铁系尖晶石催化剂上丁烯氧化脱氢制丁二烯动力学测定及其在膜反应器中的应用

摘要

该论文以铁系尖晶石B-02为催化剂,在膜反应器中以固定床方式操作,测定了反应温度在330ˉ420℃、反应压力0.1MPa下,丁烯氧化脱氢制丁二烯的幂次经验动力学方程.将膜反应方式与固定床方式下丁烯氧化脱氢反应体系在不同空速、不同氧/烃比、不同反应温度 下的出口转化率、选择性、收率均不同程度的优于固定床方式,表明膜反应器方式比起传统的固定床方式在所实验的范围内反应更为有效.对丁烯氧化脱氢制丁二烯反应在膜反应方式下操作进行了反应性能的研究,建立了描述膜反应器反应性能的数学模型,并将相应的膜反应实验与模型计算值进行了比较,吻合良好.最后,根据膜反应器内反应特性的分析,对模型进行了优化设计,从优化模型结果看,采用非均布模型能获得更好的反应效果.

目录

摘要

ABSTRACT

前言

一.文献综述

1.1丁烯氧化脱氢的化学反应

1.2催化剂及催化机理

1.2.1催化剂

1.2.2丁烯在铁系尖晶石催化剂上的氧化脱氢机理

1.3丁烯氧化脱氢动力学研究

1.4无机膜及膜催化反应器

1.4.1无机膜

1.4.2无机膜的气体渗透机理

1.4.3膜催化反应器

二.丁烯氧化脱氢制丁二烯动力学方程测定

2.1实验

2.1.1实验原料

2.1.2实验设备及流程

2.1.3实验条件及方法

2.1.4实验数据

2.2实验数据处理及结果

2.2.1数据处理方法

2.2.2数据回归

三.在膜反应器中丁烯氧化脱氢的反应性能研究

3.1γ-Al2O3无机膜制备及膜渗透量测定

3.1.1膜制备

3.1.2膜渗透量测定

3.2膜反应器性能实验

3.2.1膜反应器性能实验

3.2.2固定床操作反应实验

3.2.3实验结果对比

3.2.4结果分析

3.3膜反应模型的建立及与实验值的对比

3.3.1膜反应模型分析

3.3.2模型与实验值的对比结果及讨论

3.4膜反应器的优化

3.4.1模型优化的分析及设计

3.4.2非均布模型与均布模型的对比及讨论

四.总结

参考文献

致谢

附录