甲醇制汽油(MTG)集总动力学模型.pdfVIP

维普资讯 (牛一、1 第 17卷 第 2期 煤 炭 转 化 V01．17 No．2 1994年 5月 COAL CONVERSION M ay1994 甲醇制汽油 (MTG)集总动力学模型 、J 杜 明仙 ‘郝 栩 胡惠民一 黄 哲一 胡杰南一 ， 九—— ～ 一 -rQ ，7／’ ／ ／ 摘 要 用Sedran_j的模型，对甲醇在ZSM一5分子筛上转化制汽油过程进行7 集总动力学研究。用单纯形法对实验数据进行回归分析 ，求出了动力学参数。特此动 力学模型预测 固定床反应结果 ，计算值与实测值相对平均误差 ，i、于 2O％． 关键词 甲醇汽油，集总动力学模型，ZSM一5沸石 中图分类 一 66 —— —— 0 引 言 由于 MTG过程是一个包含多个步骤、涉及多种组分的复杂反应过程，精确的动力学处理 很困难 ，目前大多是采用Lumping(集总)的方法来处理。0： 所谓 Lumping，就是把原料及产品中所有化台物集总成若干分族品种，在动力学模型中 将每一分旗品种作为一种虚拟的单一组分来处理 。 早在 l959年 ，Smith叫就用集总的方法研究了石脑油催化重整的动力学行为，模型计算的 重整催化剂床层温度分布与实测值基本一致。1971年，Kmak 对 Smith的模型做了重大修 改，使其能预测芳烃产率和产品分布 。1976年，Stangel 和Weekman 提出了催化裂解模型， 描述不同反应条件对转化率和产品分布的影响。近年来 ，MihailIr1和 Maria 又将集总方法用 于 MTG和 MTO 过程 。 此外，ChenandReagan ，Chang ，Anthong 和Sedran：等都 曾采用集总的方法对 MTG过程的动力学进行了研究。模型分族的方法都是基于ChangandSilvestri[12_7提出的反应 途径 ，即： Paraffin 2CH3OH # CH3OCH3一 C 一C 一 A r0”啦 ￡fS 并做如下假设 (1)上述反应是一个 自动催化反应} ·硕士生；* 研究员，中国科学腕山西煤炭化学研究所，030001太原 收稿 日期 ；1993—03—01 维普资讯 第 2期 、杜明仙等 ：甲醇制汽油(MrG)集总动力学模型 15 (2)关于初始 C—C键的生成机理，较多学者倾向于认为碳烯 (：CHz)机理更为可能，已 建立的动力学模型也都以此为基础 ； (3)甲醇脱水生成二 甲醚的反应能快速达到平衡 因此 ，将 甲醇和二 甲醚作为一个含氧化 合物集总，低碳烯烃、烷烃加芳烃则分别作为另外两个集总{ (4)含氧化合物生成低碳烯烃 ，以及低碳烯烃生成烷烃加芳烃的反应均为一级反应。 这些模型的计算结果与实验值的相符程度尚可，从不同的角度对 MTG过程做了阐述。 从实用的角度讲，集总动力学模型是可取的。但正如Wei_1和Luss_j所指出的，这种方法 在理论上并没有必然的根据 。用具有 “分族”化合4势平均性质的虚拟组分来严格等效地描述它 所代表的那些化合物的动力学特性 ，几乎是不可能的。因此集总方法基本上仍是一种经验的方 法，模型可靠性取决于化合物的划分性质和动力学之间的联系。 目前国外关于 MTG集总动力学 的研究尚在发展阶段，而国内这方面的工作至今所见不 多