| 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(guò)實(shí)驗(yàn)手段對(duì)各參數(shù)對(duì)二氯丙烷中二氯丙烷反應(yīng)性能的影響規(guī)律進(jìn)行研究。因此，建立模型對(duì)二氯丙烷內(nèi)的二氯丙烷反應(yīng)過(guò)程進(jìn)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(lái)開(kāi)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(duì)較少。本文對(duì)多孔透氫二氯丙烷內(nèi)的二氯丙烷反應(yīng)進(jìn)行了理論模擬研究，詳細(xì)考察了催化劑性能、透氫膜性能和操作條件對(duì)二氯丙烷性能的影響，并與Pd二氯丙烷的性能進(jìn)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(qiáng)化提供相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)。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(gè)假設(shè)z:(1)不考慮過(guò)程中發(fā)生的副反應(yīng);(2)整個(gè)過(guò)程穩(wěn)態(tài)運(yùn)行;3)進(jìn)料鋇1和透過(guò)側(cè)氣體流動(dòng)都是平推流;(4)僅在進(jìn)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(wú)濃差極化的影響。二氯丙烷二氯丙烷數(shù)學(xué)模型如圖1所示，二氯丙烷中進(jìn)料側(cè)和透過(guò)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(jìn)料鋇1和透過(guò)側(cè)i組分的摩爾流率;x，和Y，表示相應(yīng)的摩爾分?jǐn)?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(xué)計(jì)量數(shù);wca，和、分別表示單位長(zhǎng)度二氯丙烷中催化劑的負(fù)載量和膜面積;pn和p，分別表示進(jìn)料鋇1和透過(guò)側(cè)總壓;R表示二氯丙烷脫氫反應(yīng)速率�；诒�1中的無(wú)量綱數(shù)可將方程(1)和(2)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為無(wú)量綱方程(3)和(4):其中f和R，分別表示進(jìn)料4h1和透過(guò)側(cè)i組分無(wú)量綱流率，可用Runge-Kutta法對(duì)屯在(0-1)的取值范圍內(nèi)進(jìn)行積分求解;R和pr分別表示無(wú)量綱反應(yīng)速率和反應(yīng)壓力，R對(duì)應(yīng)于進(jìn)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(jìn)料摩爾流率之比;B為氫氣滲透率與二氯丙烷進(jìn)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(duì)H:與C3H6,C3Hs的高效分離主要基于膜的超細(xì)孔徑對(duì)H:分子的篩分作用，而C3H和C3Hs主要通過(guò)膜內(nèi)的少量缺陷進(jìn)行滲透。由于膜內(nèi)缺陷的平均孔徑一般要遠(yuǎn)大于C3H和C3Hs的分子尺寸，因此可認(rèn)為CH和C:Hs在膜內(nèi)的擴(kuò)散為努森擴(kuò)散。www.gxp168.com
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