| 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(guān)聯(lián)，難以通過實驗手段對各參數(shù)對二氯丙烷中二氯丙烷反應(yīng)性能的影響規(guī)律進行研究。因此，建立模型對二氯丙烷內(nèi)的二氯丙烷反應(yīng)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(yīng)的模擬研究，多數(shù)都是基于致密的Pd及Pd合金膜來開展的s,la,19，關(guān)于多孔二氯丙烷內(nèi)的二氯丙烷反應(yīng)模擬研究相對較少。本文對多孔透氫二氯丙烷內(nèi)的二氯丙烷反應(yīng)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(yīng)的高效強化提供相應(yīng)的技術(shù)指導。反應(yīng)器內(nèi)的二氯丙烷反應(yīng)的模擬研究基于以下幾個假設(shè)z:(1)不考慮過程中發(fā)生的副反應(yīng);(2)整個過程穩(wěn)態(tài)運行;3)進料鋇1和透過側(cè)氣體流動都是平推流;(4)僅在進料側(cè)催化劑上發(fā)生反應(yīng)，且反應(yīng)器內(nèi)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(shù)學模型如圖1所示，二氯丙烷中進料側(cè)和透過側(cè)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(cè)i組分的摩爾流率;x，和Y，表示相應(yīng)的摩爾分數(shù);: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(shù);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(cè)總壓;R表示二氯丙烷脫氫反應(yīng)速率。基于表1中的無量綱數(shù)可將方程(1)和(2)進一步轉(zhuǎn)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(cè)i組分無量綱流率，可用Runge-Kutta法對屯在(0-1)的取值范圍內(nèi)進行積分求解;R和pr分別表示無量綱反應(yīng)速率和反應(yīng)壓力，R對應(yīng)于進料側(cè)反應(yīng)速率R與最大反應(yīng)速率Rm二之比;Da定義為最大反應(yīng)速率Rm二與膜組件中催化劑質(zhì)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(shù)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(shù)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(nèi)的少量缺陷進行滲透。由于膜內(nèi)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(nèi)的擴散為努森擴散。www.pxpwrv.cn
|
