مدلسازی و شبیه سازی تبدیل کاتالیستی مستقیم جزئی متان به متانول در یک راکتور بستر سیال

تبدیل کاتالیستی مستقیم متان به متانول روش جدیدی است که به واسطه‌ آن فرایند میانی و هزینه بر تولید گاز سنتز حذف می‌شود. با استفاده از این تکنولوژی می‌توان از میادین گازی با ذخیره کم و میادین غیرمتعارف، بدون نیاز به ساخت واحدهای پرهزینه‌ تبدیل گاز به محصولات مایع بهره‌برداری لازم را به عمل آورد. در این مقاله مدلسازی و شبیه‌سازی فرایند تک مرحله ای تبدیل متان به متانول در یک راکتور بستر سیال پر شده با کاتالیست پنتااکسید وانادیوم مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا راکتور در شرایط پایا شبیه سازی شده و تأثیر پارامترهایی مانند دمای راکتور و زمان اقامت واکنش دهنده ها داخل راکتور روی درصد تبدیل متان و انتخاب پذیری محصولات مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله بعدی شبیه سازی ناپایای فرایند انجام گرفته و رفتار حلقه باز راکتور نسبت به اغتشاشات وارده به پارامترهای مهم اثر گذار در دمای راکتور و انتخاب پذیری محصولات بررسی شده است. در شرایط پایا برای زمان اقامت 9 ثانیه بیشترین بازده تولید متانول در فشار و دمای ورودی 50 بار و 773 کلوین به‌دست آمد. در این شرایط درصد تبدیل متان 32.2 و انتخاب پذیری متانول برابر 42.1 درصد به‌دست آمد. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش دمای راکتور و زمان اقامت، درصد تبدیل متان زیاد ولی انتخاب پذیری متانول کم می‌شود. همچنین دمای سیال خنک کننده و زمان اقامت داخل راکتور بیشترین تأثیر را در عملکرد راکتور دارند. نتایج شبیه سازی روند مشابه با نتایج به‌دست آمده برای نمونه آزمایشگاهی راکتور بستر ثابت مشابه را نشان می‌دهد.