内扩散控制下异丁烯齐聚反应宏观动力学研究

利用工业硅铝小球固体酸催化剂，排除了外扩散的影响后，在高压微反实验装置上进行了异丁烯齐聚反应的宏观动力学研究。结果表明，在相同的实验条件下，反应的宏观动力学行为与本征动力学行为有较大的不同，异丁烯的反应级数受内扩散影响由2级变为1．5级，异辛烯的反应级数则为0级。在本征动力学方程的基础上，利用集总的方法建立了内扩散控制下的异丁烯齐聚复杂反应动力学模型，并采用数值计算方法对该模型进行了求解，获得了异丁烯齐聚的集总宏观动力学方程。模拟结果与实验结果吻合良好。     

异丁烯在强酸性阳离子交换树脂上的齐聚动力学

以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,对异丁烯齐聚反应动力学进行了研究。首先通过机理分析建立了齐聚反应动力学模型。用高斯-牛顿法,根据实验数据进行参数估算,得到了相应的动力学模型参数,经统计检验表明,动力学模型是适当的,而齐聚反应液中各组分浓度与时间的关系曲线则显示异丁烯的齐聚具有一级串联不可逆反应的特征。异丁烯二聚和三聚的速率方程分别为-dcIB/dt=2kIBcIB,dcDIB/dt=kIBcDIB-kDIBcDIB,反应速率常数kIB=3.08×106exp(-54 520/RT),kDIB=3.10×103exp(-36 670/RT)。     

异丁烯齐聚反应动力学研究

用硅铝小球固体酸作催化剂，在排除了内、外扩散影响的基础上，利用高压微分反应器对异丁烯齐聚反应的动力学行为进行了实验研究。结果表明，异丁烯齐聚反应为快速液一固相催化反应，在80℃～120℃，2．0MPa的实验条件下，反应产物主要是异丁烯的二聚物和三聚物，且三聚物的收率远高于二聚物，两者的浓度比值随反应温度的升高而下降；少量四聚物的生成主要源于碳八烯烃与碳八正碳离子的反应。通过对反应动力学规律的分析，建立了齐聚反应的简化动力学方程。     

异丁烯齐聚反应精馏的数学模拟

在异丁烯齐聚集总宏观动力学模型的基础上,采用平衡级模型和改进松弛法对工业用硅铝小球催化剂进行的异丁烯齐聚反应进行了模拟,并将模拟结果与实验结果进行了对比.结果表明,该模型适用于异丁烯齐聚反应精馏过程的模拟计算.     

异丁烯齐聚反应精馏的数学模拟

在异丁烯齐聚集总宏观动力学模型的基础上,采用平衡级模型和改进松弛法对工业用硅铝小球催化剂进行的异丁烯齐聚反应进行了模拟,并将模拟结果与实验结果进行了对比.结果表明,该模型适用于异丁烯齐聚反应精馏过程的模拟计算.     

内扩散控制下异丁烯齐聚反应宏观动力学研究

利用工业硅铝小球固体酸催化剂,排除了外扩散的影响后,在高压微反实验装置上进行了异丁烯齐聚反应的宏观动力学研究。结果表明,在相同的实验条件下,反应的宏观动力学行为与本征动力学行为有较大的不同,异丁烯的反应级数受内扩散影响由2级变为1.5级,异辛烯的反应级数则为0级。在本征动力学方程的基础上,利用集总的方法建立了内扩散控制下的异丁烯齐聚复杂反应动力学模型,并采用数值计算方法对该模型进行了求解,获得了异丁烯齐聚的集总宏观动力学方程。模拟结果与实验结果吻合良好。     

异丁烯齐聚反应动力学研究

用硅铝小球固体酸作催化剂,在排除了内、外扩散影响的基础上,利用高压微分反应器对异丁烯齐聚反应的动力学行为进行了实验研究。结果表明,异丁烯齐聚反应为快速液固相催化反应,在80℃~120℃,2.0 MPa的实验条件下,反应产物主要是异丁烯的二聚物和三聚物,且三聚物的收率远高于二聚物,两者的浓度比值随反应温度的升高而下降;少量四聚物的生成主要源于碳八烯烃与碳八正碳离子的反应。通过对反应动力学规律的分析,建立了齐聚反应的简化动力学方程。     

以丝光沸石为载体的异丁烯齐聚反应催化剂的研究

研究了以丝光沸石为载体的催化剂对异丁烯齐聚反应的催化作用。以NH4NO3作为离子交换溶液,在微型反应器上考察了改性丝光沸石催化剂的酸中心量、浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对异丁烯齐聚反应转化率及选择性的影响,得到了适宜的制备条件。在此基础上,研究了温度、压力、进料速率等反应条件的影响。结果表明,最佳制备条件为换铵两次、铵浓度0.5 mol/L、焙烧温度400℃;最佳操作条件为反应温度100℃、反应压力3.0 MPa、进料速率1~2 mL/min。     

以丝光沸石为载体的异丁烯齐聚反应催化剂的研究

研究了以丝光沸石为载体的催化剂对异丁烯齐聚反应的催化作用.以NH4NO3作为离子交换溶液,在微型反应器上考察了改性丝光沸石催化剂的酸中心量、浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对异丁烯齐聚反应转化率及选择性的影响,得到了适宜的制备条件.在此基础上,研究了温度、压力、进料速率等反应条件的影响.结果表明,最佳制备条件为换铵两次、铵浓度0.5mol/L、焙烧温度400℃;最佳操作条件为反应温度100℃、反应压力3.0MPa、进料速率1～2 mL/min.     

以Nafion为催化剂的异丁烯齐聚反应的研究

考察了反应温度、 空速对Nafion催化异丁烯齐聚反应的影响. 探讨了催化剂在反应中的稳定性和变化特点. 在30～60 ℃范围内, 异丁烯的转化率随反应温度升高迅速增加, 低温时液体产物以二聚体为主. 当反应温度高于60 ℃时异丁烯转化率大于86%, 液体产物以三聚体为主. Nafion的催化活性随可接近磺酸基团的增加而提高. 高温有利于提高Nafion的溶胀度, 使体相内的磺酸基团更易接近. 由温度变化引起磺酸基团浓度稳定增加但可逆, 经低温处理后可以复原. 将Nafion担载在大比表面的载体上, 在低温下可获得更多的异丁烯二聚体.     

反应分离过程模拟：Ⅱ.反应闪蒸过程

采用变换变量的概念，将反应闪蒸过程模型变换为普通的非反应闪蒸模型。新模型将反应与相平衡相结合，避免了反应量的计算，且适用于含有惰性组分的反应闪蒸过程。以含有惰性组分的ＭＴＢＥ反应闪蒸过程为例，用非反应闪蒸方法进行计算，得到了关于反应闪蒸的一般结论。     

反应分离过程模拟：I.反应精馏过程

引入变换变量的概念，将发生平衡反应的反应精馏过程模型变换为普通精馏过程模型，减少了迭代变量，避免了反应量的计算，并易于采用普通精馏的计算方法。针对新模型非线性增强的特点，以松弛法得到初值，以Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法为算法主体，分别对含惰性组分和不含惰性组分的ＭＴＢＥ合成（甲基叔丁基醚）反应精馏过程进行了模拟计算。     

异丁烯齐聚反应催化剂的制备与评价

研究了Fe2(SO4)3(NiSO4)/γ-Al2O3催化剂对异丁烯齐聚反应的催化性能,考察了催化剂焙烧温度、活性组分担载量、Fe与Fe+Ni的摩尔比n(Fe):n(Fe+Ni)及催化剂成型对催化性能的影响.结果表明:n(Fe):n(Fe+Ni)为0.67时催化剂活性最佳;活性组分担载量为7%,500℃下焙烧的催化剂具有较好的异丁烯齐聚反应活性;催化剂成型(三叶型)后,其活性降低约6%,但目的产物(二聚物)的选择性提高约8%,二、三聚物的总选择性变化不大.     

氯化乙基铝／给电子体催化烯烃齐聚

研究了氯化乙基铝／给电子体组成的新的烯烃齐聚催化体系。在甲苯溶剂中，以 Ｅｔ_３Ａｌ_２Ｃｌ_３／ＰＰｈ_３为催化剂，在Ａｌ／Ｐ为 ８，反应温度为 ８０℃，反应时间为２ｈ 条件下，丙烯齐聚转化率为４９．５％，二聚选择性为９１．３％；催化１－丁烯齐聚反 应，丁烯转化率仅为３．５％；而在临氢条件下催化１－丁烯齐聚反应，可以大幅度提 高１－丁烯的齐聚转化率。使用本催化体系所得丙烯、１－丁烯的二聚物都是具有支链 结构为主的烯烃。对反应条件的影响及氯化乙基铝／给电子体两组分的催化作用进行 了探讨，认为属铝氢化物反应机理。     

二异丁烯均质压燃着火与燃烧特性分析

运用数值方法对均质压燃条件下二异丁烯（Diisobutylene ,DIB）的着火与燃烧特性进行了研究。数值计算结果与相应实验结果吻合较好,说明数值计算合理可靠。分析了初始压力、当量比、燃料组分对二异丁烯着火特性的影响,以及二异丁烯在HCCI发动机条件下的燃烧特征。结果表明,随着初始压力、当量比的增加,二异丁烯着火延迟期缩短;燃烧达到的最高温度随着当量比增加而提高,但不受初始压力变化的影响。在均质压燃条件下,二异丁烯同分异构体DIB 1着火先于DIB 2,二异丁烯混合物燃料着火延迟时间依赖于二异丁烯同分异构体组分的比例关系。二异丁烯是单阶段着火燃料,DIB 2最大放热率低于DIB 1,但仍能提供良好的动力性能。     

反应分离过程模拟 Ⅰ.反应精馏过程

引入变换变量的概念,将发生平衡反应的反应精馏过程模型变换为普通精馏过程模型,减少了迭代变量,避免了反应量的计算,并易于采用普通精馏的计算方法。针对新模型非线性增强的特点,以松弛法得到初值,以Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法为算法主体,分别对含惰性组分和不含惰性组分的ＭＴＢＥ合成（甲基叔丁基醚）反应精馏过程进行了模拟计算。     

高效液相色谱法测定异丁烯阳离子聚合模型反应的产物

建立了分析以２－氯－２，４，４－三甲基戊烷与１，１－二苯乙烯之间的阳离子反应作为异丁烯阳离子聚合模型反应产的的高效液相色谱方法，测定了上述模型反应各平衡组分浓度。所用的色谱柱为ＣＬＣ－Ｐｈ直径６．０ｍｍ×１５０ｍｍ，流动相为甲醇－水。应用此方法成功地测试了近８００个样品。     

异丁烯氢甲酰化反应副产物对反应的影响

简述了异戊醛的应用及异丁烯氢甲酰化催化剂的类型.重点研究了异丁烯氢甲酰化反应过程中产生的杂质,如异戊醇、异戊酸、异丁烷等对反应收率、选择性等的影响,得出了杂质的最大允许量(杂质占原料异丁烯质量分数):异戊醇1%、异戊酸1%、异丁烷20%.     

第三组分在异丁烯阳离子聚合体系中的作用机理研究

建立了异丁烯阳离子聚合的水分子模型反应。采用高效液相色谱定量分析方法，阐明了模型反应机理，研究了第三组分在异丁烯阳离子聚合体系中的作用，证实了在异丁烯阳离子聚合体系中第三组分主要起质子捕获剂的作用，并且其质子捕获能力与其用量及加料方式有关。     

煤阶及显微组分及对煤焦反应性的影响

确定手选富显微组分煤及焦的燃烧特性，从显微组分和煤阶的角度描述了反应性的变化，用热天平的燃烧曲线研究反应性，并给出焦的活化能，从活化能在不同阶段的变化情况分析内扩散对反应的影响，煤和焦的比表面积和孔分布由液氮等温吸附求得，结果表明，惰性组分的反应性较低，在燃烧过程中焦的活化能是变化的，在不同的阶段，显微组分的影响不同，对某些煤咱的焦，燃烧后期活化能降低，表明存在扩散影响。