مدل سازی سینتیکی واکنش جفت شدن اکسایشی متان بر روی کاتالیزور Mn/Na۲WO۴/TiO۲

واکنش جفت شدن اکسایشی متان دریک راکتور بستر ثابت تحت کاتالیست Mn/Na۲WO۴/TiO۲ مدل سازی سینتیکی شده است. معادله انتقال اجزاء واکنش به همراه شیمی واکنش مدل سازی یک بعدی شده و رفتار کاتالیست در راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت پیش بینی شده است. در این راستا آزمایشات سینتیکی در یک راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت با شرایط عملیاتی مختلف طراحی و اجرا شده است. شرایط عملیاتی واکنش محدوده نسبت متان به اکسیژن ۵/۱ تا ۴ و درجه حرارت واکنش oC ۹۲۵-۶۲۵ را در بر می گیرد. ترم های مورد ارزیابی میزان تبدیل متان، گزینش پذیری محصولات واکنش (مطلوب و نامطلوب) و بازده واکنش می باشد. مدل سینتیکی مورد استفاده شامل شیمی واکنش های کاتالیستی (در ۹ مرحله) و واکنش های فاز گاز (۱ مرحله) می باشد. آنالیز حساسیت برای مدل سینتیکی شبیه سازی شده، انجام شد و بر اساس آن ، ضرایب سینتیکی برای کاتالیست Mn/Na۲WO۴/TiO۲ ارایه شده است. مقایسه نتایج مدل سازی با داده های تجربی تطابق و سازگاری نسبتا خوبی را نشان می دهد.تاثیر درجه حرارت خوراک ورودی روی درصد تبدیل متان و گزینش پذیری محصولات مطلوب (C۲)مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی و همچنین نتایج مدل سازی هر دو با سازگاری مناسب نشان می دهد که درصد تبدیل متان با افزایش درجه حرارت در محدوده oC ۶۲۵ تا ۹۲۵ افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان می دهند با افزایش نسبت متان به اکسیژن، گزینش پذیری محصولات مطلوب افزایش یافته و درصد تبدیل متان کاهش می یابد. بررسی رفتار کاتالیست نشان داده که کاهش درصد تبدیل متان شدیدتر از افزایش گزینش پذیری است لذا با افزایش نسبت متان به اکسیژن، راندمان محصولات مطلوب کاهش می یابد.

Keywords:

جفت شدن اکسایشی متان , مدل سازی سینتیکی , آنالیز حساسیت , Mn/Na۲WO۴/TiO۲