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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

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)。     

惰性组分对异丁烯齐聚反应的影响

以正己烷为惰性组分，利用高压反应釜实验装置研究了不同惰性组分添加量对异丁烯齐聚反应的影响，得到了惰性组分对异丁烯齐聚反应性转化率，产物分布，齐聚反应级数的影响规律。     

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.     

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%.     

非贵金属新型催化剂催化松香歧化动力学研究

 以醇盐水解法制备的Ni-Al/MnO_x(Ⅱ)为催化剂催化松香歧化反应,研究了反应的动力学特征,得到其动力学方程为:lnw=kt+1.326 7,其中反应速度常数k与反应温度T间的关系为k=0.103 6 e^-8.854/RT.     

LB型中温变换催化剂本征动力学研究

在3 MPa,598～728 K和反应器入口气体组成(摩尔分数)CO 0.066～0.139,CO2 0.041～0.1,H₂0.262～0.457,H₂O 0.217～0.386,N₂ 0.077～0.271,余为CH₄条件下,采用微型等温积分反应器,对低汽-气摩尔比LB型一氧化碳中温变换催化剂的本征反应特性进行了实验研究。以复合型法对实验数据进行非线性参数估值,建立了能良好吻合实验数据的幂函数型LB中温变换催化剂加压本征动力学模型。工业检验结果进一步表明,该动力学模型的应用是安全和可靠的。