سنتز فیشر-تروپش با استفاده از کاتالیست کبالت در راکتور دوغابی

پروژه حاضر با عنوان سنتز فیشر-تروپش با استفاده از کاتالیست های کبالت در راکتور دوغابی و با انجام مطالعات وسیع کتابخانه ای درباره اهمیت این فرایند روشهای مختلفت تولید منابع اولیه روشهای آنلیز و ... آغاز گردید. در ادامه طراحی، ساخت، نصب و راه اندازی سیستم آزمایش راکتوری مورد توجه ویژه قرار گرفت. سیستم کاتاتسک مورد نظر در شرایط فشار بالا ( تا 60 بار) تحت آزمایشات متعدد هیدروتست قرار گرفت. ساخت انواع کاتالست های کبالت تقویت شده با روتنیم در طراحی اولیه بطور دقیق بررسی و به انجام رسید. در دامه کاتالیستهای مختلف ساخته شده به کمک آنالیزهای فیزیکی –شیمیایی مورد آزمایش قرار گرفته و شرایط مطلوب کاتالیست برای انجام آزمایشات راکتوری مورد بررسی قرار گرفت. در این مرحله پس از بررسی کاتالیست های متعدد کاتالیست co-ru/y-al2o3 انتخاب و تحت آزمایش قرار گرفت و بهترین کاتالیست از نقطه نظر کارآیی انتخاب گردید. بهترین کاتالیست انتخاب شده دارای 1% تقویت کننده روتنیم با 20% کبالت بود. این کاتالیست نسبت به کاتالیست های دیگر که دراای همان درصد کبالت ولی با درصد های دیگر تقویت کننده بودند داراای بالاترین میزان تبدیل برای co و گزینش پذیری اجزای محصول بوده است. تحقیقات فوق ا نظر تقویت کاتالیت کبالت با درصدهای مختلف روتینم و همچنین آزمایش آن در راکتور دوغابی همزن دار جدید می باشد. پس از این مرحله بررسی فرایندی در سیستم کاتاتست برای رسیدن به بالاترین کارایی از نقطه نظر فرایندی بر روی کاتالیست انتخاب شده انجام گرفت . برای انجام این هدف و رسیدن به دقیق ترین شرایط، از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده گردید. استافده از روش طراحی آزمایش تاگوچی در فرایند سنتز فیشر-تروپش به ندرت مورد استفاده و به صورت رسمی به ثبت رسیده است. با انتخاب مهمترین پارامترها با اساس تجربیات، مقالات و پتنت های متعددی که عبارت از p,t,ghsv,rpm بودند آزمایشات مناسب برای بدست آوردن بهترین انجام گرفت پس از انجام آزمایشتات طراحی شده مشخص گردید که پارامتر دبی گاز ورودی بر ساعت ghsv بیشترین تاثیر و p کمترین اثر را بر روی کارایی کاتالیست داشته است. این امر نشان می دهد که انتقال جرم بیشترین تاثیر را در راکتور های همزن دار نسبت به پارامتر های دیگر دارد. در انتهای آزمایشات این مرحله بهترین شرایط فرایندی انتخاب و آزمایش جدید بر اساس نتایج بدست آمده از روش تاگوچی را مورد تایید قرار داد. نتایج بدست آمده بالاترین راندمان را برای کتالیست مورد نظر و شرایط انتخاب شده نشان داده است. با بررسی محصولات بدست آمده در آزمایش نهایی مشخص گردید میزان ترکیبات دیزل c13-17 نسبت به بقیه محصولات مانند واکس ( c18+) بسیار بیشتر است. با این حال آزمایشات وجود محصولات مختلف زیر را در آنالیز نهایی ثابت کردند: متان ( 2,85% اتان وlpg %5، بنزین ( 7، 29%)، دیزل (44,8%) و ترکیبات واکس ( 5, 17%) روش بکار رفته برای بررسی تاثیر شرایط فرایندی در فرایند فیشر-تروپش با استفاده از روش طراحی آزمایش-تاگوچی برای اولین بار انجام گرفت که این امر از امتیازات خاص در این پروژه می باشد. بررسی های سینتیکی کاتالیست انتخاب شده با استفاده از معادلات سینتیکی معتبر و مقایسه با نتایج بدست آمده توسط دیگران نشان دادکه نتایج بدست آمده دارای دقت خوب و مطلوب می باشد. در این بخش سرعت تئوریکی بدست آمده با استفاده از معادلات سینتیکی با سرعت پیش پینی شده دارای همخوانی بسیار خوبی می باشد. همچنین فرایند دی اکتیو شدن کاتالیست ها در طول فرایند مورد توجه قرار گرفت که عوامل مختلفی را در این امر از جمله کر بنیزه شدن کاتالیست و اکسید شدن مجدد فلز کبالت می توان تاثیر گذار دانست. پس از خاتمه آزمایشات و بررسی ها پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه شد.