环氧乙烷/乙二醇装置致稳甲烷气乙炔脱除反应的研究

【摘要】：本论文以通过催化加氢脱除致稳甲烷气中的乙炔为目的，进行了如下工作： 一、在乙烯生产装置现场的侧线装置上进行了动力学实验测定，由非理想吸附过程的实验数据整理出了致稳甲烷气中的乙炔在HC-9612非选择加氢催化剂上进行加氢反应的幂函数型表观动力学方程式，得出了乙炔对加氢反应的级数α近似为0.66，加氢反应的表观活化能Ea近似为30.92kJ／mol，表观动力学方程式为 -R_A=r_A=4.003×10~4exp(-30.92×10~3／RT)C_A~(0.66) 二、根据动力学实验结果，按照一维拟均相理想流动模型设计了致稳甲烷脱炔反应器并投入工业运行。检测数据表明，利用HC-9612非选择加氢催化剂脱除致稳甲烷气中的乙炔，当甲烷气中乙炔含量在150～237ppm(wt)时，在反应压力为0.4MPaG、反应温度为30°C、空速为991h~(-1)、床层雷诺数为1176的条件下，甲烷气中的乙炔含量可降至1.2ppm(wt)以下，达到了预期效果。 【关键词】：乙炔 加氢
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2000
【分类号】：TQ221
【目录】：

• 第一章 文献综述8-22
• 1．1 前言8
• 1．2 环氧乙烷／乙二醇生产中的甲烷致稳技术8-12
• 1．2．1 乙烯直接氧化生产环氧乙烷的反应特点8-9
• 1．2．2 甲烷致稳技术的发展9-10
• 1．2．3 甲烷致稳技术的优势10-11
• 1．2．4 致稳甲烷的品质要求11-12
• 1．3 乙炔脱除技术12-20
• 1．3．1 乙炔脱除技术概述12-14
• 1．3．1．1 溶剂吸收法12
• 1．3．1．2 催化选择加氢法12-14
• 1．3．2 乙炔加氢反应热力学和化学平衡14
• 1．3．3 乙炔加氢反应动力学14-16
• 1．3．4 工艺条件对乙炔催化加氢的影响16-19
• 1．3．4．1 温度的影响16-17
• 1．3．4．2 氢炔比的影响17
• 1．3．4．3 炔烃浓度的影响17
• 1．3．4．4 氢气浓度的影响17
• 1．3．4．5 空速的影响17-18
• 1．3．4．6 操作压力的影响18
• 1．3．4．7 杂质的影响18-19
• 1．3．5 乙炔加氢反应器19-20
• 1．3．5．1 换热式加氢反应器19
• 1．3．5．2 绝热式加氢反应器19-20
• 1．3．5．3 复合式加氢反应器20
• 1．4 致稳甲烷中乙炔的脱除20-21
• 1．5 本论文的研究重点21-22
• 第二章 乙炔催化加氢反应原理22-27
• 2．1 乙炔催化加氢反应的特点22
• 2．2 乙炔催化加氢反应的本征动力学22-25
• 2．3 乙炔催化加氢反应的表观动力学25-27
• 第三章 乙炔催化加氢反应表观动力学实验测定27-43
• 3．1 实验目的27
• 3．2 实验原理27
• 3．3 实验方案27-31
• 3．3．1 实验用反应器的型式27-28
• 3．3．2 实验条件28-30
• 3．3．2．1 实验场地28
• 3．3．2．2 实验用加氢催化剂28-29
• 3．3．2．3 实验用原料气29-30
• 3．3．3 实验装置和实验方法30-31
• 3．3．3．1 实验装置30-31
• 3．3．3．2 实验方法31
• 3．3．4 实验操作参数31
• 3．3．4．1 实验反应器催化剂装填数量31
• 3．3．4．2 原料气乙炔浓度范围31
• 3．3．4．3 反应温度31
• 3．3．4．4 反应压力31
• 3．3．4．5 空速31
• 3．4 实验结果31-35
• 3．4．1 乙炔浓度对加氢反应的影响31-34
• 3．4．2 温度对加氢反应的影响34-35
• 3．4．3 空速对加氢反应的影响35
• 3．5 实验结果讨论35-43
• 3．5．1 乙炔浓度对加氢反应的影响36-40
• 3．5．2 反应温度对加氢反应的影响40-41
• 3．5．3 空速对加氢反应的影响41-43
• 第四章 参数回归——表观动力学方程的建立43-53
• 4．1 表观动力学方程建立的方法43-46
• 4．2 参数回归方法46-48
• 4．3 参数回归计算结果—表观动力学方程式的建立48-49
• 4．4 参数回归计算方法的误差分析49-53
• 4．4．1 反应级数α计算的误差分析49-51
• 4．4．2 表观反应速率常数k、表观活化能Ea和表观动力学方程指前因子A计算的误差分析51-53
• 第五章 乙炔加氢反应器的设计53-64
• 5．1 反应器设计的基本原理53-54
• 5．1．1 反应器的工业放大53-54
• 5．1．2 反应器设计的基本任务54
• 5．1．3 反应器设计的基本方程54
• 5．2 反应器型式的确定54-56
• 5．3 反应器物理模型的确定56
• 5．4 设计基础56-57
• 5．4．1 未脱炔甲烷的组成56-57
• 5．4．2 未脱炔甲烷的工艺参数57
• 5．4．3 工业装置对脱炔反应器的要求57
• 5．5 反应器操作条件的确定57
• 5．6 反应器直径的计算57-60
• 5．7 反应器床层高度、床层温升和床层压降的计算60-64
• 第六章 工业装置运行64-72
• 6．1 工业装置致稳甲烷脱炔工艺流程设置64-65
• 6．2 脱炔反应器的结构和催化剂的装填65-66
• 6．3 致稳甲烷预热器E-960的设计66-67
• 6．4 工业装置脱炔反应器的实际脱炔效果67-69
• 6．5 工业装置运行结果讨论69-70
• 6．6 工业装置采用甲烷致稳技术的实际经济效益70-72
• 第七章 结论72-73
• 参考文献73-78
• 附录1 乙炔反应级数α、表观反应速度常数k和表观反应活化能Ea拟合电算程序78-83
• 附录2 床层高度Lr、床层温度T和床层压力P电算程序83-85
• 致谢85

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