全国化工大赛-恒逸石化杯-山东滕州中盛化工有限公司年产30万吨醋酸乙烯项目6-1动力学说明.docVIP

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2019“

2019“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛

30万吨/年醋酸乙烯生产项目

动力学说明书合肥工业大学酯问东烯团队团队成员：李麒泽李晟辉杨成果何涛陈浦指导老师：姚运金杨则恒张卫新徐超范小明朱文拿

动力学说明书

合肥工业大学酯问东烯团队

团队成员：李麒泽李晟辉杨成果何涛陈浦

指导老师：姚运金杨则恒张卫新徐超范小明朱文拿

本项目动力学说明

1.乙醇脱水制乙烯

由参考文献可知，催化剂床层孔隙率为0.2左右，床层密度为760kg/cum。

反应方程式为：C2H6O→C2H4+H2O

k=

k0=

r=

选用固定床列管式反应器，催化剂为固体，反应物为气体。该反应为固定床气-固相催化反应，可理想化为活塞流，做如下假设：

（1）径向无浓度梯度；

（2）L＞100ds，ds–颗粒直径，略去轴向返混的影响；

（3）由于轴向有效导热率数值远低于径向有效热导率，轴向热传导可忽略不计，只考虑轴向随流体带入及带出的显热；

（4）假设床层内各点的固体温度与流体温度相同，即不考虑固体与流体间的温度差；

（5）略去温度对热容的影响。

动力学方程：

r=

其中，r——乙醇脱水反应速率，mol

Pi——分压，MPa

Ea——反应活化能，J

R——8.314J?

T——反应温度，℃

转化为符合Aspen的动力学表达式

r=

其中k0的单位为

所以k

图1在Aspen中输入动力学参数

图2在Aspen中输入反应方程式

2.副反应产生乙醚

反应方程式：2C2H6O→C2H10O+H2O

k=

k0=

r=

其中，r——乙醇脱水反应速率，mol

Pi——分压，MPa

Ea——反应活化能，J

R——8.314J?mol

T——反应温度，℃

转化为符合Aspen的动力学表达式

r=

其中k0的单位为kmol

所以k

图3在Aspen中输入动力学方程式

图4在Aspen中输入反应方程式

3.醋酸乙烯酯的制备

由文献可知，主要活性位，Norman等采用XRD,HREM/EDX等手段检测商业用的新鲜Pd-Au-K-SiO2醋酸乙烯催化剂,结果显示该催化剂中的钯存在两种形式:4~5?nm的PdAu合金粒子以及一种高度分散的组分Pd.Samanos等通过实验发现高度分散的Pd催化剂对生成VAc的催化活性非常低.因而推断，在醋酸乙烯合成时，PdAu合金粒子起主要的活性作用.

r

k=

其中k=464.051

K1=0.95

K2=6.6858

K3=9.02501

R——8.314J?

T——反应温度，℃

Ea=2165.24J/mol

转化为符合Aspen的动力学表达式

r=

k

图5在Aspen中输入动力学方程式

图6在Aspen中输入反应方程式