
تعداد نشریات | 21 |
تعداد شمارهها | 610 |
تعداد مقالات | 9,029 |
تعداد مشاهده مقاله | 67,082,921 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 7,656,375 |
مدلسازی و شبیه سازی تبدیل کاتالیستی مستقیم جزئی متان به متانول در یک راکتور بستر سیال | ||
مدل سازی در مهندسی | ||
مقاله 32، دوره 16، شماره 52، فروردین 1397، صفحه 397-407 اصل مقاله (1.1 M) | ||
نوع مقاله: مقاله شیمی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2017.5724. | ||
نویسندگان | ||
اصغر محمدی1؛ علی فرضی* 2 | ||
1دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز | ||
2عضو هیأت علمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز | ||
تاریخ دریافت: 02 آذر 1394، تاریخ بازنگری: 28 مرداد 1396، تاریخ پذیرش: 05 مهر 1396 | ||
چکیده | ||
تبدیل کاتالیستی مستقیم متان به متانول روش جدیدی است که به واسطه آن فرایند میانی و هزینه بر تولید گاز سنتز حذف میشود. با استفاده از این تکنولوژی میتوان از میادین گازی با ذخیره کم و میادین غیرمتعارف، بدون نیاز به ساخت واحدهای پرهزینه تبدیل گاز به محصولات مایع بهرهبرداری لازم را به عمل آورد. در این مقاله مدلسازی و شبیهسازی فرایند تک مرحله ای تبدیل متان به متانول در یک راکتور بستر سیال پر شده با کاتالیست پنتااکسید وانادیوم مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا راکتور در شرایط پایا شبیه سازی شده و تأثیر پارامترهایی مانند دمای راکتور و زمان اقامت واکنش دهنده ها داخل راکتور روی درصد تبدیل متان و انتخاب پذیری محصولات مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله بعدی شبیه سازی ناپایای فرایند انجام گرفته و رفتار حلقه باز راکتور نسبت به اغتشاشات وارده به پارامترهای مهم اثر گذار در دمای راکتور و انتخاب پذیری محصولات بررسی شده است. در شرایط پایا برای زمان اقامت 9 ثانیه بیشترین بازده تولید متانول در فشار و دمای ورودی 50 بار و 773 کلوین بهدست آمد. در این شرایط درصد تبدیل متان 32.2 و انتخاب پذیری متانول برابر 42.1 درصد بهدست آمد. نتایج نشان میدهد که با افزایش دمای راکتور و زمان اقامت، درصد تبدیل متان زیاد ولی انتخاب پذیری متانول کم میشود. همچنین دمای سیال خنک کننده و زمان اقامت داخل راکتور بیشترین تأثیر را در عملکرد راکتور دارند. نتایج شبیه سازی روند مشابه با نتایج بهدست آمده برای نمونه آزمایشگاهی راکتور بستر ثابت مشابه را نشان میدهد. | ||
کلیدواژهها | ||
تبدیل مستقیم متانول از متان؛ راکتور بستر سیالی؛ مدلسازی فرایند؛ شبیه سازی ناپایا | ||
عنوان مقاله [English] | ||
Modeling and Simulation of Catalytic Direct Partial Oxidation of Methane to Methanol in a Fluidized-Bed Reactor | ||
نویسندگان [English] | ||
Asghar Mohammadi1؛ Ali Farzi2 | ||
1Faculty of Chemical and Petroleum Engineering, University of Tabriz, 29 Bahman Blvd., Tabriz, Iran | ||
2Faculty of Chemical and Petroleum Engineering, University of Tabriz, 29 Bahman Blvd., Tabriz, Iran | ||
چکیده [English] | ||
Direct catalytic oxidation of methane to methanol is a novel technique which has eliminated the intermediate and expensive process of synthesis gas production. This technology can be used for low deposit, remote, low-pressure fields, and abundant resources of unconventional gas, without need to manufacture of expensive units of gas-to-liquid (GTL) process. In present study, modeling and simulation of the single step (direct) conversion of methane to methanol has been investigated in a fluidized-bed reactor packed with V2O5/SiO2 particles as the reaction catalyst. Firstly, the reactor was simulated at steady-state conditions and the effect of important parameters such as feed temperature and residence time of reactants within the reactor on methane conversion and products' selectivity was studied. In the next step, dynamic simulation of the process was performed and the effect of disturbances of effective parameters on reactor performance was investigated. In steady state conditions, for the residence time of 9 seconds maximum yield of methanol production was obtained at 50 bar and 773 K and methane conversion was 32.2 and methanol selectivity was 42.1. Results showed that by increasing reactor temperature and residence time, methane conversion increases but methanol selectivity decreases. Cooling fluid temperature and residence time were found to have the greatest effect on reaction rate and rector performance. Also results showed reasonable agreement with the experimental data reported in the literature for fixed-bed reactor. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Direct conversion of methane to methanol, Fluidized-bed reactor, Process modeling, Dynamic simulation | ||
مراجع | ||
. ملی مهندسی شیمی ایران، تهران، 7 تا 9 آذر، 1385 | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,763 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 517 |