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早期的研究表明，一个最佳的孔隙结构催化剂颗粒是非常重要的(Keil, 1999; Wei, 2011; Coppens etal., 2001)。随着实验技术的发展，催化剂颗粒通过合理的设计和合成，具有了所要求的孔结构，以此可以获得更好的性能(Liu etal., 2013; Luss, 1990)。焦磷酸氧钒催化剂的孔结构特征对发生正丁烷氧化反应所在的列管式固定床反应器的特性的影响会借助数学模型的细节显示来表现。如果通过改变催化剂的孔结构，马来酸酐的收率可提高1%，这将会是研究这一过程的新方向。对于催化颗粒内部反应扩散方程的求解来说，孔结构模型和扩散模型是必须的。常用的孔结构模型是Wakao and Smith(1962)的大小孔模型，Johnson (1965)的孔结构模型领域和Szekely and Evans(1971)的晶粒模型。最近，一个更详细、更真实的三维孔隙网络模型被Rieckmann 和Keil(1999)提出来。扩散通量通常与尘气模型为蓝本，Maxwell–Stefan模型，Wilke和Wilke-Bosanquet模型(Solsvik and Jakobsen,2013)。它可能是参照Solsvik 和Jakobsen(2012a)为不同的扩散模型进行详细总结的研究结果。含双模态孔隙大小的催化剂颗粒分布，Wakao 和 Smith (1962)使用Wilke公式的大小孔模型对于实际反应工程计算是很好的选择(Hegedus, 1980)。来!自~751论-文|网www.751com.cn
2数学模型
2.1反应动力
图1所示的三角形（三个反应）网络被运用于这项研究中，其中包括正丁烷氧化为顺丁烯二甘酸的主要反应、二正丁烷完全氧化为氧化物（CO2和CO）以及连续的顺丁烯二甘酸氧化为CO2和CO的反应(Wellaueretal., 1986)。其他副产品的形成，如醋酸、丙烯酸、邻苯二甲酸和甲基丙烯酸，通常因为所观察到的低浓度（低于2 %）而在反应模型中被忽略(Alonso etal., 2001; Marín etal.,2010)。