طراحی رآکتور تبدیل گاز سنتز به سوخت مایع در رآکتور فشرده چند لوله‌ای بستر ثابت: مطالعه تجربی جهت سینتیک واکنش برای کاتالیست Co/Al2O3

نویسندگان

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

2 عضو هیئت علمی پژوهشکده گاز، پژوهشگاه صنعت نفت، کد پستی ۱۴۸۵۶۱۳۱۱۱، تهران، ایران

doi
چکیده

یکی از فنّاوری‌های جدید مورد استفاده در فرآیند تبدیل گاز طبیعی به سوخت مایع GTL)[1])، رآکتور فشرده (Compact) می‌باشد. این رآکتور مزایای زیادی نسبت به رآکتورهای مرسوم دارد. با توجه به قطر کم رآکتور فرار دمایی (افزایش دما در نتیجه عدم انتقال حرارت مناسب) در آن اتفاق نمی‌افتد و رآکتور مورد استفاده در مقیاس آزمایشگاهی، با افزایش تعداد آن به‌صورت فشرده افزایش مقیاس می‌گردد و برای ظرفیت‌های بالا به‌صورت ماژولار (استفاده از سامانه‌ها به‌صورت موازی و سری) استفاده می‌گردد. کاتالیست مورد استفاده در رآکتور فشرده باید از فعالیت بیشتری نسبت به کاتالیست‌های مرسوم برخوردار باشد. در این تحقیق ابتدا با انجام تست‌های رآکتوری با استفاده از طراحی تجربی آزمایش‌ها، سینتیک کاتالیست Co/Al2O3 به دست آمد. با استفاده از سینتیک به‌دست‌آمده و محدودیت افت فشار ۲/۵ بار در رآکتورهای بستر ثابت، اندازه کاتالیست، قطر رآکتور تک لوله به دست آمد. درنهایت با در نظر گرفتن ملاحظات هیدرودینامیکی، رآکتور فشرده ۱۹ لوله‌ای جهت تولید ۶ لیتر در روز در مقیاس پایلوت طراحی گردید. درنهایت رآکتور فشرده به قطر ۲ اینچ با ۱۹ لوله سایز ۰/۲۵ اینچ برای تولید ۶ لیتر در روز، محصول GTL‌ طراحی گردید. پس از بررسی‌ حالت‌های مختلف، طرح رآکتور ۱۹ لوله‌ای با در نظر گرفتن تمامی ملاحظات، آرایش مثلثی در ماژول استوانه‌ای به قطر ۵۰ میلی‌متر انتخاب گردید. [1] Gas To Liquid