探究甲基叔丁基醚（mtbe）反应精馏过程综合的研究

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1、青岛科技大学硕士学位论文甲基叔丁基醚（MTBE）反应精馏过程综合的研究姓名：张丽申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周传光;金思毅20040522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利t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

2、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。本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

3、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。关键词：甲基叔丁基醚反应精馏可得区剩余曲线STUDIESONTH

4、ESYNTHESISOFREACTIVEDISTlLLATl0NFORMETHYLTERTlARYBUTYLETHERABSTRACTMethyltertiarybutylether(MTBE)isanimportantpetrochemical；itismainlyusedasgasolineadditiveforimprovingoctanenumber．MTBEhasgreatsignificanceofprotectingtheatmosphericenvironmentandimprovingthequality

5、ofgasoline．Thenewprocessofreactivedistillationhasmanyadvantageswhencomparedtotheconventionaldesign：lowercapitalinvestment；lowerenergyconsumption；higherproductyields，itispossibletocombinetwooperations(i．e．separationandreaction)inareactivedistillationcolumn．Becauseo

6、fthereactionintroducedinthedistillationsystem，theproblemofdesignandsynthesisofreactivedistillationprocessesiscomplex．Thereforeitisveryvaluabletostudytheprojectacademicallyaswellaspractically．Thispaperanalyzestheexistingmethodsaboutthedesignofreactivedistillation．A

7、imingatthereversibleandexothermalreactionofmethanolandisobutenetoformMTBE．Wedosomeresearchworkasfollows：1．Accordingtothemethodofattainableregionandthepartitionoftheattainableregion，thet-xspaceisdividedintothreekindsofregionusingthemaximumratecurveandtheequilibrium

8、ratecurve．Theoptimumreactorflowstructurecaneasilybedeterminedbasedonthepropertiesofdifferentregionsandconnectionboundary，whichiSCSTR+PFR．2．Theeffectsofc