淄博市桓臺縣富中化工有限公司
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圖6是不同Hz/C3Hs選擇性下膜反應(yīng)器中C3Hs轉(zhuǎn)化率、C3H收率、H:收率和H:純度隨滲透數(shù)B的變化關(guān)系。從圖6(a)可以看出,當(dāng)透氫膜的Hz/C3Hs選擇性為10時,二氯丙烷轉(zhuǎn)化率隨著滲透數(shù)的增加呈現(xiàn)先增后降的趨勢,這是因為膜的選擇性低時,除小分子氫氣外,會有許多大分子二氯丙烷、丙烯通過膜孔滲透。雖然氫氣的移除會促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行,提高二氯丙烷轉(zhuǎn)化率,但未參與脫氫反應(yīng)的二氯丙烷的滲透損失則會顯著降低反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。在滲透數(shù)較小的情況下,氣體透過率低,滲透損失的二氯丙烷較少;滲透數(shù)增大,氫氣的滲透通量增加,對于選擇性低的透氫膜,其二氯丙烷、丙烯的滲透通量也會增加。此外,氫氣移除造成滲余側(cè)二氯丙烷分壓增大,二氯丙烷的滲透驅(qū)動力增大,造成二氯丙烷的進(jìn)一步滲透損失。此時,移走生成的氫氣對反應(yīng)的促進(jìn)效果不足以抵消二氯丙烷滲透損失造成轉(zhuǎn)化率下降的影響,導(dǎo)致出現(xiàn)二氯丙烷轉(zhuǎn)化率、氫氣收率下降。當(dāng)透氫膜的滲透率一定時,膜選擇性越高,二氯丙烷損失越少,轉(zhuǎn)化率越高。當(dāng)膜的Hz/C3Hs選擇性為50時,可以看到二氯丙烷轉(zhuǎn)化率明顯提升,二氯丙烷損失造成轉(zhuǎn)化率顯著下降的現(xiàn)象基本消除;當(dāng)Hz/C3Hs選擇性增大至100時,大部分二氯丙烷參與反應(yīng),滲透損失的二氯丙烷較少,氫氣移除效應(yīng)對二氯丙烷脫氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化率促進(jìn)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)物二氯丙烷損失造成轉(zhuǎn)化率下降的負(fù)面影響,所以沒有出現(xiàn)轉(zhuǎn)化率下降,二氯丙烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到該條件下的最大值84.43%,并且與選擇性為無窮大的Pd基膜反應(yīng)器內(nèi)的二氯丙烷轉(zhuǎn)化率85.79%相當(dāng)。對于選擇性無窮大的Pd膜反應(yīng)器,因為膜兩側(cè)的氫氣分壓會越來越接近,直至達(dá)到極限狀態(tài)滲余側(cè)和透過側(cè)氫氣分壓相等,此時,膜兩側(cè)不存在氫氣分壓壓差,滲余側(cè)的氫氣不再向透過側(cè)轉(zhuǎn)移,此時對二氯丙烷轉(zhuǎn)化不再有強化作用,所以,即使是選擇性無窮大的Pd膜反應(yīng)器,也會存在少許的二氯丙烷未完全轉(zhuǎn)化。因此,對于多孔膜反應(yīng)器來說,透氫膜Hz/C3Hs選擇性達(dá)到100,H:滲透通量達(dá)到10-10-6molm-z s-l Pa時,其反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與具有相同H:滲透通量的Pd膜反應(yīng)器相當(dāng)。由于目前已報道的二氧化硅等多孔膜,其滲透率和Hz/C3H8分離選擇性遠(yuǎn)高于上述性能,因此,從PDH反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率上來說,采用廉價的多孔膜反應(yīng)器替代昂貴的Pd膜反應(yīng)器對PDH反應(yīng)進(jìn)行高效轉(zhuǎn)化,在技術(shù)和經(jīng)濟上均具有可行性。www.yunshisz.com