乙醇催化脫水制乙烯反應系統(tǒng)的數(shù)學模擬.pdf

1、根據(jù)系統(tǒng)建模的理論，以生物乙醇催化脫水制乙烯為研究體系，以乙醇脫水生成乙烯及乙醚為獨立反應，以乙醇和乙烯作為關(guān)鍵組分，建立了多相催化固定床管式積分反應器的一維和二維數(shù)學模型。 采用龍格．庫塔法對得到的一維數(shù)學模型進行數(shù)值求解；而對于二維數(shù)學模型，則采用正交配置法沿徑向離散化，最終形成一組常微分方程組，再利用龍格-庫塔法求解得到的方程組。通過計算機模擬得到了乙醇催化脫水制備乙烯反應過程中反應器的軸向和徑向的組分濃度分布。然后分別針

2、對不同的操作條件，對反應情況進行模擬計算，以研究不同實驗溫度和進料速率對于乙醇脫水制乙烯反應的影響。結(jié)果表明實驗溫度的提高可以提高乙烯的產(chǎn)量，產(chǎn)生乙烯反應的選擇性明顯提高，但是乙醇轉(zhuǎn)化率變化相對較小。隨著進料流率的增大，催化劑選擇性先減后增，但都高于90％；在進料流率小于0.8 mL·min<'-1>時轉(zhuǎn)化率都在80％以上，當流率過大時，反應轉(zhuǎn)化率會迅速降低。同時，二維模型的結(jié)果還表明，由于實驗采用反應管管徑較小，使得乙醇催化脫水制備乙

3、烯的反應器催化床徑向濃度差很小，并且計算結(jié)果與一維模型基本一致，因此乙醇催化脫水制備乙烯反應采用一維模型對反應器模擬是適當?shù)摹?最后，利用系統(tǒng)分析的方法，根據(jù)乙醇脫水制備乙烯反應的一維數(shù)學模型，得到了目前生產(chǎn)條件下，該反應的最優(yōu)工藝條件：溫度為423℃，進料速率為1.1 mL·min<'-1>。然后又利用系統(tǒng)評價和價值論，對生物乙醇脫水制備乙烯技術(shù)，分別從社會價值、技術(shù)條件以及經(jīng)濟價值分別進行了分析與評價，認為當前條件下，作為石