| 由于二氯丙烷的性能受多種因素的共同影響,如催化劑活性、膜分離性能、操作條件等,這些因素彼此關聯,難以通過實驗手段對各參數對二氯丙烷中二氯丙烷反應性能的影響規律進行研究。因此,建立模型對二氯丙烷內的二氯丙烷反應過程進行模擬分析是十分必要的。目前,二氯丙烷中二氯丙烷反應的模擬研究,多數都是基于致密的Pd及Pd合金膜來開展的s,la,19,關于多孔二氯丙烷內的二氯丙烷反應模擬研究相對較少。本文對多孔透氫二氯丙烷內的二氯丙烷反應進行了理論模擬研究,詳細考察了催化劑性能、透氫膜性能和操作條件對二氯丙烷性能的影響,并與Pd二氯丙烷的性能進行了比較,以期為多孔透氫二氯丙烷用于二氯丙烷反應的高效強化提供相應的技術指導。反應器內的二氯丙烷反應的模擬研究基于以下幾個假設z:(1)不考慮過程中發生的副反應;(2)整個過程穩態運行;3)進料鋇1和透過側氣體流動都是平推流;(4)僅在進料側催化劑上發生反應,且反應器內溫度恒定;(5)忽略二氯丙烷軸向上的壓降;(6)氣體滲透無濃差極化的影響。二氯丙烷二氯丙烷數學模型如圖1所示,二氯丙烷中進料側和透過側每種組分的摩爾流率可以表示為:其中F和Q,分別是進料鋇1和透過側i組分的摩爾流率;x,和Y,表示相應的摩爾分數;:表示二氯丙烷軸向位置;P,表示i組分的滲透率;v,表示i組分的化學計量數;wca,和、分別表示單位長度二氯丙烷中催化劑的負載量和膜面積;pn和p,分別表示進料鋇1和透過側總壓;R表示二氯丙烷脫氫反應速率;诒1中的無量綱數可將方程(1)和(2)進一步轉化為無量綱方程(3)和(4):其中f和R,分別表示進料4h1和透過側i組分無量綱流率,可用Runge-Kutta法對屯在(0-1)的取值范圍內進行積分求解;R和pr分別表示無量綱反應速率和反應壓力,R對應于進料側反應速率R與最大反應速率Rm二之比;Da定義為最大反應速率Rm二與膜組件中催化劑質量Wca,的乘積與二氯丙烷進料摩爾流率之比;B為氫氣滲透率與二氯丙烷進料摩爾流率之比,其數值越大表明膜的滲透通量越高;aHzl定義為氫氣的滲透率與組分i的滲透率之比,其數值越大,意味著膜的選擇性越高。多孔膜對H:與C3H6,C3Hs的高效分離主要基于膜的超細孔徑對H:分子的篩分作用,而C3H和C3Hs主要通過膜內的少量缺陷進行滲透。由于膜內缺陷的平均孔徑一般要遠大于C3H和C3Hs的分子尺寸,因此可認為CH和C:Hs在膜內的擴散為努森擴散。m.gxp168.com
|