مدل سازی رآکتور تبدیل نرمال بوتان به ایزوبوتان

با اهمیت روزافزون حفاظت محیط زیست، کاهش گازهای سمی حاصل از احتراق انواع سوختهای نفتی با جدیت بیشتری در سطح جهانی پیگیری می شود. بدین جهت ترکیبات بکار رفته در این سوختها همواره در حال دگرگونی است. از جمله این تغییرات جایگزینی ترکیبات سرب دار و آروماتیکی موجود در بنزین با mtbe و ایزواکتان می باشد. ایزواکتان و mtbe گذشته از دارا بودن عدد اکتان بالا، از نظر زیست محیطی مضرات سرب و آروماتیکها را ندارند. همچنین mtbe به دلیل دارا بودن اکسیژن، احتراقش موجب کم شدن اکسیژن در اتمسفر نمی گردد. از آنجا که ماده اولیه تولید mtbe و ایزواکتان، ایزوبوتان است لذا تولید ایزوبوتان، ایزومریزاسیون مرمال بوتان است. از سال 1933 که واکنش کاتالیستی ایزومریزاسیون آلکانها مشاهده شد، محققین همواره در تلاش بوده اند تا کاتالیست های جدیدی که فعالیت بیشتری داشته و واکنش ایزومریزاسیون را در دمای پایین تری انجام دهند بیابند. با مطالعه تحقیقات محققین در دو دهه اخیر روی واکنش ایزومریزاسیون نرمال بوتان استفاده از کاتالیست زیرکونیای سولفاته بطور چشمگیری مشاهده می شود. این کاتالیست دارای جایگاه های اسیدی بسیار قوی می باشد که در درجه حرارت و فشار پایین قادر به هدایت واکنش بسیار مشکل ایزومریزاسیون نرمال بوتان است. تمامی تحقیقات انجام گرفته روی این کاتالیست در سطح آزمایشگاهی بوده و شامل عوامل تاثیر گذار در ساخت، مقایسه با دیگر کاتالیستها، تاثیر هیدروژن و الفینها، تقویت کردن کاتالیست با برخی فلزات و مطالعه مکانیسم واکنش بوده است. در پروژه حاضر سعی بر آن شده است تا با استفاده از نتایج آزمایشگاهی که موکد معادله سرعت واکنش است و بدست آوردن معادلات حاکم بر واکنش و عوامل موثر بر واکنش در مقیاس صنعتی نظیر انتقال جرم، انتقال حرارت و مقاومتهای موجود در واکنشهای کاتالیستی به ارایه یک برنامه کامپیوتری که تولید ایزوبوتان را در یک رآکتور کاتالیستی بستر ثابت شبیه سازی می نماید پرداخته و با تغییرات عوامل موثر بر واکنش، نتایج حاصل از شبیه سازی را بررسی نماییم. با توجه به تولید mtbe در مجتمع پتروشیمی بندر امام، امید است این برنامه مقدمه ای جهت بررسی تعویض کاتالیست و افزایش راندمان تولید mtbe در ایران گردیده و همچنین به عنوان نرم افزاری برای مطالعه سایر واکنشهای کاتالیستی بستر ثابت در مقیاس صنعتی در اختیار دانشجویان و محققین قرار گیرد.