مدل سازی سینتیکی واکنش جفت شدن اکسایشی متان بر روی کاتالیست mn/na2wo4/tio2

تبدیل مستقیم گاز طبیعی به محصولات هیدروکربنی به ویژه اتیلن از طریق واکنش جفت شدن اکسایشی متان (ocm) یکی از فناوری های نوین و رو به رشد در صنایع نفت و گاز می باشد. در این رساله سینتیک واکنش جفت شدن اکسایشی متان با استفاده از کاتالیست mn/na2wo4/tio2 مدلسازی و شبیه سازی شده است. فرایند جفت شدن اکسایشی متان، برهمکنش پیچیده ای از پدیده های انتقال و سینتیک شیمیایی است. شبیه سازی و مدل سازی با احتساب جزئیات واکنش و فرایند جفت شدن اکسایشی متان از دیدگاه سینتیکی مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات سینتیکی در یک سیستم کاتاتست مجهز به راکتور بستر ثابت، درحضورکاتالیست mn/na2wo4/tio2 ، طراحی و انجام شد. در این مرحله بالغ بر 30 آزمایش در شرایط مختلف عملیاتی (دمای k1223-923)، فشار اتمسفریک، نسبت متان به اکسیژن (5/1،2،3،4) وghsv h-1) 8000 ، 10000 ، 14000 ، 18000) برای مقیاس آزمایشگاهی در شرایط عدم وجود مقاومت های نفوذ داخل و خارج دانه ای انجام گرفت. نتایج هر آزمایش در ترم های میزان گزینش پذیری محصولات هیدروکربنی (اتیلن و اتان) و محصولات اکسیدهای کربن (دی اکسید کربن و منوکسید کربن)، میزان تبدیل متان و راندمان محصولات مطلوب هیدروکربنی ارزیابی گردید. اعتبار سنجی مدل، با مقایسه بین نتایج تجربی و داده های مدل سینتیکی پیشنهادی، انجام شد. انطباق قابل قبول آن ها با یکدیگر، حاکی از اعتبار مدل سینتیکی در محدوده عملیاتی مورد نظر می باشد. برای مدل سازی سینتتیکی واکنش نیز نرم افزار matlab به کار گرفته شد و معادلات بقاء جرم برای تمام اجزاء در مدل مذکور حل شد. برای یافتن ثوابت مناسب مدل شبیه سازی شده، آنالیز حساسیت پارامتر ها برای مدل انجام شد. سپس نتایج مدل با نتایج حاصل از آزمایشات مقایسه شد و ثوابت سینتیکی و انرژی اکتیواسیون برای برای واکنش ها محاسبه شد.