High Propylene Selectivity via Propane Oxidative Dehydrogenation Using a Novel Fluidizable Catalyst: Kinetic Modeling

脱氢 丙烷 催化作用 选择性 氧化磷酸化 动能 化学 丙烯 有机化学 化学工程 物理 生物化学 量子力学 工程类
作者
S. Rostom,Hugo de Lasa
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:57 (31): 10251-10260 被引量:18
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.8b01891
摘要

This study reports propane oxidative dehydrogenation (PODH) kinetic modeling under oxygen-free conditions employing 7.5 wt % vanadium supported on a ZrO2–γAl2O3 (1:1 wt %) catalyst designated as 7.5 V/ZrO2–γAl2O3 (1:1). This fluidizable catalyst is prepared using a wet saturation impregnation technique to achieve high VOx dispersion. Its performance is analyzed in a mini-fluidizable CREC Riser Simulator using successive propane injections, 500–550 °C, close to atmospheric pressure, and 10–20 s reaction time. Propylene selectivities obtained are up to 94% at 25% propane conversion with the catalyst lattice oxygen contributing to the PODH reaction. Using this data, a "parallel-series" model is established based on a Langmuir–Hinshelwood rate equation. Adsorption constants are defined independently with this leading to a six-independent intrinsic kinetic parameters model. These six kinetic parameters are calculated via numerical regression with reduced spans for the 95% confidence interval and low cross-correlation coefficients. On this basis, the high propylene selectivity obtained can be explained given the much larger 2.82 × 10–5 mol.gcat–1s–1 frequency factor for propylene formation versus the 1.65 × 10–6 mol.gcat–1.s–1 frequency factor for propane combustion. Calculated energies of activation (55.7 kJ/mol for propylene formation and 33.3 kJ/mol for propane combustion) appear to moderate this effect, with the influence of frequency factors prevailing. Furthermore, propylene conversion into COx oxidation appears as a nonfavored reaction step given the 98.5 kJ/mol activation energy and 4.80 × 10–6 mol.gcat–1.s–1 frequency factor. This kinetic model is considered of special value for the further development of a scaled-up twin fluidized bed reactor configuration for PODH.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
隐形曼青应助月儿采纳,获得10
1秒前
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
大模型应助QinQin采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
LYY发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
大白菜完成签到,获得积分10
6秒前
大白菜发布了新的文献求助10
9秒前
xinyue发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
虎啊虎啊发布了新的文献求助10
9秒前
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
悦耳的真发布了新的文献求助10
12秒前
小方完成签到,获得积分10
13秒前
cleff完成签到 ,获得积分10
13秒前
Krystal完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
QinQin发布了新的文献求助10
15秒前
Hello应助霜降采纳,获得10
17秒前
18秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
18秒前
月儿发布了新的文献求助10
19秒前
21秒前
SciGPT应助清爽松鼠采纳,获得30
25秒前
刘成发布了新的文献求助10
25秒前
昭昭完成签到,获得积分10
25秒前
不曾留步发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
28秒前
yaya完成签到,获得积分10
29秒前
慕青应助中恐采纳,获得10
29秒前
去银行整点金条完成签到 ,获得积分10
30秒前
ttblkr完成签到,获得积分10
32秒前
Joy发布了新的文献求助10
34秒前
34秒前
淡定青丝完成签到 ,获得积分10
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5770382
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5584470
关于积分的说明 15424079
捐赠科研通 4903989
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2638412
邀请新用户注册赠送积分活动 1586260
关于科研通互助平台的介绍 1541401