hzsm-5上乙醇催化脱水制乙烯的工艺条件及本征动力学研究

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1、上海交通大学硕士学位论文HZSM-5上乙醇催化脱水制乙烯的工艺条件及本征动力学研究姓名：顾志华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：江志东;杨为民20070401上海交通大学工程硕士学位论文1HZSM-5上乙醇催化脱水制乙烯的工艺条件及本征动力学研究中文摘要乙烯是最重要的基本有机化工原料，其来源基本上来自于石油烃裂解，所以常受制于原油供应及其价格的波动，而目前国内外在生物质发酵乙醇技术方面取得重大突破，使得乙醇价格有望大幅下降，如果利用廉价生物质乙醇催化脱水制取乙烯是有重要意义的。本文采用等温固定床积分反应器，使用实验室自制的HZSM-5分子筛催化剂进行乙醇催化

2、脱水反应的工艺条件及本征动力学研究，实验结果表明在合适的反应温度下，乙醇催化脱水反应体系是一个复杂的串连反应网络，乙醚是乙醇催化脱水过程中的中间产物，即乙烯主要是通过中间产物乙醚的再脱水反应生成的，即串连反应占主导地位，在此实验过程中提出了幂函数形式的动力学方程，并通过计算机对实验得到的数据进行拟合，对模型参数估值后得到了能较好符合实验数据的动力学方程参数，建立了动力学方程：dcethanol451.382−1−1−=×1.22910×exp(1.0910/−×RTc)moll⋅⋅sethanoldtdcether451.382441.167−−11=××−×1.2

3、2910exp(1.0910/RTc)−××−×2.14110exp(6.5010/RTc)moll⋅⋅sethanoletherdtdcethylene441.167−1−1=××−×2.14110exp(6.5010/RTc)moll⋅⋅setherdt模型计算值与实验值吻合良好，经过显著性检验，认为模型是适定的，并可供工程开发参考。关键词：生物质乙醇;乙烯；HZSM－5分子筛；等温固定床积分反应器；本征动力学上海交通大学工程硕士学位论文2OPERATINGCONDITIONSANDINTRINSICKINETICSOFETHYLENEFROMETHANOLOV

4、ERHZSM-5CATALYSTABSTRACTEthyleneisoneofthemostimportantbasicorganicmaterial,itismostlyfrompetroleumhydrocarbonbycracking,therefore,itisofteninfluencedbycrudeoil.Howeverthefermenttechnologyforbiologysubstanceisdevelopingrapidly,andwillcauseethanolpricetodropinfuture,soithasveryimportant

5、significanceaboutethylenefromethanolbydehydrationTheoperatingconditionsandintrinsickineticsofcatalyzeddehydrationofethanoltoethyleneisstudiedinthispaper,thetestiscarriedoutbyusingaisothermalfixed-bedintegralreactorandHZSM-5zeolitepreparedinlaboratory.Theexperimentresultindicates,thatth

6、eethanoldehydrationreactionsystemisacomplicatedreactionnetworkincludingparallelandclusterreaction,diethyletherisareactionintermediatefortheconversionofethanoltoethylene,inthecourseofexperiment,akineticmodelwassupposed,andthemodelparameterisimitatedbyexperimentdatawithcomputer:dcethanol

7、451.382−1−1−=×1.22910×exp(1.0910/−×RTc)moll⋅⋅sethanoldtdcether451.382441.167−−11=××−×1.22910exp(1.0910/RTc)−××−×2.14110exp(6.5010/RTc)moll⋅⋅sethanoletherdtdcethylene441.167−1−1=××−×2.14110exp(6.5010/RTc)moll⋅⋅setherdtthecalculateddatacoincidedwithexperimentaldata,andthemodelispropert