Co-Ni2fγ-Al2O3催化剂上乙醇氨化合成乙腈的本征动力学分析

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1、Co-Ni/γ-Al2O3催化剂乙醇氨化合成乙腈的本征动力学研究符号说明Ai——i组份色谱峰面积，mV。fi——i类基团对分子性质f的贡献值。As——对照品色谱峰面积，mV。fGm——标准生成吉布斯自由能，-1kJ·mol。a——恒压热容关联式系数，H0——积分常数。-1-1J·mol·K。-1a——恒压热容关联式系数之差，fHm——标准摩尔生成焓，kJ·mol。-1-1J·mol·K。H——标准摩尔反应焓，kJ·mol-1b——恒压热容关联式系数，rm。-1-1J·mol·K。b——恒压热容关

2、联式系数之差，I——积分常数。-1-1J·mol·K。ΘC——实验测量平均值。K——反应平衡常数。Cˆ——模型计算值。k，ki——反应平衡常数。Ci——实验测量值。k0，k0,i——指前因子。c——恒压热容关联式系数，L——催化剂床层高度，mm。-1-1J·mol·K。ci——反应物浓度，M——实验数据组数。-3mol·m。ci,0——反应物初始浓度，mi——对照品真实质量，g。-3mol·m。Cpi——i组份标准恒压热容，mi,in——反应物入口质量，g。-1-1J·mol·K。c——恒压热容关联式系数之差，

3、mi,out——反应物、产物出口质量，-1-1J·mol·K。g。-1-1Cp——标准恒压热容差，J·mol·K。ms——内标物真实质量，g。D——反应管内径，mm。mt——产物理论生成质量，g。dp——催化剂颗粒直径，mm。ni——分子中i类基团个数。-1E，Ei——反应活化能，kJ·mol。P——模型待估参数个数。-1-1F——方差检验值。R——气体常数，8.314J·mol·K。2fi——i组份质量校正因子。R——复相关指数。vivi河北工业大学硕士学位论文3-1rA——乙醇反应速率，mol(mcat·m

4、in)。3-1ri——i组份反应生成速率，mol(mcat·min)。Si——产物选择性，%。S残——实验数据残差平方和。S回——实验数据回归平方和。S总——实验数据总平方和。-1Sm——标准摩尔生成熵，kJ·mol。T——反应温度，K。ot实——催化剂床层实际温度，C。ot显——催化剂床层测量温度，C。vi——i组份的化学反应计量系数。W——催化剂质量，g。Wi——i组份质量百分数，%x——乙醇转化率，%。Yi——产物收率，%。α——乙醇反应级数。β——氨气反应级数。vii河北工业大学硕士学位论文第一章文献综

5、述§1-1乙腈工业现状1-1-1乙腈性质及应用简介乙腈(Acetonitrile)又名甲基氰CH3CN，是一种无色、带有甜味的透明液体，有醚味。由于乙腈具有[1]很高的偶极矩和分配比，可与水及许多有机溶剂混合，因此经常作为无机和有机化合物的优良溶剂。乙腈也是一种重要的化工原料，广泛用于有机合成、农药、医药、石油化工、表面活性剂、高分[2]子材料等方面。其次，由于高纯乙腈对紫外光的吸收为零，并具有独特的物理化学性质，因此，乙腈在高压液相色谱、电化学、分光光度法中均有应用。除此之外，乙腈还是氯化溶剂的有效稳定剂，丁二烯

6、、异戊二烯和芳烃的提取剂，并可作为萃取剂用于提取脂肪酸、丁腈橡胶等；同时，乙腈也是催化剂[3]或过渡金属络合物催化剂的有效组份，在合成光学化学品、香料和织物染色剂中也有广泛的应用。以乙腈为原料的大宗工业化学品主要有以下几种：乙胺、苯乙酮、氢氰酸、萘乙酸、己二腈、丙[4]二腈、N，N-二甲基乙酰胺、乙酰乙腈等。1-1-2乙腈生产概况乙腈的经典制法是由乙酸在氧化铝催化剂上氨化脱水合成，也可由乙炔、氨气和氧气经硫酸锌催化制得，然而这两种生产方法都存在产率低，成本较高等缺点。目前，工业上主要是通过丙烯氨氧化合[5]成丙烯腈

7、的过程中分离副产乙腈的方法获得乙腈。表1列举了目前世界上由丙烯腈副产乙腈的生产厂家及生产能力。近年来，丙烯腈的主要下游产品如腈纶纤维和ABS树脂等对丙烯腈的需求增长缓慢，世界丙烯腈的产能由2002年的640万吨/年降到了2008年的586.6万吨/年。但是，乙腈的下游产品越来越多，其中有71%用于制药行业，10%用于农药行业，其他主要用于溶剂和试剂。2008年的金融危机导致国外的丙烯腈大量减产，美、西、日（三者合计丙烯腈产能占全球的60%以上）等发达经济体的丙烯腈产量难以恢复至危机以前的水平，这导致乙腈的价格从20

8、08年初的1.75万元/吨上涨到年底的6万元/吨，并创下2009年1月12万元/吨的天价。我国的乙腈产量从2007年的2.5万吨下降到2008年的1.9万吨，而2008年全球乙腈的总消费量为7~7.5万吨，产量的下降短期难以恢复。目前，医药和农药对乙腈的需求保持稳定，造成乙腈需求和供应出现缺口。尽管人们不断地开发合成乙腈的新方法，在2010年乙腈市场的价格已