تعیین معادله سرعت و شبیه سازی راکتور واکنش تبدیل گاز سنتز به محصولات میان تقطیر

در این پروژه سرعت ذاتی تولید محصولات سنتز فیشر-تروپش روی کاتالیست آهن ساخته شده در پژوهشگاه صنعت نفت در محدوده دمایی 290-310 درجه سانتیگراد، فشار15-23 bar، نسبت هیدروژن به مونوکسیدکربن ورودی 0/76-1/82mol/mol و سرعت فضایی 3300hr-1 در شرایط عدم کاهش فعالیت کاتالیست مورد بررسی قرار گرفته است . بدین منظور سرعتهای اولیه تولید محصولات در یک راکتور دیفرانسیلی در شرایط حتی الامکان دما ثابت (با خطای حداکثر +-1 درجه سانتیگراد) و در عدم حضور محدودیتهای نفوذی، اندازه گیری شده و سپس معادلات توانی برای سرعت ذاتی تولید محصولات برحسب فشارهای جزئی هیدروژن و مونوکسیدکربن تعیین گردید. در مرحله بعدی، از این نتایج برای شبیه سازی و طراحی اولیه یک راکتور کاتالیستی بستر ثابت سنتز فیشر-تروپش استفاده شد. بدین منظور مدل بستر از نوع غیرهمگن یک بعدی با جریان پیستونی انتخاب گردید و برنامه ای کامپیوتری برای حل آن نوشته شد. در این مدل مقاومتهای موجود در برابر انتقال جرم و حرارت خارج دانه ای و همچنین مقاومت در برابر نفوذ داخل دانه ای، در نظر گرفته شده اند. همچنین فرض شده است که پراکندگیهای محوری جرم و حرارت و گرادیانهای شعاعی غلظت و دما ناچیز هستند، و از طرفی دانه کاتالیستی دما ثابت بوده و همواره در دمای سطحش که ممکن است با دمای ناحیه درونی سیال متفاوت باشد، قرار دارد. در کنار ارائه نتایج آزمایشی، شبیه سازی و طراحی، صحت فرضیات فوق نیز در محدوده طرح ارائه شده بررسی شده است .