微波強(qiáng)化催化反應(yīng)精餾過程研究.pdf

1、反應(yīng)精餾技術(shù)經(jīng)過幾十年發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)出多種工藝，并成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。但鑒于反應(yīng)精餾技術(shù)本身的局限性，如反應(yīng)速率過慢或反應(yīng)條件與精餾條件不匹配等，該技術(shù)并不能應(yīng)用于所有的反應(yīng)體系。本文的研究目的正是針對(duì)反應(yīng)精餾技術(shù)受到的某些局限性，利用微波對(duì)物質(zhì)作用的特殊性，來彌補(bǔ)反應(yīng)精餾技術(shù)的局限性，使反應(yīng)與精餾過程條件相匹配，開發(fā)出了一種新型過程耦合強(qiáng)化技術(shù)一微波反應(yīng)精餾技術(shù)。本文選用DOP酯化反應(yīng)體系作為研究對(duì)象，對(duì)該體系酯化微波反應(yīng)精餾過程及

2、其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 對(duì)于微波反應(yīng)精餾過程的基礎(chǔ)性研究部分，本文從兩個(gè)方面進(jìn)行：(1)微波場(chǎng)中的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，在自制的微波反應(yīng)裝置中，對(duì)DOP酯化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了測(cè)定，并與該反應(yīng)常規(guī)加熱方式下的反應(yīng)速率進(jìn)行了比較，了解了微波場(chǎng)對(duì)DOP酯化反應(yīng)的特殊作用，并得到了微波場(chǎng)中鈦酸四丁酯催化DOP酯化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程；(2)微波場(chǎng)中的汽液相平衡，本文研制開發(fā)了用于微波場(chǎng)中的汽液相平衡儀，分別測(cè)定了不同微波功率下乙醇-苯和異辛醇

3、-DOP兩組二元體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)，通過與常規(guī)汽液相平衡數(shù)據(jù)比較得知微波場(chǎng)對(duì)汽液相平衡的影響，并采用UNIQUAC模型對(duì)上述兩組二元體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，得到了相應(yīng)的模型參數(shù)。
　　 對(duì)于微波反應(yīng)精餾過程的工藝實(shí)驗(yàn)研究部分，本文研制了應(yīng)用于微波反應(yīng)精餾過程的專用填料-MRDPAK填料，對(duì)MRDPAK填料的流體力學(xué)以及傳質(zhì)性能進(jìn)行了測(cè)定。建立了內(nèi)裝MRDPAK填料的微波反應(yīng)精餾塔，采用本文開發(fā)設(shè)計(jì)的異辛醇汽提微波反應(yīng)精

4、餾工藝對(duì)DOP酯化微波反應(yīng)精餾過程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并與常規(guī)反應(yīng)精餾及普通微波反應(yīng)精餾過程進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明異辛醇汽提微波反應(yīng)精餾工藝更具優(yōu)勢(shì)。
　　 建立了DOP酯化微波反應(yīng)精餾過程的穩(wěn)態(tài)平衡級(jí)模型，利用該模型對(duì)DOP酯化微波反應(yīng)精餾過程進(jìn)行了模擬與分析，模擬結(jié)果與本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好，說明了所建模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該過程的主要影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的模擬研究，考察并確定了進(jìn)料位置、回流比、進(jìn)料單酯醇摩爾比、精餾段及反應(yīng)