丙烷脱氢制丙烯的热力学分析

1、丙 烷脱氢 制丙烯 的热力 学分析丙烷脱氢制国埔的反隧为可逆、增分,教啜热反虞，F衡案数随温度的升高而增大故从热力 学角度看.该反应颈在高温，低洗下进行口然而温度过高时.由1询烷裂解反府及西慌深度脱氧反府加 剧.将导致两蛹选择性降低：HL高温将加剧催化剂表面结碳.导致催化剂迅速失活。财由烷催化脱 氢过程进行热力学分析.有助于深入了韩反应条件对反应谜行程度的影响和判断反成过程时姓于热力学 控制还是动力学挫制状态.5-2 土名与T的关系ill Kirchhoff Law(A H/7 ) = AC，frr可得Ax = ACJ7 +枳/常数)若CFE则0乂, = 0甘+ Ab7 + 切 el-故A =

2、 A+i/2Abl + !/3A dr + A1 )将T= 293IC 21矿 C98K)值代入口)式.可布土秒 值。 JT QI1- ill Gibbs-Helmholtz 方程式：/df A G/T/；d Ii= -2； H/I可铅 21/ = AH* -A .nI-l/2A bl - E&F + H( /为税分君我 J将占寸、T=298K. 软 (298K)值代入(2)式.可得税分常数I值.继而可求出不同温度下的4值。有关数据见表5-1 o表5-1丙垸脱氢才自关热力学数据(1 )Table 5-1 Thainodynainic data of piopaiie dehydrogenati

3、on (1)物质名称C =a + bT+c (J.nwl .K1)K (29SK)(KJ-nol-1)7“and K* at different reaction temperatures反应温度(K)535570600610620630923973(T) /KJ mol11S.4SS13.7799.745S.47.0564.3693D35-3.6S4平衡常数/0.Q53S0.1400.2610.3 IS0.3S70562067415775-3平衡转化率的计算平衡常数z、/+ nx p/zr pdr m /- x) p、/+r/ /+r/ ,、/+ + /zr /,V =假设：CjHs/HlM

4、I,总压为P,大气压为。反应CjHs=CjHc+H2总摩尔数反应前n011-Hi反应达平衡nQ-x)nx1+1X1 -hi-hx-?usxaAUOv:u3zS 5-1不同反应气乱中平街转化率随温度的交化Fig 5-1 Effect of r eaction temper atiue on equilibrium conversion of the catalysts iit different atmosphere 由图5.1可知，同一反应温度下，在氮气气氛中丙烷脱级的平衡转化率要高于氛气氛中丙烷脱级 的平衡转化率，这是因为级气作为反应产物之一，对反应的平衡移动有一定的抑制作用。5-4常压下，

5、不同进料比时的平衡转化率表5-5不同进料比时的平衡转化率Table 5-5 Effect of p-opmie-4iydiogen feedratio on eqdlibrii.Mii coiTzersiaii535*C600 C650 C700*C3:10.1620.3S505S50.7522:10.1400.36105660.7401:10.10S0.31505270.7141:20.0S60.2730.4S606S41:30.07S0.2550.4650j667coocreact ion tli e(C )”co433of (?USOJDAUOVV 移日且图5.2进料比对平衡转化率的影响

6、Fig. 5-2 Effect of feed ratio oiipi opaiie equilibrium conversion由图5-2可知.进料比QHs/H产n/1越大，平衡转化率就越高。但是，进料中一定量级气的存在 可有效的抑制催化剂结焦失活,。因此，应合理选择丙烷抑气进化比。木研究中主要在进料比CjHs/H? = 1时考察Pt纳米筱催化剂催化活性，与平衡转化率比较如下: 表5-6实际丙烷转化率与平衡转化率比较(C3H8/H2= 1 )Table 5-6 The c ompaii si oil been experimental mid equilibiiuni popmie c diver si on (Cj= 1)535 C600 C650C平衡转化率0.1620.3S5