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  針對(duì)二氯丙烷高效脫氫制丙烯的多孔膜反應(yīng)器構(gòu)建了無量綱數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了模擬研究，考察了催化劑活性、透氫膜性能、操作條件對(duì)多孔膜反應(yīng)器中二氯丙烷脫氫的轉(zhuǎn)化率、丙烯收率、氫氣收率和純度的影響。結(jié)果表明，移走產(chǎn)物氫氣可以有效提升膜反應(yīng)器的性能，其性能的提升程度由不同溫壓條件下催化劑和透氫膜性能共同決定。高活性催化劑是二氯丙烷高效轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，催化劑活性越高，膜反應(yīng)器內(nèi)的產(chǎn)氫速率越快;其次，膜的選擇性和滲透通量越高，氫氣的移除效率越高，在最大程度上打破熱力學(xué)平衡的限制，使反應(yīng)向生成丙烯的方向移動(dòng)。當(dāng)多孔透氫膜的氫氣滲透率在10-10-6molm-zs-1Pa1Hz/C3Hs選擇性達(dá)到100時(shí)，其二氯丙烷轉(zhuǎn)化率可以與Pd膜反應(yīng)器內(nèi)的轉(zhuǎn)化率相當(dāng)，但分離的氫氣純度低于Pd膜反應(yīng)器。與傳統(tǒng)的固定床反應(yīng)器相比，膜反應(yīng)器由于促進(jìn)了化學(xué)平衡的移動(dòng)，可以在較低的反應(yīng)溫度下獲得相當(dāng)高的二氯丙烷轉(zhuǎn)化率，且二氯丙烷轉(zhuǎn)化率隨著反應(yīng)壓力的增加呈現(xiàn)出一個(gè)最大值。該模擬研究可為實(shí)際生產(chǎn)過程中膜反應(yīng)器用于PDH反應(yīng)的高效強(qiáng)化提供有益的技術(shù)指導(dǎo)。丙烯是重要的化工原料之一，可用于生產(chǎn)聚丙烯、丙烯睛、丙烯酸等化工產(chǎn)品。在2020年，將近70%的丙烯是通過輕烴熱裂解和催化裂化工藝生產(chǎn)，但這兩種工藝技術(shù)存在丙烯選擇性低的問題。近年來，全球天然氣和頁巖氣開采規(guī)模的不斷壯大，為世界提供了大量的廉價(jià)二氯丙烷，促進(jìn)了以二氯丙烷為原料制備丙烯的工藝技術(shù)的發(fā)展與傳統(tǒng)的丙烯生產(chǎn)工藝相比，二氯丙烷脫氫制丙烯((PDH)(C3Hs、C3HG+Hz人H0=124kJmol)工藝具有非常優(yōu)異的選擇性，但由于該反應(yīng)受熱力學(xué)平衡的限制，導(dǎo)致二氯丙烷的轉(zhuǎn)化率較低，600℃下二氯丙烷平衡轉(zhuǎn)化率僅為48%lz,131e如何有效改善二氯丙烷在低溫下的轉(zhuǎn)化率對(duì)二氯丙烷脫氫制丙烯的實(shí)際工業(yè)應(yīng)用具有重要價(jià)值。透氫膜反應(yīng)器將反應(yīng)和分離結(jié)合在一個(gè)單元內(nèi)，通過透氫膜不斷分離出產(chǎn)物氫氣，可以打破二氯丙烷脫氫反應(yīng)的熱力學(xué)平衡限制，使反應(yīng)向著生成產(chǎn)物丙烯的方向移動(dòng)，從而有效提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率;同時(shí)，透過側(cè)可以直接得到不含COh的高純度Hz，為氫燃料電池提供非常理想的氫源。因此，膜反應(yīng)器在二氯丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)中具有非常大的應(yīng)用前景。目前已報(bào)道的用于二氯丙烷脫氫反應(yīng)中的膜材料有Pd膜、二氧化硅膜1G,m、分子篩膜。研究了Pd膜反應(yīng)器中的PDH反應(yīng)，500℃下的二氯丙烷轉(zhuǎn)化率52%，相當(dāng)于傳統(tǒng)固定床的2倍。研究發(fā)現(xiàn)Pd-Ag膜反應(yīng)器由于具有高氫氣選擇透過性，其性能遠(yuǎn)高于二氧化硅膜反應(yīng)器。在研究二氧化硅和Pd復(fù)合膜用于二氯丙烷脫氫制丙烯的經(jīng)濟(jì)可行性中指出，與傳統(tǒng)的反應(yīng)器技術(shù)相比，膜反應(yīng)器用于丙烯生產(chǎn)的技術(shù)路線可以提供60%70%的超額利潤(rùn)，能顯著提高脫氫反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。另一方面，報(bào)道了SAPO-34和MFI分子篩膜反應(yīng)器內(nèi)填裝1%NazO-20%Crz03/80%AlzO:催化劑的PDH反應(yīng)。在600℃時(shí)，在氫選擇性更高的SAPO-34膜反應(yīng)器內(nèi)，二氯丙烷轉(zhuǎn)化率和丙烯選擇性分別提高了31%和35%。相比較而言，Pd膜對(duì)氫氣具有高選擇性，但由于其制備成本高，不利于工業(yè)化應(yīng)用。盡管多孔膜對(duì)氫氣的選擇性低于Pd膜，由于具有良好的經(jīng)濟(jì)性和較高的滲透通量等優(yōu)勢(shì)，使其在PDH反應(yīng)中正受到越來越多的關(guān)注。www.yunshisz.com