探究浆料催化精馏新工艺制mtbe的研究

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1、天津大学硕士学位论文浆料催化精馏新工艺制MTBE的研究姓名：徐晶申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：周明20030101中文摘要本文提出了一种新型催化精馏工艺一一浆料催化精馏工艺，浆料催化精馏所用的催化剂为粒径很小的微粒或超微颗粒，使其与液相形成浆料在塔内流动。本文以甲醇与异丁烯生成MTBE为反应体系，采用平均粒径为4um的酸性阳离子交换树脂做催化剂，在内径为(D25mm的填料塔中考察了这一新工艺的可行性。考察了催化剂浓度、操作压力、甲醇进料含水量和进料流量等条件对该反应浆料催化精馏过程的影响。提高催化

2、剂浓度、反应压力可提高甲醇的转化率;进料甲醇水含量的增加大大降低了甲醇转化率，必须将原料甲醇中的水脱除;原料流量增大，使反应停留时间减少并降低了甲醇的转化率，但它增加了MTBE的生成速率。在本实验装置条件下，当进料中催化剂浓度3%，绝压0.8Mpa，流量120ml/h，甲醇浓度(wt)98%时，甲醇转化率可达99.7%.建立了浆料催化精馏的平衡级模型，通过实验数据对模型进行了验证。模拟了反应段塔板数、醇烯比及混合碳四进料对该反应浆料催化精馏过程的影响。最后，设计了浆料催化精馏工艺使用溶剂和不使用溶剂两种情况工

3、艺流程，预测了浆料催化精馏工艺的应用范围。同普通的催化精馏相比，浆料催化精馏具有不需要制作催化剂元件、不需要停车更换催化剂、催化剂效率高和易于工业化生产等优点。浆料催化精馏工艺具有很好的研究和开发前景。关键词:浆料催化精馏;转化率;MTBE;异丁烯AbstractAnovelcatalyticdistillationprocess---slurrycatalyticdistillationwasstudiedinthispaper.Thecatalystoffineparticleswasmixedinone

4、ofthereactantstreamsandfedintoadistillationcolumnreactor.Inthispaper,thefeasibilityofslurrycatalyticdistillationprocesswasexperimentallystudiedinapackingcatalyticdistillationcolumnof25mmininner-diameter.ThepreparationofMTBEbyetherificationofmethanolbyisobut

5、enewaschosenasamodelreactionandthecatalystwasacidicionexchangeresinabout41rmindiameter.Theefectsofcatalystconcentration,operatingpressure,watercontentinmethanolfeedandfeedflowontheslurrycatalyticdistillationprocesswereinvestigated.Theexperimentresultsindica

6、tedthatincreasesofcatalystconcentrationandoperatingpressurecanincreasethemethanolconversionratio;thattheincreaseofwatercontentinmethanolfeedcanreduceremarkablythemethanolconversionratio,sothatwaterinthefeedmustbeeliminated;thattheincreaseoffeedflowofmethano

7、lcanshortenresidencetimeofreactionandreducethemethanolconversionratio,atthesametime,itcanincreasetheMTBEproductionrate.Whencatalystconcentrationwas3%,operatingabsolutepressure,0.8MFa，methanolconcentration,98%(wt),andfeedflow,120mlth，小(methanolconversionrati

8、ocanreach99.7%inexperimentalinstallation.Theequilibriumstagemodelofslurrycatalyticdistillationwasestablished.Thesimulationresultsagreedwellwiththeexperimentaldata.Theeffectsofidealplatenumbersofreactio