年产12万吨醋酸乙烯酯和7万吨二氧化碳项目动力学说明.pdf

动力学说明

1.乙醇脱水反应动力学说明

乙醇脱水反应属于固体催化剂下的气相反应。

据文献报道，乙醇脱水反应为复杂反应：

文献中研究了ZSM-5分子筛催化剂在乙醇脱水气相反应中的动力学，采用固定床

反应器，首先采用同一批催化剂，选取不同重时空时，在同一反应器和同一反应

条件下测得乙醇脱水的转化率和选择性，具体试验数据如下：

图1重时空时对乙醇脱水反应转化率的影响

（反应压力：常压；温度：200℃）

1

图2重时空时对乙醇脱水反应选择性的影响

（反应压力：常压；温度：200℃；）

-1

实验说明选择重时空时为1.6h较好。

消除外扩散的影响：

图3外扩散影响的检验

（反应压力：常压；温度：200℃；）

由图可知，当原料重时空时大于1.2h-1时，外扩散影响可以忽略不计。

2

消除内扩散的影响：

排除内扩散的影响可以通过改变催化剂的粒径来实现，从图可以看出，当催化剂粒径在

40-60目时内扩散影响已经消除。

反应动力学模型为：

式中：（-r）—产物i的生成反应速率，mol/g·h

i

Pi—物质i的分压，atm

3

R—通用气体常数（8.314）

T—绝对温度，K

2.醋酸乙烯合成反应动力学说明

乙烯、氧气和醋酸在催化剂作用下，直接生成醋酸乙烯的反应式为：

实际上这是一个平衡反应，速率方程如下：

k0.009715/RT

1

但是由于逆反应的动力学比较难测定，仅有少部分文献提供了在低转化率的

动力学模型，并且在实际工业中，一般为了考虑单位时间的产量，也是在低转化

率下进行生产，而在低转化率下，产物浓度较低，一般不考虑其逆反应，因此以

下的动力学模型，都是在低转化率下提出的，低转化率下为一个只跟原料浓度有

关的动力学方程。

15/RT0.350.2

r0.0097PP

vaeto2

副反应：

4

21/RT

k0.00051

2

21/RT0.270.88

rco20.00051petpo2

5