膜催化反应器复习过程.ppt

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1、膜催化反应器一、膜催化技术的简介膜催化反应技术是近二、三十年才发展起来的一项新技术，膜催化反应是催化转化和产品分离组合起来的过程，它在催化反应发生的同时，选择性地脱除产物，以加速反应且突破反应平衡的限制，提高反应的产率、转化率和选择性。膜催化反应的优点在于利用膜的选择渗透性有选择地移去某个产物，从而使可逆反应的化学平衡向有利于产物的方向移动，从而达到“超平衡”。实际的催化反应一般都在远离平衡的条件下进行，因此研究在非平衡条件下膜催化反应器的行为及其与固定床反应器的比较有重要意义。二、膜催化反应器中的膜2.1膜催化反

2、应器中的膜材料膜催化反应器中使用的膜主要是无机膜。无机材料具有化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐高温(800℃-1O00℃)、耐高压(10MPa)、抗微生物侵蚀能力强等优点，同时很多无机材料本身就是良好的催化剂。因此，近年来在催化领域中基于无机材料的膜催化反应器的研究开发十分活跃，取得了显著的进展，表1列出了应用于酶催化反应器的无机材料。2.2膜反应器和膜催化反应具有的特点(1)将反应与分离组合成单一的单元过程，从而降低分离费用和物料的再循环操作传统的分离过程这种耗费是巨大的；(2)对于可逆反应，能突破热力学平衡

3、的限制，通过膜扩散移去产物，使反应转化率趋于100%；(3)在膜单元中，化学反应易于传递，其中每种组分的质量平衡不为反应所影响，但某些物种通过膜的渗透得到选择性的强化，这种膜选择性是传统反应器所不具备的；(4)反应物分子通过膜表面的吸附、渗透、扩散等过程，未进入反应区之前已得到活化，其活化态的浓度易于用惰性气体的同时引入、改变反应过程参数等加以调节，从而缓和反应条件，提高目的产物的选择性和得率，减少副反应和节省能耗等等。三、膜催化反应的应用现状3.1提高水煤气变换反应转化率的催化膜反应器传统的水煤气变换反应需要20

4、0℃～400℃的高温，固为该反应为放热的，故抑制了其平衡转化率。用催化膜反应器，可以在l57℃的低温下完成85%的CO高转化率。这是因为在催化膜反应器中，小的分子容易通过膜，而大的分子受到滞留产物H2分子较之反应物分子CO和H2O易穿透膜，故能完成高的CO转化，同时又能将H2分离出来，该催化膜为多孔的石英玻璃，涂以RuC1s·3H2O用于水煤气变换反应制氢。3.2丙烯歧化的膜反应器烯烃歧化是近年来石油化工工艺中主要进展之一，丙烯歧化成乙烯和丁烯-2，实质上是一个热中性的c-c双键断裂和再建的过程，反应结果为含产物与

5、反应物的平衡组成，因为过程具有热中性和等分子的特征，故不可能通过改变操作条件促进反应的转化。对该反应采用膜反应器进行了研究。催化剂和膜是用Rh2O3负载于多孔的A12O3或者石英玻璃制成的，歧化反应在20～22℃下进行。膜反应器的操作采用了并流和逆流两种方式研究结果表明，在相同的条件下，传统的固定床最大平衡转化率为34％。而膜反应器的转化率则高出很多膜对产物的选择性越高，对转化率的促进就越大。3.3乙烯氧化成醛的膜反应器均相催化反应的优点是高选择性、反应条件温和；缺点是产物与催化剂溶液分离难。将膜反应器用于均相催化

6、体系，不但能克服这种缺点，而且还能使进料反应物浓集，促使平衡的移动和强化生产能力等。3.4其它除上述的几种反应外．用膜反应器进行研究的尚有烯烃氢醛化制羰基化物，环己烷膜催化脱氢，发酵法生产乙醇的膜反应器等，近年来都有不少的研究。谢谢大家！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢