مدلسازی ریاضی سنتز فیشر تروپش در راکتور حبابی دوغابی

سنتز فیشر - تروپشن Fischer-Tropsch برای تبدیل گاز سنتز (مخلوطی از هیدروژن و مونوکسید کربن) به مواد پتروشیمیایی وسوختهای مایع با کیفیت بالا، در سالهای اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این مقاله، سنتز فیشر- تروپش به کمک کاتالیست آهن، در یک راکتور حبابی دوغابی در حالت پایا مدلسازی شد. رژیم جریان در راکتور، ناخمگن فرض شد و حبابهای گاز در فاز گاز به دو دستهب زرگ و کوچک تقسیم شد. در مدل ارائه شده، حباب های بزرگ به صورت plug کامل و حباب های کوچک و فاز مایع به صورت کامل مخلوط Mixed در نظر گرفته شد. معادلات بقای جرم برای هیدروژن، مونوکسید کربن، آب و دی اکسید کربن به صورت همزمان برقرار و معادلات موازنه جرم حاصل، با استفاده از نرم افزار Mathlab 7.0 حل گردید. از آنجایی که کاتالیست مورد نظر در مدلسازی، کاتالیست اهن است، لذا علاوه بر واکنش فیشر - تروپش، واکنش جابجایی اب - گاز نیز در نظر گرفته شد. با استفاده از یک مدل گزینش پذیری مناسب و روباط ترمودینامیکی مربوطه، توزیع محصول خروجی از راکتور بدست آمد و با داده های گزارش شده در مقالات مقایسه شد. با استفاده از نتایج مدلسازی تاثیر مقدار کاتالیست و سرعت ظاهری اولیه گاز بر میزان تبدیل هیدروژن و نیز تاثیر ابعاد راکتور بر توزیع محصول مورد بررسی قرار گرفت.

Keywords:

سنتز فیشر - تروپش , واکنش جابجایی آب - گاز , راکتور حبابی دوغابی , مدل گزینش پذیری