基于10000ta正丁烷氧化制顺酐固定床反应器模拟及工程设计

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1、天津大学硕士学位论文10000t/a正丁烷氧化制顺酐固定床反应器模拟及工程设计姓名：张妍申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：辛峰;孙晋坡2002.1.1摘要

2、／在许多富产天然气和油田气的国家正丁烷己逐渐取代苯来生产顺酐，而我国由于JF丁烷资源的相对稀缺，采用J下丁烷生产顺酐的大型装置不多，因此国内学者对正丁烷制顺酐大型装置理论和实践上的研究也不太多。2000年天津市化工设计院承担了新疆吐哈油田20000tla正丁烷制顺酐工程的设计工作，为此需要从理论和工程两方面对i_F丁烷氧化制顺酐大型装置作比较深入的了解，本文即在

3、设计工作的基础上对正丁烷氧化制顺酐的反应动力学模型和固定床工业反应器的具体设计进行了较为全面的论述。y论文通过反应动力学和反应器的模型化研究，确定了影响反应器性能的主要操作参数，并在此基础上对反应器设计中的关键问题进行了探讨。论文首先梳理了国内外关于正丁烷氧化制顺酐研究的相关文献，选定以固定床顺酐反应器模型化设计为论文写作的重点。在此基础上引入正丁烷氧化反应的速率方程，运用拟均相一维模型来模拟反应器并对模型进行求解，分析了各操作参数对反应器性能的影响，确定了反应器适宜的操作参数范围。同时文章还对工业反应器的具体设计内容和设

4、计中应解决的关键问题进行了全面论述。文章最后对比了反应器模型结果和工业反应器的性能参数，讨论了模型化设计对工业反应器设计的指导意义及目前国内反应器设计制造上存在的主要问题。关键词：正丁烷、顺酐、固定床反应器、模拟、v～、，AbstractButanehasreplacedbenzeneasthefeedstockofchoiceforlheproductionofmaleicanhydride(MA)inmanycountriesabundantinnaturalgasandoil-fieldgasbecauseofthe

5、processeconomicsandenvironmentaIfactors．ButjnChinabutaneisrelativelyscarceandthemajorityofmaleicanhydrideisstillproducedbytheoxidationofbenzeneThuspublicationsonthestudiesoflarge—scalereactorsforbutaneoxidationtoMAarehardlyfound．In2000，TianjinChemicalEngineeringDe

6、signingInstituteundeRookthedesignof200009aMaleicanhydrideprojectinXinjiangTuhaOilField．soIhadtheopportunitytotheoreticallyandpracticallyacquaintmyselfwiththedesignofthefixed—bedreactorforbutaneoxidationtoMA．Onthebasisofthedesigningwork，thispaperelaboratesonthemech

7、anismmodelingandthedesignproceduresofthereactor．Withintensivestudyonkineticsofthebutaneoxidationandthereactormodeling．thispaperdeterminesthemajorparametersthataffectthereactorfeaturesanddiscussesanumberofcriticalproblemsonthereactordesign．First，therelevantpublicat

8、ionsontheproductionofMAbybutaneoxidationreactionwerereviewedandthestudyonsimulationofthefixed—bedreactorforbutaneoxidationtoMAwasselectedasthefoCUSofthispaper．Then。thereactionrateequationsforthebutaneoxidationwereintroducedandaOne-DimensionalPseudo-HomogeneousMode

9、lwasusedtosimulatethereactor．Afterthemodelequationsbeingsolved，howdifferentoperatingparametersinfluencethereactorfeatureswasanalyzedandthesuitableranges