甲基叔丁基醚（MTBE）反应精馏过程综合的研究

摘要

甲基叔丁基醚(MTBE)是一种重要的石油化工产品,它主要用作提高汽油辛烷值的添加剂.MTBE将在汽油改质和城市环保工作中占据越来越重要的地位.在MTBE的合成工艺中,反应精馏是在一个塔设备中同时完成反应和分离两种单元操作的新型化工生产过程,与其它传统化工生产过程相比具有节约能源,减少设备投资等优点.但是在精馏体系中引入化学反应增加了问题的复杂性,使得难以对反应精馏过程进行有效的设计,因此开展MTBE反应精馏设计的研究工作,具有重要的理论意义和应用价值.该文通过综合分析现有的反应精馏设计方法,从反应精馏的初步设计出发,针对异丁烯和甲醇合成MTBE这一可逆放热反应,在以下方面开展了研究工作:1.根据可得区及可得区分区的思想,利用绝热反应最大速率曲线和反应平衡速率曲线,将停留时间和转化率空间分区研究,通过这些不同区域及其连接边界的特性确定MTBE绝热反应体系适宜流程结构,即CSTR+PFR.2.通过引入无因次准数Da将剩余曲线的概念应用到均相和非均相催化反应精馏过程中,研究了动力学对均相反应精馏过程的影响,并对均相和非均相催化精馏的剩余曲线图进行了比较.3.将转换组成变量应用于含惰性组分的MTBE体系,通过剩余曲线图分析压力和惰性组分的影响,确定可能的塔顶塔底产物以及由此产生的分离方案.4.在反应精馏体系中引入反应/分离向量,通过构建反应精馏过程的可得区,探讨了反应和分离发生耦合作用时反应精馏塔中反应段的特性,对于压力为8atm,气化分率为0.5的MTBE合成体系,反应精馏塔反应段应接近CSTR操作.

目录

文摘

英文文摘

符号说明

前言

第一章 文献综述

1.1引言

1.2甲基叔丁基醚的概述

1.2.1甲基叔丁基醚的物理化学性质

1.2.2甲基叔丁基醚的用途

1.2.3甲基叔丁基醚的生产工艺

1.3反应精馏过程概述

1.3.1反应精馏的特点

1.3.2反应精馏技术的应用

1.4反应精馏设计的研究进展

1.4.1混合整数非线性规划法

1.4.2直观推断法

1.4.3稳态分析法

1.4.4图解综合法

1.4.5可得区法

1.5论文选题的目的和意义

第二章 MTBE反应器系统综合优化

2.1引言

2.2反应器模型描述

2.3 r-x空间分区

2.4 t-x空间的可得区

2.5 t-x空间的可得区分区

2.6分区线及各区域的特性

2.7流程结构的确定

2.8小结

第三章 MTBE 反应精馏过程研究

3.1引言

3.2剩余曲线的简介

3.3反应精馏剩余曲线方程的推导

3.4均相催化过程

3.4.1模型的建立

3.4.2过程及结果分析

3.5均相与非均相催化精馏的比较

3.6小结

第四章 MTBE反应精馏体系的影响因素分析

4.1引言

4.2影响因素分析

4.2.1模型的建立

4.2.2压力的影响

4.2.3惰性组分的影响

4.3小结

第五章 MTBE反应精馏塔反应分离可得区的研究

5.1引言

5.2反应/分离向量

5.3可得区的构建

5.4结论与分析

第六章结论

参考文献

附录

致谢

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