بررسي عملكرد راكتور بستر سيال در فرآيند ريفرمينگ خشك متان با كاتاليست Ni-Co/TiO2

كارشناسي ارشد

چكيده در سال¬هاي اخير تلاش¬هاي زيادي براي كاهش استفاده از نفت صورت¬گرفته است. استفاده از گاز طبيعي به ويژه متان و تبديل آن به سوخت¬هاي مايع با قابليت جابجايي راحت¬تر و ساده¬تر از اهميت زيادي برخوردار است. ريفرمينگ خشك كاتاليستي متان دوگاز مشكل¬ساز گل¬خانه¬اي را براي توليد گازسنتز به مصرف مي¬رساند. در فرآيند ريفرمينگ راكتورهاي بستر سيال به دليل داشتن مزايايي مانند توزيع دمايي مناسب و جلوگيري از تشكيل نقاط داغ در راكتور، اختلاط خوب و انتقال جرم بالا، قابليت احياء مجدد كاتاليست¬ها درون راكتور و ... داراي راندمان بالاتري نسبت به بسترهاي ثابت هستند. در تحقيق حاضر، عملكرد واكنش ريفرمينگ خشك متان به گاز سنتز با استفاده از كاتاليست Co-Ni/TiO2 در راكتور بستر ثابت و بستر سيال مورد مطالعه و بررسي قرار گرفته ¬است. در ريفرمينگ با افزايش دما، كاهش سرعت فضايي و افزايش كربن دي¬اكسيد در خوراك ورودي به راكتور، ميزان تبديل براي متان و نسبت H2/CO افزايش پيدا مي¬كند. مقايسه نتايج بستر ثابت و بستر سيال نشان مي¬دهد كه در هر دمايي تبديل¬ها و گزينش¬پذيري نسبت به H2 در بستر سيال از بستر ثابت بيش¬تر است. به عنوان مثال در دماي °C810 با نسبت خوراك1CO2/CH4= و سرعت فضايي برابر ml/grcat.hr7600 ميزان تبديل به¬دست آمده براي متان و كربن¬دي اكسيد به ترتيب در بستر ثابت 41/27٪ و 97/46٪ و در بستر سيال 64/39٪ و 35/62٪ است. نتايج، برتري بستر سيال را در ريفرمينگ خشك متان نسبت به بستر ثابت نشان مي¬دهد. هم¬چنين گزينش¬پذيري بيش¬تري نسبت به H2/CO توليدي در بستر سيال در مقايسه با بستر ثابت مشاهده مي¬شود. براي مثال در دماي °C860 و با شرايط عملياتي يكسان در هر دو راكتور نسبت گاز سنتز به¬دست آمده در بستر ثابت 92/0 و در بستر سيال 96/0 بود كه نسبت H2/CO بالاتر در ريفرمينگ بستر سيال مي¬تواند مربوط به گزينش¬پذيري نسبي كم¬تر نسبت به واكنش معكوس انتقال گاز آب در اين نوع از عمليات راكتور باشد. در بستر سيال به علت گردش ذرات در داخل بستر و قرار گرفتن در نواحي مختلف اكسايش و كاهش، نسبت به بستر ثابت كه در نواحي مختلف بستر اختلاف غلظت وجود دارد، غير فعال¬شدن كاتاليست با سرعت كم¬تري اتفاق مي¬افتد. در نهايت آناليزهاي SEM و TGA روي نمونه¬هاي خروجي انجام شد و روي هيچكدام از نمونه¬ها رسوب كربني يافت نشد. به منظور مدل¬سازي راكتور بستر سيال از مدل¬هاي STP و DTP استفاده شد كه نتايج نشان مي¬دهد مدل STP به علت فرضيات ساده به¬كار رفته در آن از دقت كم¬تري نسبت به DTP برخوردار است. واژه‌هاي كليدي: ريفرمينگ خشك متان، كاتاليستNi-Co/TiO2 ، بستر سيال، مدل¬سازي بستر سيال

189134

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر نويد مستوفي

ترموسينتيك

دكتر سيد مهدي علوي املشي