مدلسازي ديناميكي سنتز فيشر - تروپش با كاتاليزور كبالت در راكتور حبابي دوغابي  Fulltext 

[ نسيم هوشيار ] - كارشناس ارشد مهندسي شيمي، دانشكده مهندسي شيمي، دانشكده فني، دانشگاه تهران
[ شهره فاطمي ] - دانشيار دانشكده مهندسي شيمي دانشگاه تهران

خلاصه مقاله:

نياز روز افزون بشر به سوخت از يك سو و كاهش ذخاير نفت از سوي ديگر زمينه ساز توجه بسيار به منابع گاز طبيعي و لزوم استفاده از روش هاي تبديل سوخت گازي شكل به سوخت مايع به دليل فاصلة بين منابع انرژي و مصرف كننده شده است . فرايند تبديل گاز به مايع كه سنتز فيشر - تروپش نوعي بسيار معروف و متداول از آن است، در راكتورهاي سه فازي انجام مي شود كه راكتور هاي حبابي دوغابي با داشتن ويژگي هايي چون كنترل دمائي آسان و هزينة ساخت و نگهداري پائين بسيار مورد توجه مي باشند . شناخت پارامتر هاي هيدروديناميكي، انتقال جرم و انتقال حرارت و اطلاع دقيق از واكنش هاي صورت گرفته و سينتيك آنها، در چنين فرايندهايي، پيش نياز مدلسازي، شبيه سازي و بزرگ سازي راكتورهاي سه فازي هستند . آن چه در اين مقاله بدان پرداخته شده است ارائه مدل رياضي مناسب جهت مدلسازي يك راكتور حبابي دوغابي در شرايط عملياتي صنعتي و ناپايا كه سنتز فيشر - تروپش به منظور توليد سوختهاي هيدروكربني در آن اتفاق مي افتد، مي باشد . از آنجائي كه استفاده از كاتاليزور كبالت نسبت به ساير كاتاليزورها از نظر راندمان توليد محصولات مايع برتري دارد در اين تحقيق مدلسازي فرايند بر روي اين كاتاليزور مورد توجه قرار
گرفته است . مدل سينتيكي مطالعه شده از نوع لانگمير - هينش لوود بوده كه علاوه بر تاثير مواد اوليه در سرعت واكنش ،جذب مواد اوليه را نيز بر روي سايتهاي فعال كاتاليزور در نظر مي گيرد . راكتور به صورت پيستوني با پراكندگي محوري و با رژيم جريان دو حبابي مدلسازي شده است . از آنجاييكه شرايط عملياتي بهينه همواره مورد توجه طراحان واحدهاي عملياتي است به منظور تكميل بحث حاضر در ادامه كار به آناليز حساسيت سيستم پرداخته شده و اثر افزايش بار كاتاليست، نسبت گاز سنتز ورودي و سرعت اوليه گاز ورودي مورد بررسي قرار گرفته است .

راكتورهاي حبابي دوغابي، سنتز فيشر - تروپش، هيدروديناميك جريان، پراكندگي محوري، رژيم جريان