Pt--Sn2fAl2O3催化剂上异丁烷脱氢制异丁烯反应器模拟分析

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1、北京化工大学硕士学位论文摘要Pt-Sn／AI203催化剂上异丁烷脱氢制异丁烯反应器模拟研究异丁烯是生产甲基叔丁基醚(MTBE)和叔丁醇的重要原料，是合成橡胶的重要单体，市场需求量日益增长。目前我国异丁烯的主要来源是裂解乙烯和FCC过程中的副产品，产量受到很大限制。因此通过将资源丰富、价格较低的异丁烷转化成异丁烯，引起了许多企业的极大兴趣。本文研究了异丁烷脱氢制异丁烯Pt．Sn／A1203催化剂和脱氢反应工艺，以及异丁烷脱氢制异丁烯的的径向绝热固定床反应器模型，并用该模型对年处理10万吨异丁烷的工业反应器的操作进行了模拟。首先，利用浸渍法制备实验催化剂，并采用实验室模

2、拟等方法对催化剂的催化性能进行评价。其次，本文采用实验室规模固定床反应器，采集Pt．Sn／A1203催化剂上异丁烷脱氢反应的反应数据，计算得到反应动力学和催化剂失活动力学参数。根据Pt．Sn／A1203催化异丁烷脱氢反应特征建立模拟催化反应和催化失活动力学模型，利用参数回归法得到相关参数，并利用统计方法验证所得参数的可靠性。最后，建立Pt—Sn／A1203催化剂上异丁烷脱氢制异丁烯的绝热固定床径向催化反应器的数学模型，通过实验及文献数据确定模型中各项参数。根据所得数学模型及参数，在相对应的基本工况条件下对工业规模的Pt．Sn／A1203异丁烷脱氢制异丁烯反应进行模拟

3、。l关键字：异丁烷，脱氢，异丁烯，Pt．Sn／A1203，动力学，反应器模拟ABSTRACTMoDELINGoFADIABATICFIXED．BEDREACToRFoRDEHYDROGENATIoNOFISoBUTANEToISoBUTENEIsobuteneisanimportantrawmaterialinMTBEandtert-butylalcoholproduction．Byfar,mostoftheisobuteneofourcountryisacquiredbycrackingetheneandfluidcatalyticcrackingprocesse

4、sasby—product，thus，theisobuteneyieldislimited．Duetothegrowingdemandsforisobutene，greatinteresthasbeentakenplacefortheresearchofisobutanecatalyticdehydrogenationtoisobutenebyourcountry’Scompanies．Thedehydrogenationofisobutenetoisobuteneinadiabaticradial-flowfixed-bedreactorsWasstudied．A

5、mathematicalmodelwasfoundedandappliedtosimulateaindustrialreactorthatprocesses100，000tonsofisobutaneperyear．Firstofall，weappliedimpregnationmethodtopreparethecatalyst．Thepropertiesandperformancewasevaluatedbylaboratorydevices．Secondly,wecollectdatafromalab．．scalefixed．．bedreactortocalc

6、ulatekineticsandcatalystinactivationparameters．Kineticmodelof北京化工大学硕士学位论文catalystinactivationandmodelofdehydrogenationwasfoundedaccordingtothecharacteristicsofthedehydrogenationreaction．Parametricapproachmethodswereusedtogettherelatedparameters．Thereliabilityoftheparametersobtainedwere

7、verifiedbystatisticalapproaches．Lastbutnotleast，themathematicalmodelofthedehydrogenationofisobutanetoisobuteneonthecatalystofPt-Sn／A1203inadiabaticradial-flowfixed-bedreactorWasfounded．Thevariousparametersinthemodelweresettledthroughexperimentsanddatafromreferences．Thesimulationofind