مهندسی گاز ایران

ارائۀ یک روش جهت طراحی رآکتور ستون حبابی برای فرایند تبدیل گاز طبیعی به سوخت مایع

نوع مقاله : مقاله ترویجی

نویسندگان

1 پژوهشکده گاز، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران، کد پستی ۱۴۸۵۶۱۳۱۱۱

2 گروه پژوهش توسعه و کنترل فرآیند، پژوهشکده توسعه فرآیند و فناوری تجهیزات پژوهشگاه صنعت نفت ایران، تهران، ایران

چکیده

یکی از رآکتورهای مورداستفاده در فرایند تبدیل گاز طبیعی به سوخت مایع (GTL) رآکتور دوغابی ستون حبابی (SBCR) است. این رآکتور علی‌رغم مزایای زیادی که نسبت به رآکتورهای مورداستفاده دارد، طراحی و افزایش مقیاس آن مشکل است. با توجه به پدیده‌های پیچیدۀ موجود در این رآکتور و تجارب کسب‌شده توسط نویسندگان مقاله، در این تحقیق یک روش در قالب یک الگوریتم، جهت طراحی این نوع رآکتور پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی برای طراحی یک رآکتور با ظرفیت هزار بشکه در روز که مشابه آن در شرکت Petro-SA آفریقای جنوبی وجود دارد، به کار رفت. ابعاد به‌دست‌آمده برای رآکتور از طراحی با استفاده از روش پیشنهادی با دقت بسیار خوبی با ابعاد رآکتورِ در حال بهره‌برداری مطابقت داشت. با توجه به نتایج، با استفاده از روش طراحی تأییدشدۀ این تحقیق، می‌توان جهت طراحی رآکتورهای ستون حبابی با دقت خوب استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Provide a method for designing a bubble column reactor for the converting natural gas to liquid fuel

نویسندگان [English]

  • Mohammad Irani 1
  • Reza Hayati 2

1 Gas Division, Research Institute of Petroleum Industries (RIPI), Postal Code: 1485613111, Tehran, Iran

2 Process Development and Control Group, Process and Equipment Technology Development Division, Research institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, Iran

چکیده [English]

One of the reactors used in the process of converting the natural gas into liquid fuel (GTL)is the Slurry Bubble Column Reactor (SBCR). Despite the many advantages of SBCR, it is difficult to design and scale up. Given the complex phenomena in the reactor and experiences acquired by the authors, in this paper a method is proposed in the form of an algorithm to design this reactor type. The proposed method was used for designing a reactor with a capacity of 1000 barrels per day is similar to that in the Petro - SA company of South Africa. The obtained dimensions for the reactor using the proposed method were in good agreement with the size of the reactor at operation. According to the results, the validated design method in this study can be used to design bubble column reactors with good accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Slurry Bubble Column Reactor
  • Gas to Liquid (GTL)
  • Design
  1. Sie, S.T., R. Krishna, “Fundamentals and selection of advanced Fischer–Tropsch reactors”, Applied Catalysis A: General 186, 55–70, 1999.
  2. Krishna, R., S.T. Sie, “Design and scale-up of the Fischer–Tropsch bubble column slurry reactor”, Fuel Processing Technology 64, 73–105, 2000.
  3. Maretto, C., R. Krishna, “Modelling of a bubble column slurry reactor for Fischer–Tropsch synthesis”, Catalysis Today 52, 279–289 (1999).
  4. Steynberg, A.P., M.E. Dry, “Fischer-Tropsch Technology”, Elsevier Science & Technology Books, 2004.
  5. Irani, M., R. Bozorgmehry, M.R. Pishvaie, A. Tavassoli, “Impact of thermodynamic non-idealities and mass transfer on multi-phase hydrodynamics”, Journal of Scientia.
  6. Irani, M., R. Bozorgmehry, M.R. Pishvaie, A. Tavassoli, “Investigating the effects of mass transfer and mixture non-ideality on multiphase flow hydrodynamics using CFD methods”, IJCCE.
  7. Maretto, C., Krishna, R., “Design and optimisation of a multi-stage bubble column slurry reactor for Fischer–Tropsch synthesis”, Catalysis Today 66, 241–248 (2001).
  8. Joshi, J.B.,  U.V., Parasu; C.V.S., Prasad, D.V., Phanikumar, N.S., Deshpande, B.N., Thorat, “Gas holdup structure in bubble column reactors”, PINSA 64,A, 1998.
  9. Anand V. Kulkarni, Shrikant V. Badgandi, Jyeshtharaj B. Joshi, “Design of ring and spider type spargers for bubble column reactor: Experimental measurements and CFD simulation of flow and weeping”, chemical engineering research and design 87, 1612–1630, 2009.
  10. Mousavi, S., A. Zamaniyan, M. Irani, M. Rashidzadeh, “Applied Catalysis A: General Generalized kinetic model for iron and cobalt based Fischer-Tropsch synthesis catalysts: review and model evaluation”, Appl. Catal. A, Gen, 506, 57-66, 2015.
  11. Deckwer, W.D., “Bubble Column Reactors”, Wiley, 1992.
مهندسی گاز ایران
دوره 6، شماره 2 - شماره پیاپی 10
اسفند 1398
صفحه 17-23
  • تاریخ دریافت: 05 اردیبهشت 1401
  • تاریخ پذیرش: 05 اردیبهشت 1401