مدل سازي رياضي و شبيه سازي توليد هيدروكربن هاي با ارزش از ساختار راكتوري جديد شامل راكتور بستر ثابت دو مرحله‌اي فيشر-تروپش

Mathematical modeling and simulation the production of valuable hydrocarbons from the two-stage fixed bed new reactor structure of Fischer-Tropsch

سنتز فيشرتروپش، يكي از روش‌هاي مهم براي توليد سوخت‌هاي سازگار با محيط زيست و محصولات هيدروكربني با كيفيت بالا از گاز سنتز مي‌باشد كه در آن گاز سنتز به طيف گسترده‌اي از محصولات، متشكل از مخلوطي پيچيده از هيدروكربن‌هاي خطي و محصولات اكسيژن دار تبديل مي‌شود. يك مدل راكتوري غير-همگن و يك بعدي براي بررسي عملكرد راكتور سنتز فيشرتروپش در نظر گرفته شده است. خوراك ورودي به اين راكتور توسط راكتور اكسايش زوجي متان بدست آمده است. اين سيستم راكتوري جديد كه تركيبي از دو راكتور اكسايش زوجي متان و فيشر-تروپش مي‌باشد، در دو پيكربندي مورد بررسي قرار گرفت. پيكربندي اول به صورت دو راكتور پشت سر هم اكسايش زوجي متان و راكتور معمولي فيشرتروپش و پيكربندي دوم به صورت دو راكتور پشت سر هم اكسايش زوجي متان و راكتور دومرحله‌اي بستر ثابت غشايي فيشرتروپش مورد بررسي قرار گرفته شد. در اين سيستم راكتوري جديد، گاز سنتز كه به عنوان خوراك ورودي به راكتور فيشر-تروپش مورد استفاده قرار مي‌گيرد و تبديل به هيدروكربن‌هاي باارزش مي‌شود. در اين مطالعه اثر پارامتر‌هاي مختلف در خوراك ورودي به راكتور اكسايش زوجي متان بر روي محصولات خروجي از راكتور فيشر-تروپش مورد بررسي قرار گرفته است.

Fischer-Tropsch synthesis (FTS) is one of the most important methods for the production of environmentally fuels and high quality. The feedstock of the reactor is obtained by oxidation coupling of methane reactor (OCM). The new reactor system that is a combination of the two reactors OCM and FT, was studied in two configurations. The first and second configurations were investigated in form of two consecutive reactors Oxidative Coupling of Methane and conventional Fischer-Tropsch reactor (OCR) and two consecutive reactor of Oxidative Coupling of Methane and membrane dual-type fixed bed Fisher-Tropsch reactor (OMDR). In this new configuration, synthesis gas which is one of the products of OCM reactor is used in the FT synthesis and converted to more valuable hydrocarbon. Considering that hydrogen finishes at the mid of Fischer Tropsch reactor, one of the most effective methods to increase the production of gasoline and valuable hydrocarbons is distribution of hydrogen via membrane in the FT synthesis reactor that was studied in this work. In this case, FT synthesis reactor is divided into two sections. The first section is the conventional fixed bed reactor and the second section (that hydrogen gas is finished) is assumed a shell and tube reactor that OCM products before entering the FT synthesis reactor. The use of permeable Pd / Ag membrane, making it possible more hydrogen entrance into the FT synthesis reactor (membrane) . In this study, the effect of feedstock parameters to the OCM reactor on output products of the FT reactor is investigated.