异戊烯和甲醇在反应蒸馏柱中醚化

研究异戊烯和甲醇在反应蒸馏柱中以苯磺酸阳离子交换树脂为催化剂 ,在 40～ 80℃醚化的转化率随反应条件的变化。结果表明 ,在 6 9℃、n(异戊烯 ) /n(甲醇 ) =1/1.2时 ,异戊烯醚化反应的转化率最高 ;反应压力对异戊烯醚化反应的转化率影响不大     

轻汽油醚化分馏塔再沸器蒸汽波动分析及措施

针对某石化公司催化裂化轻汽油醚化装置加工方案调整过程中,醚化分馏塔再沸器低压蒸汽流量频繁波动的问题,从轻汽油组成、醚化反应转化率、醚化分馏塔塔内液相组成等方面进行原因分析.发现轻汽油中异戊烯浓度较低,醚化反应转化率较低,导致醚化分馏塔塔底甲基叔戊基醚(TAME)含量降低,进而破坏了醚化分馏塔塔内液相平衡.采取降低轻汽油侧抽出率及提高预反应器进料温度的措施,以控制轻汽油中异戊烯质量分数不小于9.07％及保证醚化预反应器内异戊烯转化率,进而提高了醚化分馏塔塔底TAME含量,消除了低压蒸汽波动现象.在低压蒸汽波动期间,含甲醇的醚化汽油送至甲醇回收单元,回收甲醇后,经C5抽余油线,送至成品罐,稳定了装置操作,提高了醚化汽油质量.     

裂解碳五合成甲基叔戊基醚体系的热力学特征

以乙烯厂裂解碳五馏分和甲醇为原料,以国产QRE型大孔磺酸树脂为催化剂,在固定床反应器中考察了液相合成甲基叔戊基醚反应体系的热力学特征。对理论和实验数据的分析表明,反应体系中同时存在醚化和异构化3对可逆反应,异戊烯中2-甲基-1-丁烯比2-甲基-2-丁烯的醚化活性高;反应在低温(低于60℃)时由动力学控制,升高反应温度可提高异戊烯的转化率,在60℃时异戊烯的转化率达69.86%;高温(60℃以上)时,热力学平衡占主导地位,反应很快达到平衡,空速对异戊烯转化率的影响不大,在研究建立动力学模型时必须考虑热力学因素的影响。平衡常数的理论计算值与本实验的计算值相差较大,应用于该反应体系的热力学基础数据需进一步修正。     

异戊烯酸甲酯催化合成新工艺

实验以异戊烯酸和甲醇为原料,732型强酸性阳离子交换树脂为催化剂,采用甲醇外循环吸附除水工艺合成异戊烯酸甲酯。考察了醇酸摩尔比、催化剂用量和反应时间对酯化反应的影响。较佳工艺条件为:n_0(甲醇):n_0(异戊烯酸)=2.4:1,催化剂用量22 g/mol,反应时间16 h,酯化率达99.57%。     

异戊烯与甲醇合成甲基叔戊基醚的反应动力学研究

采用D005阳离子交换树脂催化剂,以异戊烯和甲醇为原料,在带磁力搅拌的钢密封间歇反应釜中进行了异戊烯醚化合成甲基叔戊基醚的反应。考察了反应温度和反应时间对异戊烯醚化反应的影响。实验结果表明,醚化反应速率随反应温度的升高而加快,最佳反应温度为348 K。通过改变反应温度得到了醚化反应动力学数据,建立了醚化反应速率与异戊烯浓度、甲基叔戊基醚浓度的动力学反应速率方程,并对动力学反应速率方程进行了验证。验证结果表明,异戊烯转化率的实验值与计算值的平均绝对误差为5,说明所建立的反应速率方程能准确描述该醚化反应。     

异戊烯醚化反应过程研究

采用稳定汽油C5为原料与工业甲醇混合,在一定温度和压力条件下,通过装有阳离子型磺酸树脂催化剂的筒式膨胀床双反应器进行醚化反应,考察了实验条件对反应转化率的影响.在一阶反应器操作参数：反应器入口温度70℃,反应压力1.0MPa,反应空速6～8 h^-1,循环比为2,醇烯摩尔比为1.2;二阶反应器的操作参数：反应器入口温度50℃,反应空速1.0～1.2 h^-1条件下进行了100h考察试验.结果表明,该反应比较平稳,一阶反应器的平均转化率在53%以上,二阶反应器的平均转化率在70%以上,异戊烯生成TAME具有很高的选择性,大于99%.     

裂解碳五醚化反应动力学的研究

分析了异戊烯醚化生成甲基叔戊基醚（TAME）的反应机理及相关的反应动力学模型,以甲醇和乙烯裂解碳五为原料进行醚化反应,分别求得R—E模型、L—H模型的动力学参数。通过对比两模型拟合效果,得出L—H模型有更好的拟合效果,并以建立的L—H模型估算醚化反应在不同空速下的最佳反应温度,以期为工业反应器设计和工艺参数的选择提供参考。     

管式反应器中合成甲基叔戊基醚动力学研究

分析了异戊烯醚化生成甲基叔戊基醚(TAME)的反应机理及相关的反应动力学模型,在管式反应器中以甲醇和乙烯裂解C5为原料进行醚化反应,分别以R-E,L-H机理建立动力学模型,以醇烯比为1的试验数据为基础进行参数估计,求出了动力学参数.以不同醇烯比时的试验数据对模型进行了辨识,结果表明在醇烯比大于1时,试验数据与两模型预测值均较为吻合,醇烯比小于1时L-H模型拟合效果较好.以建立的L-H模型估算醚化反应在不同空速下的最佳反应温度,以期为工业反应器设计和工艺参数的选择提供参考.     

轻汽油醚化催化蒸馏过程模拟研究

利用Aspen Plus化工流程模拟软件,对轻汽油预醚化-催化蒸馏组合工艺过程进行模拟和研究。针对固定床反应器和催化蒸馏塔内C5活性烯烃与甲醇醚化生成甲基叔戊基醚（TAME）反应分别采用均相和非均相反应动力学模型;催化蒸馏塔采用平衡级RedFrac模型和基于速率精馏的非平衡级RateFrac模型。对模型验证结果表明,所建立的轻汽油预醚化-催化蒸馏组合工艺模型具有较高的准确性和适用性。利用该模型对轻汽油醚化合成TAME过程进行分析,分别考察空速、反应温度、补加甲醇、进料位置以及反应段催化剂包性质等对C5活性烯烃转化率的影响,得到轻汽油预醚化-催化蒸馏组合工艺优化的操作条件为空速2~3 h-1,反应温度70 ℃等,为轻汽油醚化过程操作和优化以及工艺设计提供重要指导和依据。     

Ⅱ型催化型解制取异丁烯和异戊烯的研究及其工业应用

通过对异丁烯和异戊烯生成机理的研究，开发出大量生产异丁烯和异戊烯，同量还有较高收率的丙烯和高辛烷值汽油的Ⅱ型催化裂解技术，并在济南炼油厂１５万ｔ／ａ催化裂解装置上进行了首次工业试验。     

合成TAME宏观动力学的研究

在５０～９０℃，研究ＴＡＭＥ液相合成宏观动力学。用Ｄ００５型酸性阳离子交换树脂作催化剂，在间歇反应器内保持１．０ＭＰａ压力，甲醇与异戊烯加成制ＴＡＭＥ。采用非线性回归方法拟合试验数据，确定宏观动力学方程，并对其反应机理进行探讨。     

甲基叔丁基醚装置改造为乙基叔丁基醚装置的技术分析

对于采用混相反应器和催化精馏工艺的甲基叔丁基醚(MTBE)装置改造为乙基叔丁基醚(ETBE)装置进行了技术分析。针对乙醇沸点比甲醇沸点高的特点,对乙醇全部通过混相反应器进料和抽取一小部分乙醇直接在催化精馏塔的催化剂床层上进料两种情况进行了模拟计算。模拟计算结果表明,将一小部分乙醇直接在催化精馏塔的催化剂床层上进料能够增加异丁烯的转化率,降低乙醇在ETBE产品中的含量。通过对MTBE装置采取增加乙醇干燥单元,增大催化精馏塔再沸器和塔顶冷凝器、工艺循环水冷却器、乙醇精馏塔进/出料换热器的换热面积,增大乙醇精馏塔塔底泵的功率及对甲醇萃取塔和甲醇精馏塔塔板进行改造等措施,MTBE装置可以用于生产ETBE。     

甲基叔戊基醚裂解催化剂表征及其催化性能的研究

利用X射线衍射、热重-差热分析、傅里叶变换红外光谱和吸附脱附方法对自制的固载化杂多酸催化剂进行表征。表征结果表明,活性杂多酸以无定形形态负载在载体上,其活性中心为弱L酸,催化剂的孔体积和比表面积分别为0.85mL/g和217.7m2/g。采用该催化剂,在等温固定床反应器中进行甲基叔戊基醚(TAME)的裂解实验,并对催化剂活性下降机理进行讨论。实验结果表明,在0.3MPa、裂解温度190～220℃、液态空速小于0.6h-1的条件下,TAME的转化率大于99%,产物中2-甲基-2-丁烯(2MB2)与2-甲基-1-丁烯(2MB1)的摩尔比大于3,有利于下游产品的应用。     

催化蒸馏合成顺丁烯二酸二甲酯

在固定床反应器上对顺酐与甲醇反应生成顺丁烯二酸二甲酯的催化剂进行了筛选。实验结果表明,在DNW-1型树脂的催化作用下,顺酐的转化率达到100%,顺丁烯二酸二甲酯的收率可达到99%以上;且催化蒸馏工艺是可行的。     

干气和苯催化蒸馏制乙苯

研究了MCM-22沸石催化剂对于干气和苯催化蒸馏制乙苯的反应性能,对β,Y,MCM-22沸石催化剂在催化蒸馏和固定床反应工艺中的催化性能进行了比较。实验结果表明,催化蒸馏制乙苯工艺具有操作压力较低、乙苯选择性高、副产物生成量少的优点,但催化剂用量大;以MCM-22沸石为催化剂,随催化蒸馏塔操作温度和压力的升高,液相中乙烯浓度呈升高趋势、乙烯转化率也明显提高,乙苯选择性可达96%以上。催化蒸馏制乙苯过程的速率控制步骤是液相催化反应。     

胜华直馏柴油的固定床催化酯化脱酸

 针对柴油碱洗脱酸精制易乳化、收率低的问题，研究了催化酯化脱酸的技术来替代柴油碱洗脱酸。考察了在固定床催化剂存在下，影响柴油酯化脱酸的因素，并评价了酯化脱酸技术的经济性。结果表明，反应温度、空速、醇/油质量比、甲醇水含量等是影响柴油酯化脱酸的重要因素。反应温度高、空速降低、加大醇/油质量比有利于酯化反应的进行。甲醇中水的质量分数低于5%时，对酯化反应影响大，随水含量的增加，脱酸率显著降低；水的质量分数在5%~10%范围，脱酸率不再随水含量的增加而变化。对胜华直馏柴油来说，在反应温度280～300℃、反应空速1.5h^-1、醇/油质量比0.01条件下，脱酸效果明显。直馏柴油酯化脱酸比碱洗脱酸具有更好的经济效益。     

苯与丙烯催化反应器的设计

分别对苯与丙烯烷基化合成异丙苯的悬浮床催化精馏塔和固定床反应器进行了设计。建立了悬浮床催化精馏塔的工艺计算和流体力学模型 ,并对 48kt/a异丙苯悬浮床催化精馏塔进行了设计。设计结果表明 ,操作点处于塔板的适宜操作区范围之内。固定床反应器的设计是在满足全床层压降限制条件下 ,催化剂粒径由 3 75mm降至2mm ,增大了液固传质系数 ,提高了催化反应速率。     

催化精馏反应器新型内构件的研究Ⅱ.合成异丙苯

为了证实催化精馏反应器新型内构件的实用性 ,以丙烯与苯烷基化合成异丙苯为模型反应进行了热态试验研究。结果表明 ,这种新型的催化精馏塔结构不仅具有催化剂装卸方便、催化剂装填量大、床层压降低以及操作范围大等优点 ,而且可在高苯空速和低苯烯比的条件下取得高转化率、高选择性的反应结果 ,各项指标均大大优于固定床鼓泡反应器。从单位体积反应器生产能力进行比较 ,新型催化剂装填方式是固定床鼓泡反应器的 4倍以上。     

由碳五馏分合成甲基叔戊基醚工艺的研究

以催化裂化C_5馏分与工业甲醇为原料,D005型大孔强酸型阳离子交换树脂为催化剂,采用筒式膨胀床双反应器,考察了甲基叔戊基醚的合成工艺条件。一阶反应器的操作条件为：循环比为2：1,醇烯比为1.2：1,入口温度为70℃,空速为6 h~(-1),平均转化率为53.63%；二阶反应器的操作条件为：入口温度为50℃,空速为1.2h~(-1),平均转化率为71.32%,全调合方案可以使催化裂化汽油的辛烷值平均提高0.55个单位。