钯膜反应器中乙苯脱氢反应的研究：Ⅲ.膜反应器的数字模型…

在钯膜反应器乙苯脱氢反应过程的实验研究和氢气在钯膜上渗透速率测定的基础上，利用文献上乙苯脱氢的反应动力学模型，建立了由简到繁的三种钯膜反应器中乙苯脱氢反应的数学模型，并进行了模拟计算。结果表明，计算值与实验值吻合较好，相对误差小于８％。     

用钯膜反应器提高乙苯脱氢性能

研究了乙苯在复合金属钯膜反应器中脱氢反应生成苯乙烯的过程。实验结果表明,与传统的乙苯脱氢固定床反应器相比,钯膜反应器乙苯转化率可提高14.2%,而对产物苯乙烯的选择性影响不大,说明钯膜反应器是提高苯乙烯产率的有效方法。     

钯膜反应器中乙苯脱氢反应的研究Ⅰ.实验研究

在乙苯脱氢反应中利用钯膜反应器对氢的渗透作用使反应生成的氢不断从反应区移出，提高了乙苯脱氢转化率和苯乙烯生成选择性。在分离侧吹扫气中混入氧气，可以达到反应与分离、脱氢反应的吸热与氢的氧化反应放热的耦合，有利于使转化率和选择性的提高和能量的合理利用。对膜反应器的反应性能进行了研究。     

钯膜反应器中乙苯脱氢反应的研究：I.实验研究

在乙苯脱氢反应中利用钯膜反应器对氢的渗透作用使反应生成的氢不断从反应区移出，提高了乙苯脱氢转化率和苯乙烯生成选择性。在分离侧吹扫气中混入氧气，可以达到反应与分离、脱氢反应的吸热与氢的氧化反应放热的耦合，有利于使转化率和选择性的提高和能量的合理利用。对膜反应器的反应性能进行了研究。     

乙苯脱氢多孔膜反应器的研究

采用管形结构的填充床纳滤不对称γ－Ａｌ２Ｏ３／α－Ａｌ２Ｏ３膜反应器，考察了膜反应器的操作条件：进样速度、吹气流量、水和乙苯摩尔比和反应温度等对转化率和苯乙烯选择性的影响。结果表明，膜反应器中乙苯脱氢转化率以及苯乙烯选择性均高于相同操作条件下填充床反应器中的值，转化率平均提高约４．５％，苯乙烯选择性约２％左右。试验还表明，降低进样速度，提高乙苯和水的比例或提高吹气速率均可提高膜反应器中乙苯转化率，同时可保持选择性基本不变。并且用动态毛细凝聚法和扫描电子显微镜研究了纳滤膜反应前后的稳定性。结果表明，膜的Ｋｅｌｖｉｎ孔径在反应前后有明显变化。     

膜反应器中乙苯脱氢制苯乙烯热力学分析

本文关注膜反应器中乙苯脱氢生成苯乙烯这一反应体系,通过热力学分析,首先计算了不同条件下,该反应体系的吉布斯自由能变ΔG及平衡常数K。由于膜反应器可实现反应过程中所生成H2的选择性移除分离,从而可打破反应热力学平衡限制,促使平衡向生成反应产物苯乙烯的方向移动,提高乙苯的平衡转化率。因此,本文着重计算分析了H2移出时乙苯平衡转化率的变化情况,并与传统固定床反应器进行了对比分析,印证了膜反应器在促进乙苯脱氢制苯乙烯转化率提高方面的优势。     

膜反应器中的乙苯脱氢

研究了膜反应器中的乙苯脱氢过程,与固定床相比,选择性由92～95％提高到97～99.7％;在水/乙苯比为1:1(m)时转化率提高了一倍;甚至在无水条件下,反应也能稳定进行,且转化率超过了平衡转化率。     

钯基膜反应器研究进展

论述了钯基膜的分离与反应性能和膜的制备方法。介绍了两种典型的钯基膜反应器结构模型和它们在加氢、脱氢及氢转移反应体系中的应用情况。展望了钯基膜反应器的发展前景。     

多孔膜反应器研究中几个问题的探讨

为了提高反应转化率,选择性透氢的多孔膜反应器已经被应用于水蒸气重整反应、水煤气转化反应和烃类脱氢反应等众多反应当中。本文首先介绍了无机多孔膜的种类、制备方法及其水热稳定性。随后对膜性能预评价实验的完善性进行探讨,包括氢在内所有反应物种蒸汽渗透性能都应该被考虑。与传统固定床反应器相比较,膜反应器移氢后反应区还原气氛减弱可能导致催化剂稳定性受到影响。值的注意的是,使用选择性透氢的膜反应器不仅可促进脱氢反应进行,同时对加氢反应也有明显抑制作用。     

乙苯脱氢反应器的灵敏度分析

以6万吨/年乙苯脱氧反应器的开发为背景,对乙苯脱氢绝热反应器和列管式反应器分别进行了灵敏度分析,包括各种工程因素和一些难测的参数设计值与实际值存在偏差对反应结果的影响。     

膜反应器在乙苯脱氢反应中的应用

用上海石油化工研究院研制的ＧＳ－０５工业催化剂与γ－Ａｌ２Ｏ３微孔陶瓷膜构成膜反应器（ＣＭＲ）,研究乙苯脱氢生产苯乙烯膜反应规律。相同条件下与工业上固定床（ＰＦＲ）过程比较,膜反应器收率可提高５％,最佳可达１０％。并通过反应过程的数学模型的研究进行比较和参数优化,以寻求催化反应活性和膜渗透性的匹配。     

膜反应与膜反应器技术

概述了与催化功能分离膜、膜反应器相关的有机高分子膜、无机膜的分类和特性，并介绍了催化功能分离膜的作用原理、制备方法以及固定酶分离膜、高分子催化膜在生化和石油化工的应用实例。另外，还较详细地介绍了催化反应与膜分离复合技术，及其反应器的性能、特点和用于环己烷脱氢反应的研究。展示了膜反应与膜反应器技术的发展前景。     

膜反应器中环己烷的脱氢

使用化学镀的方法，在多孔陶瓷底膜上分别沉积一层薄的钯银镀层，经焙烧处理，形成了钯银合金／陶瓷复合膜。该复合膜的钯银合金顶层很薄，因此复合膜的氢气渗透率大，成本低。研究了在该复合膜中的环己烷脱氢反应，获得了环己烷超平衡转化率的结果，并考察了各种因素如反应温度、空速和吹扫气流量等对环己烷转化率的影响     

微孔金属镍膜反应器中环己烷脱氢反应的研究

研究了以微孔金属镍膜构成的膜反应器．考察了微孔金属镍膜对环己烷脱氢反应混合气的透气性能及对反应转化率的影响。研究结果表明，苯、环己烷及氢在微孔金属镍膜的透过常数随温度的增加而加大，在２２０℃时，环己烷、苯、氢的透过常数之比为１：１．１：３．９，其透过常数较之一般的微孔膜高出１—２个数量级。在环己烷脱氢反应中，微孔镍膜反应器能明星移动化学平衡，在一定反应条件下，环己烷的脱氢转化率明显地随反应侧与吹扫侧流速的改变而改变。     

在V-Mg-O催化剂上丁烷氧化脱氢制丁二烯和丁烯Ⅰ.反应器的影响

采用惰性膜反应器（IMR）和固定床反应器（FBR）研究了V－Mg-O催化剂上丁烷氧化脱氢制丁二烯和丁烯的反应，采用在陶瓷膜上部分涂釉方法得到的惰性膜的渗透率符合实验要求，用多级全混流模型描述IMR中丁烷氧化脱氢反应，数学模型的计算结果与实验结果相差较小，分析了IMR和FBR中轴向气体分压，反应速率及瞬时选择性的分布，结果表明，用惰性陶瓷膜管作为空气分布器的膜反应器，可以降低丁烷氧化脱氢反应中催化剂床层的氧气分压，提高C4烯烃（丁二烯和丁烯）的选择性。     

膜反应器中环己烷脱氢反应的热力学分析

对膜反应器的指标反应——环己烷脱氢生成苯进行了热力学分析,计算了反应体系在不同温度条件下的吉布斯自由能变、平衡常数及不同H2移出率时环己烷的平衡转化率,据此比较了膜反应器相对于固定床反应器在提高环己烷平衡转化率方面的潜力,并进一步分析了膜反应器内不同H2移出率时环己烷平衡转化率相对于固定床反应器增加的百分点数及不同H2移出率对反应苛刻度的影响。结果表明,膜反应器可有效地提高环己烷的平衡转化率,并可降低反应的苛刻度,具有良好的工业应用前景。     

低水烃比催化剂乙苯脱氢反应动力学研究及工业应用

在等温积分管式反应器中,采用工业低水烃比催化剂,研究了乙苯脱氢反应宏观动力学。建立了乙苯脱氢反应网络,针对LHHW吸附模型、Carra模型和幂函数模型进行了筛选。统计学检验结果表明,LHHW吸附模型为最佳反应动力学模型,并估算了该模型参数。结合径向反应器模型对某80 kt/a苯乙烯工业生产装置进行了反应器模拟。试验结果表明,模型计算值与工业实测值相吻合。研究结果能够用于乙苯脱氢反应器系统模拟和优化,具有工业应用价值。     

多乙苯转化反应器的研究

在苯与乙烯烷基化反应生产乙苯的工艺中,原料苯和乙烯进入烷基化反应器进行基化反应,烷基化反应器出口物流经过一个多乙苯转化反应器后,一部分物流循环回烷基化反应器,另一部分去精馏系统.精馏系统分离得到苯、乙苯、多乙苯和重组分.其中部分苯返回烷基化反应器,剩余苯与多乙苯进入烷基转移反应器发生烷基转移反应,烷基转移反应流出物也去分离系统.该工艺中多乙苯转化反应器的引入,提高了烷基化产物中乙苯浓度,明显降低了多乙苯浓度,减轻了多乙苯塔的运转负荷和烷基转移部分的反应负荷,从而降低了烷基转移部分苯的用量,节省了能耗、物耗.该工艺特别适用于低苯烯摩尔比条件下的苯与乙烯液相烷基化反应生产乙苯.     

惰性膜反应器用于丙烷氧化脱氢制丙烯

研究了惰性陶瓷膜反应器中丙烷氧化脱氢制丙烯反应,采用部分涂覆的多孔陶瓷膜作为空气分布器向V-Mg-O催化剂床层供氧,以降低反应区氧气分压来提高丙烯选择性.用X-射线衍射(XRD)、程序升温脱附(TPD)、程序升温还原(TPR)、低温氮吸附(BET)等方法对催化剂进行了表征.比较了惰性膜反应器(IMR)与传统的固定床反应器(FBR)在丙烷氧化脱氢反应中的性能.结果表明,IMR优于FBR,IMR的丙烯选择性为57.4%,丙烯收率为22.1%.     

轴径向反应器的模拟及其在乙苯脱氢装置的应用

建立了轴径向床的二维流动模型和二维流动拟均相反应器模型,模拟和分析了30kt/a乙苯脱氢轴径向反应器的流场、温度场和浓度场,总结了抚顺石化公司30kt/a苯乙烯装置,应用多批不同型号的催化剂的使用效果。工业实践表明乙苯脱氢轴径向反应器的开发是成功的。