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本文采用工业原粒度φ5mm×5mm圆柱状CuCr/γ-Al2O3催化剂,用于糠醛气相加氢制2-甲基呋喃反应的研究,同时可得到糠醇、2-甲基四氢呋喃、戊内酯等副产物。采用固定床管式反应器对催化剂的本征性能进行考评,主要考察了反应温度、氢醛摩尔比和液时空速等工艺条件,对糠醛加氢制2-甲基呋喃反应结果的影响,得到优化的工艺条件为:氢醛摩尔比为10~16(mol/mol),糠醛液时空速LHSV=0.06h-1,反应温度为175℃。在此条件下,糠醛转化率可达99.8%,2-甲基呋喃选择性为83.59%。 在排除外扩散的条件下,采用内循环无梯度反应器,进行糠醛气相加氢反应动力学的研究;采用幂函数动力学模型,拟合确定动力学参数,从而得到糠醛加氢反应体系的宏观动力学模型,验证所得模型适用性较好,计算值与模拟值相对物产小于5%,表明动力学模型适用。 在动力学的基础上,根据物料衡算、能量衡算和动量衡算,建立单管反应器一维拟均相模拟,采用Runge—Kutta法对建立的微分方程组进行数值求解,通过比对工业数据验证模型的适用性;通过不同工况下的动态模拟,指导工业生产装置运行和工艺优化。