مدل سازی اثرات دما و فشار بر تشکیل نقطه داغ در راکتور بستر ثابت سنتز فیشرتروپش

فرآیند فیشر تروپش، برای تبدیل گاز سنتز به محصولات پارافینی و اولفینی، یکی از فرآیندهای در حال گسترش در جهان و به خصوص در ایران می‌باشد. هدف از این مطالعه بررسی اثر فشار و دمای خوراک برتشکیل نقطه داغ توسط شبیه سازی راکتور فرآیند می باشد. شبیه‌سازی راکتور بستر ثابت فرآیند gtl با تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم‌افزار متلب انجام شده است. همچنین سینتیک‌های ارائه شده در مقالات برای فرآیند فیشر تروپش مورد مقایسه قرار گرفته است. مدل سازی به صورت دو بعدی انجام گرفته و جریان درون راکتور آرام می باشد. همچنین برای حل معادلات از روش حجم محدود استفاده شده است.نتایج حاصل از مدل‌سازی سنتز فیشر تروپش حاکی از آن است که امکان ایجاد نقاط داغ در قسمت ابتدایی بستر به علت تمرکز واکنش‌ها بیشتر است. افزایش دمای راکتور باعث افزایش میزان تبدیل واکنش گرها و راندمان تولید محصولات می‌شود. افزایش دمای خوراک ورودی افزایش دمای نقطه داغ را به دنبال خواهد داشت. با توجه به نتایج مدل‌سازی، دما و فشار بهینه معادل k 565 و bar 20 می‌باشد. همچنین مشخص شد که با افزایش فشار و به تبع آن افزایش دما، راندمان تولید محصول c7+ افزایش یافته و همین امر باعث افزایش تولید هیدروکربن‌های خطی می‌شود.

Modeling Temperature and Pressure Effects on Hot Spot Formation in FischerTropsch Fixed Bed Reactor

FischerTropsch process is one of the developing processes in the world, and especially in Iran, for the conversion of synthesis gas into paraffin and olefinic products. The purpose of this study was to investigate the effect of feed temperature and pressure on hot spot formation by means of reactor simulation. The simulation of GTL process fixed bed reactor is carried out by Matlab software package using computational fluid dynamics. Also, the kinetics proposed for FischerTropsch process in the literature has been compared. Twodimensional modeling was performed and flow regime within the reactor was considered laminar. The finite volume method was used to solve the equations. The results of the process modeling suggest that hot spot formation is more possible in bed primary section because of reaction concentration. Increasing reactor temperature resulted in an enhancement of reactant conversion and product yield. Raising feed temperature causes hot spot temperature to increase. According to the modeling results, the optimum temperature and pressure are equal to 570 K and 20 bar respectively. It was also found that increasing pressure and consequently temperature increased C7+ product yield, which in turn will increase the production of linear hydrocarbons.