查看原文
其他

丙烯水合制异丙醇工艺动力学数据相关问题

华理酸菜鱼 化工研学社 2023-10-08
在今年的设计大赛中,丙烯气相水合是很多同学选择的一条路线。为了完成Aspen动力学反应器建模,我们需要从各种渠道搜集包含动力学数据的文献。仅就中文检索而言,大家最容易找到文献1:《丙烯水合制异丙醇工艺的全流程模拟》与文献2:《丙烯水合反应器数学模型》,但其中也有一些同学们比较困扰的问题。下面小编带大家一起讨论并尝试说明这些问题。(以上两篇文献以及《基本有机化工工艺学》在公众号回复“丙烯水合”即可获取)

查阅文献1,我们发现文献中仅提到反应速率r与反应速率常数k的表达式和反应平衡常数Kp的数据,没有提供指前因子ko与活化能Ea的具体数值。

 

查阅文献2,我们发现其关于r和k的表达式与文献1一样且给出了ko与活化能Ea

来到Kp,出现了一个令人费解的地方,那就是阿伦尼乌斯方程的温度项带了一个13.956(文献1为负文献2为正),小编在查阅了文献2作者其后发表的文献3后确认为负,猜测是因年代较早,扫描时漏掉了负号。因此下文讨论Kp时均以-13.956为准。

如果这个-13.956正确,那么运算后Kp将会是一个极大的数值,几乎可以认为是一个不可逆反应,这于我们对于丙烯水合反应的经验认知有偏差,因此我们需要再去找到数据引用来源。

文献2引用吴指南老师的《基础有机化工工艺学》,书上记载如下:

将该表丙烯气相水合logKp转化为lnKp,相当于等式右边乘上2.303(ln10近似值),结果如下:

注:文献未直接给出Kp单位,但该处图表压力单位为atm,应以atm-1

如果近似1atm=105Pa,则将上式Kp单位化为Pa-1时,有

我们再将文献1中Kp(单位为Pa-1)取自然对数:

对比两个[  ]中的式子,大家的疑惑总算解开了,是文献1中“-13.956”放错了位置!Kp数据请以工艺学书或其他热力学手册为准。

注:亦可直接根据书上的数据以atm-1单位计算,不近似1atm=105Pa,结果差别不大。


参考文献: 
[1]   刘银川. 丙烯水合制异丙醇工艺的全流程模拟[D].北京化工大学,2011.
[2]   潘立登,马俊英,谢成祥.丙烯水合反应器数学模型[J].化工学报,1995(02):255-258.
[3]   马俊英,潘立登,黄晓峰.丙烯水合反应器的优化控制[J].北京化工大学学报(自然科学版),1996(03):49-53.

致谢:感谢“华理酸菜鱼”的投稿
化工设计Club已经建立2021年化工设计竞赛交流群啦!QQ交流2群群号:588656864(1群已满)微信交流群请添加微信号:hgsheji (务必备注2021)

往期精选(点击即可跳转)


对于化工流程模拟和设计的一些感受和感悟

煤制氢工艺简介及过程模拟系列(四)

如何做好化工投资估算?——现金流折现

精馏塔模拟优化与水力学分析分几步?这个视频讲得很清楚

科研工具 | 期刊文献追踪神器——The Old Reader

科研工具 | 一款手机上的期刊文献追踪App

序贯模块法与联立方程法:这次详细讲一讲

没Endnote就没法写论文了?开源的Zotero让你忘掉Endnote!

18款化工小软件,分享给大家

作者:华理酸菜鱼
编辑整理:Eric
化工设计Club交流QQ群(非竞赛群,群号:881289423)
化工设计微信群(非竞赛群)请加小编微信:hgsheji,拉你进群

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存