戊问烯东-动力学参数来源说明书

1、神华宁煤年产16000吨特戊酸乙酯项目戊问烯东团队神华宁煤集团有限责任公司精细化学品厂年产16000吨特戊酸乙酯项目动力学参数来源说明书队员：张聪、张琪、王佳、杨志华、孙琪指导老师：范辉、李平、李学强、王政 目录目录2动力学说明11.鼓泡床反应器动力学说明12. 特戊酸乙酯反应器动力学说明3动力学说明1.鼓泡床反应器动力学说明文献固体酸催化合成特戊酸的研究-樊小彬中，对固体酸催化剂上异丁烯羰基化动力学进行了研究，并给出了相关实验数据。由于该文献没有直接给出本征动力学方程，因此，我们拟根据实验结果及相关文献，自行拟合数据点，得到反应动力学方程。根据该文献可知，通过对磺酸树脂、五硅型硼硅酸盐沸石及

2、SO2/MxOy型催化剂上特戊酸合成性能的研究,筛选出了对本反应体系具较高活性的催化剂SO42-/ZrO2,在该催化剂上合成特戊时,异丁烯的转化率为34.8%特戊酸产率为19.2%。实验中发现:温度对反应性能有很大影响,在异丁烯达到超临界状态后,反应性能大大改善,但在较高的温度下易发生异丁烯的聚合反应;提高反应的压力能够改善反应性能。对催化剂SO42-/ZrO2,来说较好的反应条件是150,7MPa。主反应的反应方程式为：经查阅文献，符合一般烯烃羰基化的动力学特征。因此，若使用POWERLAW形式反应动力学模型，其反应速率方程形式为：根据该文献，反应温度对收率、选择性的影响如表1-1所示，共有

3、不同条件下4组数据点。由于反应器内各反应物接触完全、各处反应均匀一致，可应用全混釜模型，经推算，反应速率可由下式计算得：表1-1不同温度下特戊酸的转化率、收率T K反应时间t/s转化率XA收率373216000.1420.443423216000.3480.569473216000.6430.524523216000.9040.482 经计算，不同温度下的反应速率如表1-2所示：表1-2不同温度下异丁烯羰基化反应速率常数单位1234TK373.15423.15473.15523.15ks-13.141*10-61.127*10-52.499*10-55.229*10-5 T单位为K，本项目反应

4、体系中温度为150左右，即423.15K，即：根据Arrhenius方程：以lnk-1/T作图，如图所示：图1-1 异丁烯羰基化反应lnk-1/T图斜率为 故E=30123.3J。截距为，故ko=0.0542855则反应动力学方程为：本反应中的副反应如下所示：由于缺乏不同反应条件下副产物的收率数据，故采用拟合方法进行推算。设副反应均为一级反应，经过反复验算，最终确定副反应动力学参数如下： 2. 特戊酸乙酯反应器动力学说明特戊酸和乙醇酯化反应方程式为:本反应采用阳离子交换树脂作催化剂可加快反应的进行。根据文献催化酯化吸附脱水联合工艺合成特戊酸乙酯及动力学，对阳离子交换树脂催化的反应，经大量研究后发现，除扩散控制外，一般与均相催化反应具有相同的机理，在排除内外扩散影响后，假设当温度较低时，酯化反应受动力学控制，将该反应视为拟均相不可逆二级反应。在催化剂用量w=10（相对于乙醇和特戊酸总质量）时，以