol/(kgm3s)2.15311013E1，kcal/mol17840E2，kcal/mol26240换算：输入：图2-1 动力学输入图2-2 动力学输入3、叔丁醇脱水反应动力学1叔丁醇脱水预平衡反应器动力学取自文献Kinetic measurement on the isobutene/water/tert-butanol chemical heat pump（INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH, VOL. 20,681-692 (1996)）（1）反应动力学因子输入：图3-1 动力学输入（2）推动项正反应推动力：图3-2 推动力项输入逆反应推动力： 图3-3 逆反应推动力（3）吸附项吸附项：输入：图3-4 吸附项输入4、叔丁醇脱水反应动力学2叔丁醇反应精馏塔动力学取自文献叔丁醇催化精馏脱水制异丁烯模拟研究（化学工程，2012,40(11):64-67），表达式如下：式中：正反应速率常数，； 逆反应速率常数，； 叔丁醇活度，；叔丁醇活度，；叔丁醇活度，；树脂催化剂交换当量，；催化剂质量，。反应动力学参数汇总如表4-1.表4-1 反应动力学参数项目数值k1，m3/(kgs)3.564107k2，m3/(kgs)1411E1，kJ/mol73.80E2，kJ/mol50.80输入：图4-1 动力学输入图4-2 动力学输入5、异丁烯氧化反应动力学 异丁烯氧化动力学取自文献Study on the Effect of Nickel Doping on Mo-Bi Based Catalyst for Selective Oxidation of Isobutene to Methacrolein（Int. J. Chem. React. Eng. 2016; 14(1): 105112），动力学方程如下：换算如下：Aspen输入如下：图5-1 动力学输入6、甲基丙烯醛氧化酯化反应动力学甲基丙烯醛氧化酯化反应动力学取自文献甲基丙烯醛一步氧化酯化制