为了验证该模型的准确性，我们以常用的Pt-S11f120:和Cr203/20:作催化剂,16,zo,z3，选择报道的两种催化剂上二氯丙烷脱氢反应的动力学参数进行模型验证，反应速率的表达式及所用参数列于表2，模型验证结果如图4所示。从图中可以看出，在固定床和膜反应器中，通过模型计算得到的二氯丙烷转化率与文献报道的实验结果吻合良好，从而验证了本文膜反应器模型的有效性。因此，本模型可以对不同条件下的膜反应器性能进行准确的模拟和预测。催化剂性能对膜反应器内PDH反应的影响图5是不同Da数下膜反应器内C3Hs转化率、C3H收率、H:收率和H:纯度随渗透数B的变化关系。Da值的大小代表催化剂活性的强弱，Da值越大，催化剂的活性越强，模拟中可以通过增加催化剂的用量或是降低二氯丙烷进料流量来实现。渗透数的大小代表透氢膜移除氢气速率的快慢，B=0时，表明无氢气透过，为固定床反应器;B逐渐增大，表明氢气的渗透率增大，膜反应器移除氢气速率加快。从图5(a)中看出，当催化剂活性一定，即固定Da数时，膜反应器内二氯丙烷转化率随着渗透数B的增加而增加，直至趋于稳定。这是因为在催化剂的活性确定时，其产生氢气的速率是确定的，渗透数较小时，透氢膜氢气移除速率小于反应产氢速率，大部分氢气仍存在于二氯丙烷脱氢反应侧，对反应正向进行的促进效果不显著;而随着渗透数B的增加，氢气移除速率加快，生成的大部分产物氢气被移除，对PDH反应正向进行的促进效果大幅提升;直至氢气移除速率大于反应产氢速率后，二氯丙烷转化率最终趋于相对稳定，这主要是因为对于高渗透通量的膜反应器而言，氢气移除速率主要受反应的产氢速率影响，即催化剂的活陛占据主导地位。由于不考虑副反应的发生，消耗的二氯丙烷均生成了丙烯，因此丙烯收率总是与二氯丙烷转化率的变化趋势保持一致，所以此处及后文将不会对丙烯收率单独作详细分析。当透氢膜的渗透选择性一定时，催化剂的催化活性越强，对应二氯丙烷转化率越高。渗透数B=0时，即在固定床反应器内，在Da=0.1时，二氯丙烷转化率低于5，说明催化剂的活性低，对反应的催化作用较弱;进一步增强催化剂的催化活性，当0.1<Da<500时，二氯丙烷初始转化率随着Da数的增加而增加，直至达到该温度下的平衡转化率48%后便不再增加，说明在固定床反应器内，催化二氯丙烷脱氢反应的最高转化率只能达到48%，明显受热力学平衡的限制。渗透数8=40时，二氯丙烷转化率达到稳定，Da=10,30,100,300和500的膜反应器内二氯丙烷最终转化率分别为49.59%,66.85%,81.44%,86.28%和86.74%，相比固定床反应器分别增加了18.9%,39%,69.66%,79.75%和80.70%，表明使用膜反应器分离氢气可以打破热力学平衡限制，随着氢气的不断移除，反应进一步向生成丙烯的方向移动，有效提高了二氯丙烷的转化率。当Da<300时，膜反应器内催化剂活性越强，二氯丙烷转化率的提升效果越显著。在Da>300时，虽然催化剂的催化活性增强，但二氯丙烷最终转化率并未有明显的提高，始终未达到完全转化。一方面，这是因为透氢膜在选择性分离氢气的同时，也会有少许的二氯丙烷、丙烯从膜孔内渗透，二氯丙烷的损失对提升二氯丙烷转化率是不利的;另一方面，随着反应的进行，进料侧中二氯丙烷的浓度越来越低，丙烯的浓度越来越高，反应生成的氢气在渗余侧的分压越来越低，导致氢气渗透的推动力越来越小，因此，氢气的移除速率在后期要严重下降。即使渗透数更高，二氯丙烷也难以达到100%转化。因此，在透氢膜性能一定时，要使二氯丙烷达到最大程度转化，除了需要高性能的催化剂之外，维持透过侧极低的氢气分压以保持高渗透推动力也是至关重要的。需要特别指出的是，由于在实际的PDH反应过程中会存在一定程度的积炭副反应，采用膜反应器移走反应过程中生成的氢气也会促进积炭的生成，从而会导致催化剂稳定性的下降。因此，将膜反应器用于PDH反应强化时对其中催化剂自身的稳定性提出了更高的要求。www.zbdongtong.com