مدل‌سازی فرآیند اکسایش زوجی متان

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

در نگرش متداول از آن جهت که قادر به بیان تغییرات درجات آزادی حاکم در سیستم در نقاط مختلف نمی باشیم، چاره ای جز آزمایش برای دستیابی به ارتباط موجود در پارامترهای مختلف حاکم بر طراحی سیستم نیست. روابط تجربی بدست آمده از آزمایشات در محدوده ای از سیستم معتبر است که متغیرها در آنجا اندازه گیری شده اند، لذا جوابگوی تمام نیازها          نمی باشند. 
در استفاده از روش مکانیک سیالات محاسباتی تغییرات تمام درجات آزادی در هر نقطه و زمانی قابل دسترسی است. این امکان از آن جهت حاصل می شود که معادلات بقا در قسمتهای بسیار کوچکی از سیستم اعمال و به صورت هم زمان حل می شود. 
دراین تحقیق مدلسازی فرآیند اکسایش زوجی متان که یکی از فرآیندهای تبدیل مستقیم متان می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. محصول مطلوب این فرآیند اتیلن است. با حل همزمان معادلات واکنش توسط نرم افزار فلوئنت، اثرات دما بر درصد تبدیل متان، درصد تبدیل اکسیژن و گزینش پذیری بررسی گردید. حل در دمای 1073 و 1123 درجه کلوین که واکنش بیشترین بازده را دارا می باشد، انجام شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

The Modeling of the Oxidative Coupling of Methane

نویسندگان [English]

  • Mahshid Zarkesh
  • Hossein Brijanian
  • Naser Rasouli
  • Fatemeh Joda

Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, Iran

چکیده [English]

In the conventional view, since we are not able to express the system degrees of freedom variations at different locations, there exists no option, other than doing experiments, to access the relations among the system ruling parameters. Experimental correlations so obtained are valid, only within the boundries of measured parameters, hence cannot over all requirements.
Using the computational fluid dynamics (CFD), the degrees of freedom variations at all locations and all times are accessible. This ability results from the simultaneous solution of the continuity equations, applied on small region of the system. In this investigation, the oxidative coupling of  Methane modeling ,which is one of the direct methane conversion processes, is studied. 
The desirable product of this process is Ethylene. By simultaneous solution of reaction equations, using the FLUENT soft ware, the temperature effects on the Methane percent conversion, the Oxygen percent conversion and the reaction selectivity were investigated. The aforementioned solution was fulfilled at 1073 and 1123 degrees of Kelvin, which have maximum reaction efficiencies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Oxidating coupling of Methane
  • Modeling
  • ethylene
  • conversion percent
  1. Keller,G.E. and Bhasin.M.M. ,"Synthesis of Ethylene via Oxidative Coupling of Methane., J.Catal., 1982,73,9-19.
  2. Baerns ,M.,"Basic Solids as Catalysts for the oxidative Coupling of Methane". Chapter 11 in Methane Conversion by Oxidative Process(Wolf,E.E.,ed.)Van Nostrand Reinhold, New York,1992,382-402
  3. Billad F.G;Gueret,C.P. and Baronnet.F.,"Thermal Coupling of Metthane in tubular Flow Reactor:Experimental Setup and Influence of Temperature" ,Ind. Eng. Res., 1992,31,2748-2753.
  4. Keller,G.E. and Bhasin.M.M. ,"Synthesis of Ethylene via Oxidative Coupling of Methane., J.Catal., 1982,73,9-19.
  5. Baerns ,M.,"Basic Solids as Catalysts for the oxidative Coupling of Methane". Chapter 11 in Methane Conversion by Oxidative Process(Wolf,E.E.,ed.)Van Nostrand Reinhold, New York,1992,382-402.
  6. Dautzenberg,F.M;Schlatter.J.C.;Fox,J.M.;Rostrup-Nielsen,J.R.and Chirstainsen., "Catalysts and Reactor Requirment for the Oxidative Coupling of Methane.", Catal  Today, 1992,13,503-509.
  7. Stan,Z.;Mleczko.L. and Baerns,M. ,"Comrehensive kinetics of Oxidative Coup-ling of Methane over the La2o3/Cao Catalyst",Ind.Eng.Chem.Res.,1997,36,2568-2579.
  8. Couwenberg,P.M.:Chen,Q.and Marin,G.B., Kinetic of a Gas-phase chain Reaction catalysts.,Ind.Eng.Chem.Res.,1996,35,3999-4011.
  • تاریخ دریافت: 02 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 02 اردیبهشت 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 02 اردیبهشت 1401