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乙酸催化加氢制乙醇反应动力学研究
作 者: 王利利
导 师: 应卫勇
学 校: 华东理工大学
专 业: 化学工艺
关键词: 乙酸 催化加氢 乙醇 动力学
分类号: TQ223.122
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
我国的能源结构是“富煤、贫油、少气”,以煤基乙酸为原料制备燃料乙醇是适合我国国情的工艺路线,燃料乙醇的研究越来越受到人们的关注。本论文研究了贵金属催化剂上的乙酸加氢还原制乙醇反应。采用比表面积测定(BET)对催化剂进行表征;在固定床等温积分反应器中考察了工艺条件(反应温度、反应压力、乙酸液相体积空速、氢气与乙酸的摩尔比)对乙酸转化率及产物选择性的影响;建立了Langmuir-Hinshelwood型反应动力学方程。BET表征结果表明催化剂的比表面积较高,可达891.68m2/g。在反应温度160℃~240℃、反应压力3MPa~7MPa、乙酸液相体积空速0.3 h-1~0.7 h-1、氢气与乙酸摩尔比5~22的条件下,随着温度升高乙酸转化率和乙醇选择性均明显增加,在240℃时,乙酸转化率接近平衡转化率;增加反应压力,乙酸转化率及乙醇选择性随之增加;提高乙酸液相体积空速,乙酸转化率降低,乙醇选择性呈增加趋势。根据实验数据,采用参数估值方法,得到Langmuir-Hinshelwood型动力学模型中的参数,残差分析及统计检验表明,该动力学模型是适宜的。
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全文目录
摘要 5-6 英文摘要 6-9 第1章 前言 9-11 1.1 研究背景 9 1.2 研究目的 9-10 1.3 研究内容 10-11 第2章 文献综述 11-29 2.1 乙醇的性质和用途 11-13 2.1.1 乙醇的性质 11 2.1.2 乙醇的用途 11-13 2.2 传统的乙醇制备方法 13-17 2.2.1 生物质乙醇的制备 13-15 2.2.2 化学合成法制乙醇 15-17 2.3 乙酸催化加氢反应方程式 17 2.4 国内外研究进展 17-25 2.4.1 羧酸直接加氢的催化剂 17-22 2.4.2 酯催化加氢制醇 22-23 2.4.3 羧酸加氢反应动力学研究 23-25 2.5 无水乙醇制备技术 25-27 2.5.1 热泵恒沸精馏法 26 2.5.2 渗透汽化法 26 2.5.3 分子筛吸附法 26-27 2.5.4 谷物类吸附剂 27 2.6 煤制燃料乙醇的发展前景 27-29 第3章 实验部分 29-39 3.1 实验条件 29 3.2 催化剂的表征 29 3.3 实验装置及流程 29-32 3.3.1 实验仪器及试剂 29-30 3.3.2 实验流程 30-32 3.4 实验步骤 32 3.4.1 催化剂装填 32 3.4.2 系统检漏 32 3.4.3 催化剂还原 32 3.5 产物分析 32-36 3.5.1 色谱分析 32-36 3.5.2 中和滴定 36 3.6 物料衡算 36-38 3.7 转化率及选择性计算 38-39 第4章 结果与讨论 39-58 4.1 BET表征结果 39 4.2 操作条件的影响 39-47 4.2.1 反应温度的影响 39-41 4.2.2 反应压力的影响 41-43 4.2.3 乙酸液体空速的影响 43-45 4.2.4 氢气与乙酸摩尔比的影响 45-47 4.3 动力学实验数据处理 47-53 4.3.1 动力学实验数据 47-51 4.3.2 物料衡算 51-53 4.4 动力学模型及参数估值 53-58 4.4.1 动力学模型 54 4.4.2 目标函数 54 4.4.3 参数估值 54-55 4.4.4 模型检验 55 4.4.6 实验值与模型值比较 55-58 第5章 结论 58-59 5.1 操作条件的影响 58 5.2 反应动力学 58-59 符号说明 59-60 参考文献 60-64 致谢 64
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物(无环化合物)的生产 > 脂肪族醇(醇、羟基化合物)及其衍生物 > 脂肪族醇 > 饱和一元醇 > 乙醇(酒精)
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