丙烷脱氢氧化制丙烯热力学分析.pdf

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1、第32卷第6期2()11年12月化学工业与工程技术Jo“r”“，o，’(1，!P7”i(’“Zj”c，“s，ry＆．E，?冀i”FPri”片V01．32No．6Dec．，2011丙烷脱氢氧化制丙烯热力学分析叶敏，李贤(中国石化集团南京工程有限公司，江苏南京211100)摘要：计算了丙烷脱氢过程各主、副反应的热力学平衡常数和平衡转化率，分析了平衡转化率、烧氢率与反应热效应的关系。表明氧化烧氢具有提高平衡转化率和能量合理利用的优点；丙烷脱氢平衡转化率随烧氢率的增加而增大；当反应温度为923K时要保证热量耦合，烧氢率应大于48．6％；丙烷脱氢氧化工艺原理在于用氧化再热取代传统中的过热蒸汽再热。

2、关键词：丙烷丙烯脱氢氧化平衡常数转化率反应热热力学中图分类号：()642文献标识码：A文章编号：1006—7906(2011)06一0018—04ThermodynamicsanaIysisofpropanedehydrogenationoxidationtopropyleneYEM妇，l。lxin”(Sin。pecNanjingEngineering&ConstructionIncorporation，Nanjing211100，China)Abstract：Theequilibriunlconstantandconversion。fpropanedehydrogenationoxid

3、ationarecalculated．Relationofdehy—drogenationequilibriumconversion，hydrogen—burningrateandreactionheatisanalyzed．Itisfoundthatthetechniqueofdehy—drogenationoxidaLionisgoodforincreasingequilibriumconversionofpropane．PropanedehydrogenationequilibriumconVersionisasincreaseashydrogen—burningrate．Theh

4、ydrogen—bL】rningrateshouIdbegreaterthan48．6％toensureenergycoup“ngwhenreactiontemperatureis923K．Thetechnologytheoryofpropanedehydrogenationoxidationisthatoxidationreheatisin—sfeadofthetraditionaisuperheatedsteamreheat．Keywords：Propane；Propylene；Dehydrogenationoxidation；Equillbriumconstant；ConVersi

5、on；Reactionheat；Thermo—dvnamic8丙烯是仅次于乙烯的重要基本有机原料。中国丙烯传统增产技术与国际水平同步，特别是炼厂深度催化裂解装置增产丙烯技术，已处于世界领先地位，但在丙烷脱氢方面与国际先进水平有一定差距，因此近年来在开发扩大丙烯来源的生产工艺中，丙烷脱氢制丙烯工艺最受关注。丙烷脱氢技术优点是原料和产品单一，设备投资比烃类蒸汽裂解技术低，能有效地利用液化石油气资源。丙烷脱氢反应在热力学上是吸热、分子数增加的可逆反应，其转化率取决于热力学平衡，为使反应向脱氢方向进行，需要提高反应温度和降低压力口]。丙烷脱氢氧化是丙烷脱氢技术的进一步发展，其特点是在脱氢反应器之

6、间引入氧气，使反应产生的氢部分或完全氧化，改变原丙烷脱氢的平衡，且氢氧化产生的热量可供脱氢反应所用。因此，在研究丙烷脱氢氧化工艺前有必要对其反应热力学进行分析。1热力学计算1．1平衡常数计算丙烷脱氢过程的主反应为C3H8(g)≠C3H6(g)+H2(g)△，H景一124．27kJ／mol(1)副反应为C3H8(g)芦CH4(g)+C2H4(g)△，'H曼一81．30kJ／mol(2)C2H4(g)+H2(g)茸C。H6(g)△，H曼一一136．94kJ／mol(3)CsH。(g)+H2(g)昌CH，t(g)+C2H6(g)△，H曼一一55．64kJ／m01(4)首先要进行丙烷脱氢反应平衡

7、常数计算，计算收稿日期：20ll一10一19。作者简介：叶敏(1971⋯)，女，高级工程师，现从事化工设计工作。时‘敏等丙烷脱氢氧化制丙烯热力学分析·19·公式如下”。]：C曼。一“+6T+fT2△，(茗．。一∑VⅡ(?：。(B)一△反+△6T+△f丁2△，H2(T)一△H。+△n丁+去△6T2+÷△cT。△G2(丁)一△H(，～碾T一血Tln丁一去幽T2+÷&-丁3』d·心一』紫dTlnK。(T)一一学+管lnT+去△玎+去△(’