بررسی جداسازی گازهای حاصل از فرایند OCM توسط جذب سطحی با کربن فعال به هدف افزایش بازده محصولات دو کربنه

جذب سطحی گازهای متان، اتان و اتیلن به عنوان اصلی ترین اجزاء گازهای خروجی از فرایند زوج شدن اکسایشی متان ) OCM) بر روی جاذب کربن فعال بر اساس روش حجم سنجی مورد آزمایش قرار گرفته است . ایزوترم های تعادلی جذب تک جزئی در دماهای مختلف برای هر سه جزء، تا فشار 40 bar به دست آمده و گزینش پذیری و پارامترهای تعادلی جذب به صورت تابعی از دما تعیین گردیده است . بر اساس معادلات تعادلی تک جزیی مدل تعادلی چند جزیی پیشگویی شده و برای بررسی رفتار و مدل بستر دینامیک جذب بکار گرفته شده است . نتایج حاصل از ایزوترم های تعادلی نشان داده است که اتان و اتیلن به دلیل خواص جذبی قوی تر نسبت به متان که مولکول سبک تر و با تمایلات جذبی ضعیف تری است، جذب بهتری را روی کربن فعال دارا می باشند . مدلسازی ریاضی بستر جذب با توجه به ایزوترم های تعادلی چند جزیی و نوشتن معادلات دیفرانسیلی موازنه جرم و انرژی در بستر در شرایط گذرا انجام شده و با استفاده از روش خط (method of line) حل معادلات دیفرانسیل صورت گرفته است، و نمودارهای شکست مربوطه در شرایط غیر هم دما بدست آمده است . در این مدل با تغییر شرایط عملیاتی از جمله سرعت ورودی گاز ، دمای ورودی جریان ، میزان وزن جاذب و اندازه ذرات منحنی تغییرات غلظت هر جزء به صورت تابعی از زمان در طول بستر پیشگویی شده است . همانطور که از نتایج ایزوترم های تعادلی نیز انتظار می رفت متان سریعتر از بستر جذب خارج می شود و اتان و اتیلن جذب بیشتری داشته و دیر تر از بستر جذب خارج می شوند . به این ترتیب می توان با تغییر شرایط عملیاتی در مدل حاضر شرایط بهینه را برای جداسازی گازهای دوکربنه از متان پیشنهاد نمود .

کلیدواژه ها:

زوج شدن اکسایشی متان ، جداسازی ، جذب سطحی ، کربن فعال