离子交换树脂细粉催化异丁烯水合反应动力学研究

摘要

在叔丁醇的应用日益受到重视的今天,研究新的、高效的生产叔丁醇的工艺具有重要意义.离子交换树脂细粉催化异丁烯水合反应制叔丁醇,具有传热性质阻力小、选择性高等优点.该文对用离子交换树脂细粉催化异丁烯水合反应动力学进行了研究.该文研究了增加异丁烯在水中溶解度的方法,通过计算比较了几种不同溶剂增加异丁烯溶解度的效果,选择出了较好的溶剂.比较了凝胶型、大孔型离子交换树脂以及几种不同粒径的大孔型离子交换树脂作为催化剂的效果,结果表明：细粉状（粒径在10μm左右）的大孔型离子交换树脂作为催化剂的效果较好,反应速率较快.该文采用半连续反应过程,使用细粉状大孔型离子交换树脂,考虑不同催化剂浓度、反应温度、反应压力、搅拌转速和异丁烯浓度等因素,对异丁烯水合反应动力学进行了实验研究,并利用数学模型和非线性最小二乘法对实验数据进行了参数识别,得到了离子交换树脂细粉催化异丁烯水合反应的动力学方程.应用上述反应动力学方程对异丁烯水合反应过程进行模拟表明,模拟结果和实验结果符合得较好.最后,还用得到的反应动力学方程对不同温度、压力、催化剂浓度以及加1,4-二氧六环、一缩二乙二醇二甲醚作为溶剂时的异丁烯水合反应过程进行了模拟,得到了异丁烯水合反应适宜的反应条件.-

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章 文献综述

1.1叔丁醇的主要制法

1.2增加异丁烯在液相溶解度的方法

1.3异丁烯水合反应动力学

1.4本论文主要工作

第二章 溶剂的选择

第三章 实验部分

3.1实验条件

3.2实验装置

3.3实验步骤

3.4分析方法

第四章 实验结果与讨论

4.1不同类型催化剂的比较

4.2不同粒径催化剂及不同搅拌转速对反应的影响

4.2.1引言

4.2.2不同粒径催化剂对反应速率的影响

4.2.3不同搅拌转速对反应速率的影响

4.3反应温度的影响

4.4反应压力的影响

4.5催化剂浓度的影响

第五章 动力学方程

5.1数学模型

5.2初始状态的确定

5.3常微分方程组的解法

5.4动力学参数的识别

5.4.1用两参数速率方程拟合

5.4.2用三参数速率方程拟合

5.4.3反应前不加叔丁醇的情况

5.4.4参数估值所得标准平衡常数与由热力学数据计算所得标准平衡常数的比较

5.5结论

第六章 动力学方程模拟结果与实验值的比较

第七章 模拟反应过程求取优化的反应条件

7.1反应温度的影响

7.2反应压力的影响

7.3催化剂浓度的影响

7.4溶剂的影响

7.4.1 1,4-二氧六环

7.4.2一缩二乙二醇二甲醚

符号说明

参考文献

附录

致谢