مدل‌سازی فرآیند تبدیل متانول به پروپیلن به روش CFD

بحران دسترسی به منابع نفت خام، بشر را وادار به یافتن روش های جدید برای تأمین انرژی موردنیاز خود و تولید مواد استراتژیکی کرد که قبلاً از نفت خام به‌دست می آمد. یکی از این مواد استراتژیک، پروپیلن می باشد که امروزه به‌طور گسترده در صنایع تبدیلی گاز و پتروشیمی به‌کار می رود. بنابراین بازار تقاضا برای پروپیلن به سرعت در حال رشد است. در چند سال اخیر، فرآیند تبدیل متانول به پروپیلن به‌عنوان یک روش نو در راستای تولید پروپیلن مطرح شده است، لذا با این روش وابستگی به خوراک نفت خام تا حدود زیادی از میان می رود و با توجه به فراوانی منابع گاز طبیعی در کشورمان، می توان در آینده بر روی این روش به‌عنوان یک روش اقتصادی، برای تولید ماده استراتژیک پروپیلن حساب کرد. در این پروژه از دینامیک سیالات محاسباتی برای شبیه‌سازی فرآیند تبدیل متانول به پروپیلن استفاده شد. یک راکتور ایزوترمال، بستر ثابت و جریان قالبی (Plug flow) به‌کار برده شد. مخلوط آب و متانول با نسبت مولی 80% به 20% به‌عنوان خوراک فرآیند استفاده شد. دمای واکنش در بازه ℃ 550-350 بود. یک مکانیسم واکنش (شامل 8 واکنش) بر اساس تلفیقی از تئوری های استخر هیدروکربنی و ترکیب مکانیسم های متیلاسیون/ شکست (کراکینگ) برای واکنش تبدیل متانول به پروپیلن، استفاده گردید. دینامیک سیالات محاسباتی این امکان را می‌دهد که رژیم سیال و انتقال حرارت را همراه با واکنش‌های کراکینگ بررسی کنیم. توافق خوبی بین داده های تجربی و نتایج به دست آمده از مدل‌سازی راکتور برقرار بود.