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《試析乙醇脫水制乙烯反應(yīng)器的模型化研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文乙醇脫水制乙烯反應(yīng)器的模型化研究姓名：周敏燕申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：陳曉春20080603摘要乙醇脫水制乙烯反應(yīng)器的模型化研究石油資源危機(jī)將給以石油為原料的乙烯工業(yè)帶來巨大沖擊，而生物質(zhì)發(fā)酵乙醇可以作為生產(chǎn)乙烯的原料，并且具有可再生性，因此，石油的不可再生性給乙醇脫水制乙烯技術(shù)路線的發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)會。目前乙醇制乙烯的技術(shù)路線得到了國內(nèi)外廣泛關(guān)注。本文采用多相催化固定床管式積分反應(yīng)器，對活性氧化鋁上乙醇催化脫水生成乙烯的動力學(xué)進(jìn)行了實驗研究，獲得了相應(yīng)的宏觀動力學(xué)模型，—47．116x10312，主反應(yīng)和副反應(yīng)的
2、動力學(xué)方程為別為：一％，1．065×103P—瓦一(1一x)，-67．598×10，．rc；10．158×eT(1一x)o’蝴。建立了固定床催化反應(yīng)器一維和二維擬均相模型，計算了相關(guān)的物性參數(shù)和反應(yīng)器模型參數(shù)，應(yīng)用正交配置法，將二維偏微分方程組轉(zhuǎn)化為常微分方程組，然后用龍格．庫塔法進(jìn)行求解。模擬結(jié)果表明：乙醇脫水生成乙烯為吸熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)管軸向溫度略有所降低，但溫差不會超過4℃；徑向溫差較小，基本在5℃左右。在410℃下，副產(chǎn)物乙醚非常少，摩爾分率不超過O．4％。二維模擬的結(jié)果與一維基本一致，催化床層徑向上的濃度梯度和溫度梯度很小，因此
3、基本上可以用一維模型來模擬此反應(yīng)器。關(guān)鍵詞：乙烯，乙醇，固定床反應(yīng)器，一維模型，二維模型，模型化研究ABSTRACTSTUDYONTHEMoDELINGOFTHEREACToRFoRETHANOLDEHYDRATIONTOETHYLENEABSTRACTPetroleumresou濺isnon—renewableandd巧ingupgradually，whiChbrought掣eatchallengesforethyleneindustries，andothernewaltemativerawmaterialsaredesired．Tllleetha
4、nol，produced丘Ombiomassfbnllentation，isanewaltemative，alsoitisregeneratiVe．’I'lletechnologyofemyleneproductionbyethanoldehydrationhaspresentedgoodperspectiveandobtainedmanyattentions．Inthiswork，thereactionkineticsforthecatalyticdehydrationofethanolt0ethyleneon丫一A1203catalystswas
5、studied，andaf奴edbedoftubularintegralreactorwasused．Themacrokineticmodelswereobtained：a)=!!：!!壘塑!l盈一，口=1．065×103e盯(1一石)isthehostreactionkineticequationandb)一67．598x103一乞一10．158×P—]云r一(1一x)0‘8473isthesideone．one．dimensionandtwo-dimensionmodelswereestablishedforthefixed．bedreactor
6、，respectiVely；thephysicpropertiesandmodelparameterswerecalculated．Inmodelsolution，two—dimensionpartialdi骶rentialequationsweretransferrediIlto0rdina巧differentialequationsbyusingorthogonalcollocationmethod，andthesuccessivesolutionwasbyusingRunge—Kuttamethod．，】meresultsshowedthata
7、)thedehydrationofethanoltoethyleneisanendotherI】[1icⅡI北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文reaction，theaxialtemperatureisslightlyloweredalongthereactor，withatemperaturedifferencelessthan4℃；b)theradialtemperaturedi￡盹renCeisaround5℃；C)thebyproductofetherisVe巧tinyunder410℃，withamolarpercentagelessthanO．4％
8、；d)thedifferencesofconcentrationandtemperatureareVe巧sm
