مدلسازي ديناميكي راكتور ستوني پرشده فرايند هيدروليز متيل استات و تع يين ضرايب

مدلسازي ديناميكي راكتور ستوني پرشده فرايند هيدروليز متيل استات و تع يين ضرايب

در اين مقاله راكتور پرشده فرايند هيدروليز متيل استات مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا محدوديت هاي انتقال جرم از توده سيال به سطح كاتاليست و از سطح كاتاليست به درون آن بررسي گرديد. پس از حصول اطمينان از عدم وجود محدوديت نفوذ، يك مدل شب ههمگن يك بعدي با در نظر گرفتن ضرايب پراكندگي محوري براي اين راكتور ارايه گرديد. در اين مدل جذب سطحي انتخابي اجزا بر روي كاتاليست رزين تبادل يوني اسيدي به صورت مدل جذب سطحي لانگمير و سرعت واكنش به صورت و به وسيله ي همين گروه به دست )UNIQUAC كه هر دو بر اساس فعاليت اجزا بيان م يشود )مدل LHHW مدل سينتيكي آمده است بيان گرديد. براي تعيين ضرايب پراكندگي محوري ابتدا با انجام يك آزمايش ورودي ضربه اي به راكتور تغيير غلظت و محاسبه )Method of lines( محصول خروجي راكتور بر حسب زمان تعيين گرديد. سپس با حل مدل با استفاده از روش عددي خطوط مجموع قدرمطلق اختلاف هاي بين غلظت خروجي محاسبه شده و به دست آمده در آزمايشگاه به عنوان تابع هدف و استفاده از الگوريتم بهينه سازي لونبرگ - ماركوا مقادير ظريب پراكندگي محوري محاسبه گرديد. مقايسه مدل ارايه شده با مدل ايده آل پلاگ و مدل هاي قبلي ارايه شده نشان دهنده دقت و جامعيت مدل ارايه شده در اين مقاله است كه مي تواند در راكتورهاي مشابه فراوان موجود به كار رود.

In this work, a packed bed reactor of methyl acetate hydrolysis process has been studied. First, mass transfer limitations from bulk fluid to catalyst surface and then from surface into catalyst body were investigated quantitatively. Whereas diffusion had no any limitation on the overall rate of reaction, a pseudo homogeneous one dimensional model considering axial dispersion coefficients was developed. A LHHW kinetic model for rate of reaction and a Longmuir model for equilibrium adsorption of species on the catalyst, developed experimentally, were used in the mathematical model. An experiment of pulse-input feed to reactor was performed and concentration of reactor product versus time was determined. The model were solved by the numerical method of lines and the absolute difference between calculated concentration profile and those measured experimentally was defined as the objective function which was optimized by Levenberg-Marquardt optimization algorithm. A comparison of our model with ideal Plug Flow model and also with previous model in literature shows that this model is more accurate and more comprehensive than the others and can be used in many comparable industrial cases.