2731

2731

ارائه مدل سينتيكي واكنش ريفرمينگ خشك متان برروي كاتاليستNi/Al2O3-Ce

كارشناسي ارشد

ترموسينتيك

زمستان1392

زمستان1392

دكتر علوي

شيمي

چكيده گازهاي گلخانهاي (متان و كربن دي اكسيد) يكي از عوامل آلاينده در سالهاي اخير و منبعي براي توليد گاز سنتز (هيدروژن و منوكسيد كربن) در صنعت پتروشيمي به شمار ميآيد. واكنش ريفرمينگ خشك متان، فرايندي است كه در آن از متان و كربن دي اكسيد براي توليد گاز سنتز با نسبت نزديك 1 كه براي سنتز فيشر-تروپش به كار ميرود، مورد استفاده قرار ميگيرد. در اين پاياننامه، يك مدل سينتيكي براي واكنش ريفرمينگ خشك متان در حضور كاتاليست Ni/Al2O3-CeO2 در فشار اتمسفريك و بازه دمايي650 -800 درجه سلسيوس تدوين شده است.واكنش ريفرمينگ خشك متان با واكنش جانبي معكوس انتقال آب-گاز همراه است. مدلهاي سينتيكي متفاوت بر پايه مكانيسمهاي مختلف (فرمات، دوسايتي و جذب بر روي نقاط مختلف) و مدلهاي لانگموير-هينشلوود و الي-ريدل با فرض مراحل جذب، واكنش سطحي و دفع به عنوان مراحل كنترل كننده سرعت براي توصيف رفتار سينتيكي واكنش به كار گرفته شده است. پارامترهاي سينتيكي با استفاده از انطباق دادههاي تجربي با مدل سينتيكي و با استفاده از روشهاي بهينهسازي الگوريتم ژنتيك و الگوريتم غيرخطي محدود كننده تخمينزده شده است. از ميان 20 مدل مورد بررسي، مدل سينتيكي بر پايه مكانيسم دو سايتي و مدل لانگموير-هينشلوود و با در نظر گرفتن مرحله تجزيه متان به عنوان مرحله كنترل كننده سرعت، بهترين مدل پيشنهاد شده است. در اين مدل(مدل دو سايتي) فرض شده كه متان در سايتهاي فلزي به اجزاي كربني تجزيه شده است. در نهايت با استفاده از الگوريتم ژنتيك براي تخمين حدس اوليه و روش بهينهسازي غيرخطي (fminsearch) پارامترهاي سينتيكي اين مدل تخمين زده شده است و در نهايت مدل با بررسي تاثير و دما و اثر نسبت در خوراك در مقدار تبديل متان و كربن دي اكسيد و بازده هيدروژن و كربن منوكسيد ارزيابي شد كه نشان داد نتايج مدل به خوبي با نتايج تجربي مطابقت دارند. واژههاي كليدي: واكنش ريفرمينگ خشك متان، مدل سينتيكي، لانگموير-هينشلوود، الي-ريدل.