丙烯是一种重要的化工原料,随着丙烯市场需求量的迅猛增长,以丙烷为原料直接脱氢制取丙烯已成为重要的丙烯增产途径,该工艺目前已工业化,但存在着能耗高和催化剂易结焦失活等问题。氧化脱氢以及脱氢-氢气选择性氧化工艺具有不受平衡限制、能耗低等优点,是关注的热点。目前,在丙烷脱氢氧化体系中,很少有针对氧含量和填料对反应影响的研究。本文首先对丙烷氧化脱氢和脱氢氧化两种反应体系进行了热力学分析,并与无氧丙烷脱氢体系进行了比较,讨论了进料氧气／丙烷摩尔比对目的产物丙烯产量及产物组成分布的影响。在此基础上,采用连续管式反应器,系统考察了不同材质反应器中氧含量、以及填料等因素对丙烷脱氢氧化体系反应过程的影响。热力学分析表明,无论先加氧脱氢,还是脱氢后再加氧反应,氧气加入对丙烯生成都非常不利,反应温度越高、氧气加入量越大,丙烯平衡生成量就越少,原料损耗也越严重。空管的实验结果表明,氧对于丙烷、丙烯热裂解的影响与反应器材质和温度有关,无论在何种材质反应管中,氧气的加入均可以提高丙烷、丙烯的转化率；在石英反应管中,氧气主要参与高温气相反应,丙烷的热解在600℃之后受氧含量影响明显,产物以C3H6、C2H4、H2、CO为主,而丙烯在有氧条件下仍然具有较高稳定性；在不锈钢反应管中,氧气主要参与表面氧化与结焦脱氢,在低温条件下对反应有明显影响,丙烷、丙烯氧化裂解产物以CO、CO2、H2为主。填料实验结果表明,石英砂填料可以促进丙烯转化,在有氧条件下更加明显,并在高温下抑制了丙烷转化,并且在不同的填料上,生成的焦炭量及性质有所不同,气相二氧化硅上的焦炭生成量最少。