px氧化动力学研究及氧化反应器模拟

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1、浙江大学硕士学位论文PX氧化动力学研究及氧化反应器模拟姓名：王丽军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李希2001.3.1浙江大学硕．b论文摘要对苯二甲酸(PTA)是合成聚酯纤维的重要原料，它是由对二甲苯(PX)高温液相氧化制得。f此过程以醋酸为溶剂、醋酸钴、醋酸锰为催化剂、溴化物为促进刺，空气为氧化剂。为了充分理解Px氧化反应的机理和规律，为PTA技术的国产化开发提供依据一本文对Px氧化反应动力学和反应器模型进行了系统的理论与实验研究。首先，设计与丌发了～套新颖的动力学实验装置，较好地解决了强放热条件

2、下的温度控制、反应结晶过程中的保真取样、液相样品的快速分析三个技术难点。其次，系统地研究了芳烃浓度、温度、催化剂、尾氧浓度等因素对反应的影响。，实验发现，芳烃浓度是影响此反应的最重要的因素，低的反应物浓度有利于加速反应的进行。通过机理分析，认为此现象是由于溴在催化过程中的特殊作用，据此犍出了一套有关Px高温氧化的反应机理并得到了相应的双曲型动力学模型，较好地拟合了实验数据。，同时，浓度效应使我们更深刻地理解了AMOCO反应器的设计原理。实验还发现：当气相氧浓度高于某一门槛值时，反应不受氧浓度变化的影响；催化剂

3、浓度越低，催化剂的变化对反应速率影响越大：实验给出了反应的活化能和指前园子，并验证了加入金属铪以后对催化体系的活化作用√最后，根据实验得到的动力学数据及模型，对工业反应器进行了计算机模拟和优化，模拟结果与现场测定值相符。同时，对有关工艺条件和改进方案进行了计算机模拟和评饥时反应器的壤佳构型进行了优化研究，得出了两釜串联的晟佳结构模式。本文开发的高温氧化实验技术、得到的动力学数据及反应器模型研究结果为对苯二甲酸生产工艺的技术改造及国产化开发提供了依据与手段。h关键词：对二甲苯、液相氧化、动力学、模型塑坚查堂堡!

4、：堕苎AbstractTerephthalicacidisthemostimportantfeedstockintheproductionofpolyester,whichisusuallyproducedviaoxidationofp-xyleneinaceticacidatmgh—temperature(191℃)byusingcobalt，manganese，bromineascomponentsofthecatalyticsyslem．Inordertounderstandthereactionmec

5、hanismandimprovethePTAtechnology,studiesonthereactionkineticsandthereactormodelwerecarriedoutinthispaper．Firstly,thespecialdesignedexperimentsetupestablished，andseveralnovelexperimentaltechniqueswereintroducedincludingtemperaturecontrol，liquidphasesamplinga

6、ndrapidanalysisofthesamples．Secondly,factorsthatinfluncethereactionwereinvestigatedsystematically．Itisshownthatthrou．咖experimentsthatthearomaticconcentrationisthemostremarkablefactor--theloweraromaticconcentrationacceleratetheoxidation．Tmsphenomenonisduetot

7、hespecialmechanismofPXoxidation，fl锄elythebromineplayaspecialrolejustlikeabuffer．Accordingtothisrealization，thereactionmechanismandthehyperbolicmodelofthekineticswereproposedwhichfitsdataofexperimentsverywell．TheprincipleofreactordesigninAMOCOprocessthencall

8、beunderstood．Inaddition，itisfoundthattheeffectofoxygenpartialpressureiszeroorderoverceitaiflthreshold，andtheeffectofcatalystconcentrationismoreremarkableunderloweatalstconcentration．Temperatureeffectal