اثر نفوذ هیدروژن با استفاده از غشاء بر انتخاب‌پذیری اتیلن خروجی از سیستم راکتوری دوتایی کاتالیزوری شامل راکتور فیشرتروپش

Abstract

در این تحقیق مدل ریاضی و شبیه‌سازی دو راکتور پشت سر هم زوج شدن اکسایشی متان (OCM) و سنتز فیشرتروپش (FT) بررسی شد که راکتور سنتز فیشرتروپش به دو صورت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت: راکتور بستر ثابت معمولی و راکتور بستر ثابت غشایی دو مرحله‌ای (ترکیبی از دو راکتور بستر ثابت معمولی و بستر ثابت غشایی). در این ساختار، خوراک ورودی به راکتور فیشرتروپش (راکتور دوم) به‌وسیله فرایند زوج شدن اکسایشی متان (راکتور اول) فراهم می‌شود. این مدل جهت تولید هیدروکربن‌های با ارزش از جمله اتیلن از متان به کار برده شده است. مدل به صورت عددی با تقریب تفاضل محدود و مجموعه‌ای از معادلات دیفرانسیل معمولی مرتبه اول در جهت محوری حل شد. نتایج نشان داد که با قرار دادن راکتور فیشرتروپش بعد از راکتور زوج شدن اکسایشی متان می‌توان از محصولات بلا استفاده راکتور زوج شدن اکسایشی متان استفاده کرد و باعث افزایش تولید اتیلن و هیدروکربن‌های با ارزش دیگر شد. همچنین نتایج نشان دادند که استفاده از راکتور دو مرحله‌ای بستر ثابت غشایی فیشرتروپش بعد از زوج شدن اکسایشی متان باعث نفوذ هیدروژن از طریق غشاء شده و بازده اتیلن را به میزان 3/0% بهبود بخشید و علاوه بر آن باعث کاهش تولید محصولات جانبی راکتور فیشرتروپش (کاهش بازده کربن‌دی‌اکسید به میزان 6%) در مقایسه با راکتور معمولی بستر ثابت فیشرتروپش شد.