هیدروژن زدایی کاتالیستی پروپان جهت تولید پروپیلن به عنوان ماده اولیه در تولید پلی پروپیلن برای کاربردهای مختلف اهمیت زیادی دارد. کاتالیست صنعتی Pt-Sn/g–Al2O3 در فرآیند هیدروژن زدایی پروپان بسیار فعال و گزینش پذیر عمل می کند. استفاده از راکتورهای غشایی روشی برای فائق آمدن بر محدودیت ترمودینامیکی این واکنش است. در این مطالعه، هیدروژن زدایی از پروپان در راکتور غشایی مطالعه شده است. در بخش اول این مطالعه ساخت غشاء و انجام آزمایشات مربوط به غشاء و در بخش دوم انجام واکنش هیدروژن زدایی به کمک غشاء مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات بررسی مورفولوژی سطح غشاء و همچنین آزمایش XRD وجود یک فاز همگن پالادیم - نقره را در سطح غشاء تایید می کند. اثر پارامترهای مختلف مانند دما، نسبت هلیم به پروپان و دبی پروپان بر میزان تبدیل و گزینش پذیری نسبت به پروپن بررسی شده است. این واکنش در شرایط بدون استفاده از غشاء و با استفاده از غشاء انجام شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از غشاء میزان تبدیل را در محدوده 10.34-2% و گزینش پذیری نسبت به تولید محصول را در محدوده 22.61-8.44% تغییر می دهد.

در این پژوهش، نمونه هایی از غشاءهای کربنی پایه دار با استفاده از رزین فنلی به عنوان ماده پیشتاز تهیه شد و اثر شرایط پوشش دهی شامل نوع حلال، غلظت حلال و روش پوشش دهی بر چگونگی تشکیل یک لایه بی نقص از رزین بر روی پایه، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین این لایه، تحت عملیات کربنیزه شدن قرار گرفت تا تبدیل به غشاء کربنی شود. به منظور بررسی اثر نوع پایه، دو نوع پایه با جنس و ساختار تخلخل متفاوت مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که تنها عامل تاثیرگذار بر بی نقص بودن لایه رزین، غلظت محلول رزین است. غلظت بالای محلول رزین قادر است لایه ای کامل بر روی سطح پایه متخلخل تشکیل دهد. لیکن این نمونه ها، در حین کربنیزه شدن تخریب می شوند و غشاء به دلیل ضخامت بالای لایه رزین، دچار ترک خوردگی می شود. آزمایش های مشابه که با پایه هایی با ابعاد کوچکتر حفرات انجام شد، نیز نتایج یکسانی را به دنبال داشت. با تکرار عملیات لایه نشانی، می توان به لایه هایی از رزین دست یافت که به طور کامل سطح حفرات را پوشش می دهند. متاسفانه این لایه ها نیز پس از عملیات کربنیزه شدن، دچار ترک خوردگی می شوند و غشاء حاصل، تراوایی زیاد و انتخاب گری بسیار کم برای جداسازی گازها نشان می دهد.

مواد سرامیکی پروسکایتی (BSCFO) Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-d با استفاده از روش کمپلکس EDTA و اسید سیتریک سنتز و به شکل دیسکی شکل دهی شد و در راکتور غشائی استفاده گردید. عملکرد این غشاء راکتوری جهت بارگذاری کاتالیست Ni/a-Al2O3 فرآیند اکسیداسیون جزئی متان مورد بررسی قرار گرفت. در زمانهای اولیه، شار عبور اکسیژن، میزان تبدیل متان و گزینش پذیری تولید CO وابستگی زیادی به حالت نیکل در کاتالیست (اکسیدی و یا (Ni0 داشت. بعد از حدود 17 ساعت از شروع واکنش، شرایط پایدار حاصل شد و شار عبور اکسیژن، میزان تبدیل متان و گزینش پذیری تولید COبه ترتیب به (min.cm2)9.3 ml/، 80.5 و 98.3% رسیدند. عملکرد غشاء راکتور BSCFO در دماهای مختلف (950oC-850) مورد بررسی قرار گرفت و نتایج خوبی در دماهای بالا حاصل شد، به طوریکه در دمای 950oC میزان تبدیل متان و گزینش پذیری تولید COبه ترتیب به 98.5 و 98.2% رسید. میزان شار اکسیژن در شرایط واکنش در دمای 950oC برابر 11.6 ml/(min.cm2) بود که حدود 5.1 برابر بیشتر از شرایط هلیوم- هوا است. نتایج نشان داد که در شرایط واکنش، مرحله تبادل سطحی در عبور اکسیژن نقش مهمی پیدا می کند.

در این مقاله، حرکت یک غشاء ارتجاعی و نیز اندرکنش هیدرودینامیکی چند غشاء در یک میکروکانال با توسعه یک کد کامپیوتری به زبان C شبیه سازی می گردد. برای حل میدان جریان سیال از روش شبکه بولتزمن و برای شبیه سازی اندرکنش سیال- جامد از روش مرز غوطه ور استفاده می شود. غشاها به صورت مرزهای انعطاف پذیر غوطه ور در جریان سیال در نظر گرفته می شوند. ابتدا یک غشاء با سفتی بالا به شکل مقعرالطرفین در نظر گرفته می شود. این غشاء به دلیل سفت بودن، از خود حرکت غلت خوردن نشان می دهد و جابجایی عرضی آن با نوسان همراه خواهد بود. سپس، اثرات موقعیت اولیه یک غشاء به شکل دایره بر تغییر شکل، سرعت و جابه جایی عرضی آن مورد بررسی قرار می گیرد. دیده شد که با نزدیک شدن موقعیت اولیه غشاء به مرکز میکروکانال، جابجایی عرضی و مولفه قائم سرعت آن کاهش یافته و مولفه افقی سرعت آن افزایش می یابد. در انتها، حرکت همزمان چند غشاء در یک میکروکانال و برهمکنش آنها با یکدیگر و با جریان تحلیل می گردد. غشاها با هم برخورد نداشته و بنابراین مکانیزم برخورد مدل نشده است. مشاهده شد که غشای بالادست جریان، بیشترین تغییر شکل را دارد و نیروی بیشتری از طرف سیال به آن وارد می شود. همچنین، حضور همزمان چند غشاء باعث کندتر شدن سرعت جریان خواهد شد. نتایج عددی حاضر تطابق خوبی با نتایج معتبر عددی موجود دارد.