基于Aspen Polymer的1-辛烯齐聚物加氢反应研究

高磊(宁夏大学化学化工学院， 宁夏 银川 750021)

聚α-烯烃是在润滑油市场上具有重要地位的一类烃润滑剂，广泛应用于航空航天、军工、机械、汽车和工业应用等行业[1]。目前，工业上聚α-烯烃的生产主要采用烯烃齐聚法和烯烃共聚法[2-5]。本文对1-辛烯齐聚物加氢反应进行了研究。虽然很多高等院校对此聚合反应进行了实验研究，但是对于1-辛烯齐聚物加氢反应的计算机模拟报道较少。本文采用化工流程模拟软件Aspen Polymer对1-辛烯齐聚物加氢反应进行了模拟，并确定了加氢反应的最佳操作条件。

1 计算机模拟

(1)反应建模 本研究采用间歇反应器模块(RBatch)对1-辛烯齐聚物加氢反应进行研究，物性方法采用有规双液方程(NRTL)和Flory–Huggins (FH)模型组合的Poly NRTL模型。反应初始进料量为200 L，1-辛烯齐聚物和催化剂的投料体积比为200∶1，反应温度为45℃，压力为0.8MP。

(2)1-辛烯齐聚物加氢反应工艺流程

图1 Aspen Polymer模拟1-辛烯齐聚物加氢反应的工艺流程图Fig.1 The process fl ow diagram of the hydrogenation of 1-Octene oligomer simulated by Aspen Polymer

2 结果与讨论

(1)反应温度对加氢反应的影响 1-辛烯齐聚物和催化剂的投料体积比为200∶1，反应压力0.8MP。改变间歇反应器的温度，考察反应温度对收率的影响，结果见图2。

由图2可知，开始时收率随着反应温度的增大而增大，至一定温度后收率开始下降。反应温度优选45℃。

(2)反应压力对加氢反应的影响 1-辛烯齐聚物和催化剂的投料体积比为200∶1，反应温度45℃。改变间歇反应器的压力，考察反应压力对收率的影响，结果见图3。

由图3可知，随着反应压力的增加，加氢产物的收率上升，反应压力为0.8MP时，加氢产物的收率没有显著增加。反应压力优选0.8MP。

(3)原料配比对加氢反应的影响 反应温度45℃，反应压力0.8MP。改变间歇反应器的投料比，考察1-辛烯齐聚物和催化剂的不同投料体积比对收率的影响，结果见图4。

由图4可知，配料比为200∶1时加氢产物的收率最大。考虑工业化的效率和经济上的合理性，将配料比定为200∶1是比较合适的。

图2 反应温度对加氢反应的影响Fig.2 Effect of reaction temperature on hydrogenation

图3 反应压力对加氢反应的影响Fig.3 Effect of reaction pressure on hydrogenation

图4 原料配比对加氢反应的影响Fig.4 Effect of ingredients ratio on hydrogenation

3 结语

本文通过流程模拟软件Aspen Polymer Plus对1-辛烯齐聚物加氢反应进行了研究。得出以下结论:①选取1-辛烯齐聚物和催化剂的投料体积比为200∶1，反应压力0.8MP、反应温度45℃对1-辛烯齐聚物加氢反应工艺过程是比较合适的。②计算机模拟结果与工业实际相符。

[1]颜志光,杨正宇.合成润滑剂[M].北京:中国石化出版社, 1996 :188-201.

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