异丁烷(i-C₄H₁₀)脱氢制异丁烯（i-C4H8）而后和甲醇醚化生产MTBE是C4综合利用的一条重要途径。北京化工大学化工学院物性及过程模拟实验室开发了用于异丁烷脱氢制异丁烯Pt-Sn/A1203催化剂及以水蒸气作为稀释剂的固定床反应工艺。该技术将用于10万吨/年i-C₄H₁₀脱氢工业化装置。为了配合催化剂的工业化放大生产和应用以及脱氢工业化装置的运行,本课题在100ml中型实验装置上对实验室及工业放大生产的催化剂进行了系统的评价研究;建立了包括催化剂失活在内的脱氢反应动力学模型;利用该动力学模型对采用绝热轴向固定床工业脱氢反应器进行了模拟研究;最后,利用Aspen软件对整套系统过程进行模拟,尤其是用于脱氢产物异丁烯分离的MTBE分离单元进行了模拟。在i-C₄H₁₀ 空速 900-1200h^-1,压力 0.15-0.30MPa,H2/i-C₄H₁₀比例0-0.5 mol/mol,H2O/i-C₄H₁₀比例1.5mol/mol,温度510-610℃的条件下对实验室和工业放大制备的催化剂进行了评价。结果表明,工业放大生产的催化剂与实验室制备的催化剂相比,其工业生产的催化剂的活性、选择性和稳定性平均水平不低于实验室制备的。通过烧焦再生还原的手段,可以使失活催化剂的活性、选择性和稳定性完全恢复。在上述条件下,催化剂的运行周期最短14天,最长39天。建立了包括催化剂失活在内的异丁烷脱氢制异丁烯反应的动力学模型。利用拟均相模型并结合上述的动力学模型对工业轴向固定床绝热异丁烷脱氢反应器进行了模拟。在预设的基本操作工况下,(i-C₄H₁₀ 空速 900h^-1,H2/i-C₄H₁₀ 比例0.2mol/mol,H2O/i-C₄H₁₀比例1.5 mol/mol)一段脱氢反应器在维持20%的异丁烷转化率情况下,运行周期为31天。二段脱氢反应器在维持12.5%的异丁烷转化率情况下运行周期为34天。利用上述的反应器模型,通过模拟研究H2/i-C₄H₁₀,和H2O/i-C₄H₁₀比例及压力对脱氢反应器运行周期的影响,模拟结果对工业反应器的优化操作具有重要的参考价值。利用Aspen Plus过程软件对脱氢单元以及MTBE合成单元的MTBE合成反应精馏塔做出了详细的模拟。研究了异丁烯进料压力,进料温度,反应精馏塔的理论塔板数,回流比对异丁烯转化率的影响。模拟结果对工业装置的MTBE合成反应精馏塔设计及操作具有重要的参考意义。