[发明专利]芳烃氧化反应的动力学模型建模方法及动力学模型

权利要求书

1.一种芳烃氧化反应的动力学模型建模方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：在采用MX或PX制备IPA或PTA的过程中，通过实验拟合得到链引发反应速率常数k₁^fit；

S2：将k₁^fit代入下列公式中作为k₁，并使用lsqnonlin函数来搜索函数S的最小值，计算模型参数α和β，

当采用MX时，采用的公式为：

当采用PX时，采用的公式为：

其中，[Co]、[Mn]和[Br]分别为催化剂中的钴催化剂、锰催化剂和溴促进剂的相对浓度，k₁为链引发反应速率常数；

S3：将计算出的模型参数α和β，以及实际生产条件下不同的[Co]、[Mn]和[Br]浓度代入所述公式中，计算得出实际生产中的链引发反应速率常数k₁^cal。

2.如权利要求1所述的芳烃氧化反应的动力学模型建模方法，其特征在于所述lsqnonlin函数为其中，k_1,i^cal和k_1,i^fit分别为由所述公式和实验拟合确定的链引发反应速率常数，m为实验的总次数。

3.如权利要求1或2所述的芳烃氧化反应的动力学模型建模方法，其特征在于在制备IPA或PTA时，溶剂为醋酸和水的混合物，催化剂为Co-Mn-Br三元复合催化剂，氧化剂为空气，所述催化剂中的钴催化剂与锰催化剂的质量比为1:2-2:1，和/或钴催化剂和锰催化剂的质量之和与溴促进剂的质量比为1:2-3:1，和/或溴促进剂在反应体系中的质量比浓度为350-1200ppm。

4.如权利要求3所述的芳烃氧化反应的动力学模型建模方法，其特征在于所述溶剂中的水的质量百分比浓度为1％-15％。

5.如权利要求4所述的芳烃氧化反应的动力学模型建模方法，其特征在于水在反应体系中的质量百分比浓度为6％-8％。

6.如权利要求3所述的芳烃氧化反应的动力学模型建模方法，其特征在于MX或PX与所述溶剂的质量比为1:5-1:3。

7.如权利要求3所述的芳烃氧化反应的动力学模型建模方法，其特征在于制备IPA或PTA时的反应温度为448.2-466.2K，反应压力为1.1-1.3MPa。

8.如权利要求3所述的芳烃氧化反应的动力学模型建模方法，其特征在于制备IPA或PTA时的所述氧化剂的流率为10-12L/min。

9.一种芳烃氧化反应的动力学模型，其特征在于

当芳烃为MX时，模型公式为：

当芳烃为PX时，模型公式为：

其中，[Co]、[Mn]和[Br]分别为催化剂中的钴催化剂、锰催化剂和溴促进剂的相对浓度，k₁为链引发反应速率常数，α和β为模型参数。

10.如权利要求9所述的芳烃氧化反应的动力学模型，其特征在于所述模型参数α和β通过将实验拟合得到链引发反应速率常数代入所述模型公式中作为k₁，并使用lsqnonlin函数来搜索函数S的最小值计算获得，所述lsqnonlin函数为其中，k_1,i^cal和k_1,i^fit分别为由所述模型公式和实验拟合确定的链引发反应速率常数，m为实验的总次数。