催化蒸馏合成乙二醇乙醚的过程模拟

修正了非平衡级速率模型,使之能适用于催化蒸馏过程的模拟.此催化蒸馏塔的精馏段和提馏段为一般的填料塔结构,而反应段为CR＆L公司提出的特定结构的催化剂填充层.采用专门测定此特殊结构的催化剂填充层的气膜和液膜传质系数关联式来计算反应段中的传质速率,用Onda的关联式计算精馏段和提馏段填充层中的传质速率.结合在NKC-01分子筛催化剂上环氧乙烷与乙醇反应的动力学方程式,采用Newton-Raphson技术完成了催化蒸馏合成乙二醇乙醚过程的模拟,结果是令人满意的.     

催化精馏合成乙酸乙酯的工业试验

以固体酸为催化剂,在中试催化精馏塔中进行了乙酸与乙醇反应制备乙酸乙酯的工业试验,试验塔的精馏段塔径为600 mm,内装陶瓷规整填料,反应精馏段塔径为1 000mm,内装7层立体催化精馏塔板.采用连续操作,考察了不同的回流比、釜酸质量分数、进料流量对反应和分离过程的影响,同时测定了塔板上气液相质量分数的分布.通过试验得到...     

高通量催化精馏规整填料的流体力学性能

介绍了一种可应用于催化精馏工艺的高通量催化精馏规整填料(HCCP),并对其流体力学性能进行了研究与讨论。以空气-水物系为介质在内径为400 mm的冷模精馏塔内进行实验,测量了该填料的干湿塔压降、持液量等流体力学性能。高通量催化精馏规整填料在结构方面进行了改进,使催化剂装填量可控,实验结果表明:填料在降低塔内压降、增加通量方面具有明显优势。最后对实验数据进行回归,获得经验关联式;实验测量值与公式计算结果吻合较好,这表明,数据回归获得的关联式可用于预测一定操作条件下填料的流体力学性能,用于工业实践及设备放大。     

氯硅烷精馏孔板波纹填料塔直径计算

根据氯硅烷精馏脱轻塔气液相负荷和相关物性参数,采用Bain-Hougen关联式计算了250Y型金属孔板波纹填料在精馏段和提馏段顶、底的液泛气速。在运行工况条件下,获得最小空塔气速所对应的塔径为Φ2500mm,结果采用F.R.I.进行了校核,为氯硅烷精馏填料塔塔径选择提供参考。     

规整填料层压降的计算及与散装填料的比较

根据文献[6]导出的规整填料层压降关联式,由实验数据计算出9种规整填料本文关联式的压降常数,用空气-水物系和非水物系的实验数据进行了验证,并与Billet关联式计算值和实验值进行了比较;对规整填料层与散装填料的泛点和压降进行了比较。结果表明:该关联式与实验数据吻合较好,压降计算误差在±15％;规整填料力学性能优于散装填料。     

催化精馏技术及其应用进展

叙述了催化精馏技术的原理和催化精馏塔的结构,重点介绍了板式塔装填、填充式装填、悬浮式装填和催化剂散装四种催化剂填料方式,阐述了催化精馏技术在酯化反应、水解反应、烷基化反应和其他反应中的应用,对催化精馏技术的发展进行了总结.     

乙酸正戊酯酯化反应动力学探讨与催化精馏模拟

在间歇釜式反应器中,以NKC-9阳离子交换树脂为催化剂,对乙酸和正戊醇催化合成乙酸正戊酯的酯化过程进行了研究。实验考察了不同催化剂用量及反应温度对乙酸转化率的影响,同时测定了实验条件下乙酸正戊酯酯化反应的反应动力学数据。采用拟均相模型对实验数据进行关联,得到了平衡常数和反应速率常数的计算式。在本实验条件下,该酯化反应为吸热反应,反应热及正、逆反应活化能分别为8.339kJ/mol、50.191kJ/mol和41.852kJ/mol,平衡常数及正、逆反应速率常数与温度的关系式分别为：K=54.2173e^-8338.8/RT,k₁=95402.5e^50191/RT,k₂=1759.6e^41852.2/RT。结合测定的动力学方程,建立了基于严格数学模型的过程模拟计算方法,对乙酸正戊酯催化精馏酯化过程进行过程模拟优化。优化后的操作条件为精馏段板数3、反应段板数9、提馏段板数14、进料位置7、混合进料酸醇摩尔比1.1∶1,此时塔釜乙酸正戊酯摩尔分数与正戊醇转化率达到99%以上。     

散装填料层泛点和压降的新关联式

导出了散装填料层泛点和压降的新关联式,将该关联式与通用关联图进行了比较,计算结果表明,新关联式对各种填料的压降平均计算误差在10％以下,泛点计算误差在7％以下,计算准确性优于通用关联图;用通用关联图计算压降有时误差较大。     

醋酸甲酯水解动力学及催化剂包效率因子的测定

测定了用SK—1A离子交换树脂催化的醋酸甲酯水解的宏观动力学,设计了能反映流体在催化剂包中实际流动情况的循环式间歇恒温反应流程,测定了醋酸甲酯水解催化精馏中试塔所用催化剂捆扎包的效率因子,并得到效率因子与液体流量和进料水酯摩尔比的关联式．     

规整填料塔二元汽相总传质系数的估计及多元醇蒸馏过程的模拟——传递速率法

本文建立了填料塔多组分蒸馏过程的传递速率模型。区别于传统利用传质单元数计算传质系数的方法,本文应用传递速率法直接由二元醇蒸馏数据拟合得到汽相总传质系数,然后回归成小雷诺数下的汽相传质关联式。引入适当假设,对Krishna/Standart多元传质系数计算方法进行了简化,将所得传质关联式用于甲醇/乙醇/正丙醇三元蒸馏数据四种计算策略下的传递速率法模拟,计算值与实测值符合较好。     

Estimation of the Mass-Transfer Efficiency in Catalytic Distillation in a Packed Column

Experiments are carried out to determine, under comparable conditions, the mass-transfer efficiency of a packed column in catalytic distillation of a chemically reactive mixture and in multicomponent distillation of the same mixture that is uncomplicated by chemical transformations. The reactive distillation process involves the reversible equimolar reaction of transesterification between butyl acetate and ethanol to form butanol and ethyl acetate. It is shown that the experimental data on the packed zone of the column are satisfactorily fitted by an equilibrium cascade model. The number of stages in the cascade is found from the Fenske-Underwood equation. In the experiments performed, both in the catalytic distillation and in the multicomponent distillation uncomplicated by chemical transformations, the height equivalent to a cascade stage is the same (20 cm).     

2-Methylpropylacetate synthesis via catalytic distillation

The paper deals with a 2-methylpropylacetate synthesis process development. The process is based on esterification of acetic acid with 2-methylpropanol by the reactive distillation method. A column in which separation of the reaction products takes place together with esterification in catalytic active separation packing is utilized in this process. Computer simulation of catalytic distillation has been performed to study the process and to evaluate the pilot plant experimental data. KATAPAK^® S structural packing was used in the reaction zone, while stripping and rectifying sections of the column were packed by CY^® packing. A good agreement between the simulation results and pilot plant data has been achieved.     

Determination of catalytic packing characteristics for reactive distillation

Catalytic distillation still expands its field of applications. New structured catalytic column internals have been developed in recent years and new studies have been reported. A modern structured catalytic packing MULTIPAK^® is a subject of the investigations presented in this paper.

Important parameters of MULTIPAK^® have been examined experimentally in a 250 mm ID laboratory column: pressure drop for dry, prewetted and irrigated packings, flooding line and mass transfer coefficients for the gas and liquid phases.

The correlations obtained have been incorporated into a software tool for the simulation of catalytic distillation processes and simulations have been performed assuming methyl acetate synthesis as a model process. The calculations have been verified using the experiments performed for the same synthesis in a 50 mm ID catalytic distillation column operating continuously and thus reflecting industrial applications. It is concluded that the model represents the real process with satisfactory accuracy, although some deviations can be observed, especially within the reactive zone.     

合成碳酸二甲酯工艺操作的模拟分析

用非平衡级模型模拟尿素醇解法合成碳酸二甲酯(DMC)的催化精馏工艺,分析各个操作条件变化对工艺体系产生的影响。结果显示,该工艺具有较强的相互作用,精馏段和反应段的温控作用均对反应段温度产生较大的影响,而对精馏段温度影响却不敏感。1.0 MPa下,回流比为4∶1,反应温度为180.0℃,精馏温度为136.0℃,DMC收率49.3%。增加压力有利于DMC收率的提高。合适的控制条件:压力为0.8—1.6 MPa,反应段温度应控制在180.0—185.0℃。     

催化蒸馏技术中催化剂包的有效因子测定

催化蒸馏合成MTBE(甲基叔丁基醚)的一种新结构的催化剂包由不锈钢丝网制成,内灌以催化剂颗粒(40目),催化剂包长20cm、直径2～10cm.化学反应在蒸馏条件下进行.测定了催化剂包的有效因子和表观反应速率常数.通过数学模型计算了不同温度、不同直径的催化剂包的有效因子,结果和实测值符合较好.此结果有助于催化蒸馏塔的设计     

催化精馏塔通用数学模型及其求解方法

建立了醋酸甲酯水解反应精馏实验流程,并探讨了反应精馏的工艺特点和可行性。建立了催化精馏塔通用数学模型,并给出了求解方法。该模型对于化学反应和精馏分离同时进行及交替进行两种形式的催化精馏塔均能适用,且可用于催化精馏塔的动态分析。     

催化精馏塔通用数学模型及其求解方法

建立了醋酸甲酯水解反应精馏实验流程,并探讨了反应精馏的工艺特点和可行性。建立了催化精馏塔通用数学模型,并给出了求解方法。该模型对于化学反应和精馏分离同时进行及交替进行两种形式的催化精馏塔均能适用,且可用于催化精馏塔的动态分析。     

煤炭地下气化过程中煤层热解DAE模型的研究

煤炭地下气化过程中,干馏干燥区的煤层在热传导及气化通道中高温煤气的热作用下发生热解反应,并析出热解煤气.该热解煤气在煤层的孔隙裂隙中扩散渗流,对煤层的渗透率(物理特性)及出口煤气热值组分都具有重要意义.在分析煤层热解特性的基础上,运用分布活化能模型(DAEM)的理论,建立了煤炭地下气化的热解动力学模型.运用该模型,通过热重实验,计算得到了大雁褐煤的热解动力学参数及活化能变化曲线.     

酶反应精馏耦合技术研究进展

酶反应精馏是将酶催化反应与精馏过程进行耦合,可有效打破反应化学平衡的限制,提高酶反应转化率和选择性,是一种新型化工过程强化技术。本文分别从酶催化剂及其催化反应机制、酶催化剂装填方式、酶催化反应与精馏耦合型式、酶反应精馏耦合技术的应用案例等方面综述了酶反应精馏耦合技术的研究进展,分析表明:目前酶反应精馏耦合技术的开发尚不成熟,且与化学催化剂催化的反应精馏过程不同,酶反应精馏工艺过程开发还需考虑酶催化反应温度、底物浓度等因素对酶催化活性影响。在后续研究中,可分别从研究体系、酶的固定化技术、酶催化剂装填方式、酶反应精馏理论研究、酶反应精馏耦合工艺开发等方面开展强化研究。