مشخصات پژوهش

عنوان	دلسازی و بهینه سازی راکتور غشایی تولید متانول از گاز دی اکسید کربن با کاتالیست تجاری سنتز متانول
نوع پژوهش	پایان‌نامه
کلیدواژه‌ها	سنتز متانول؛ هیدروژناسیون کربن دی اکسید؛ مدل سینتیکی؛ مدلسازی عددی؛ راکتور غشایی
چکیده	تولید متانول از کربن دی‎اکسید یک مسیر جذاب برای تبدیل یک گاز گلخانه‎ای به یک ماده شیمیایی ارزشمند است. در واقع این فرایند نه تنها به کاهش انتشار کربن دی اکسید کمک می‎کند بلکه منبعی پایدار برای تولید متانول فراهم می‎آورد. اما این فرایند با دو مشکل روبرو است، یکی تولید آب زیاد همراه با متانول، سبب غیرفعال شدن زودهنگام کاتالیست می‎شود و دیگری درصد تبدیل پایین واکنش روی کاتالیست معمول اکسید مس/اکسید روی/اکسید آلومینیوم است. در این تحقیق، روشهای متفاوتی برای کاهش تاثیر آب تولیدی بر فرایند و افزایش درصد تبدیل مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، تولید متانول از فرآیند هیدروژناسیون کربن دی اکسید با استفاده از یک راکتور لوله ای با چهار پیکربندی جدید مقایسه شد: 1- با جریان برگشتی 2- استفاده از کندانسور با جریان برگشتی 3- استفاده از جریان برگشتی وراکتور غشایی نفوذپذیر به آب بدون کندانسور 4- استفاده از جریان برگشتی و راکتور غشایی نفوذپذیر به آب با در نظر گرفتن کندانسور. مدلسازی یک بعدی راکتور در هر چهار پیکربندی انجام شده است و معادلات انتقال جرم، انرژی و افت فشار در نرم افزار متلب با روش عددی رانگ کاتا حل شد. نتایج بررسی ها نشان داد که استفاده از کندانسور در دمای 400 کلوین و فشار 50 بار پیش از بازیافت، بازده را بیش از 15% نسبت به حالت بدون جداسازی افزایش می دهد. غشای انتخابی آب عملکرد را به میزان بسیار کمی (کمتر از 5 درصد) بهبود بخشید .در مقایسه بین دو حالت بدون جریان برگشتی و با جریان برگشتی (بدون کندانسور) مشاهده می شود که ورود گازهای بازیابی شده باعث افزایش 17% درصد تبدیل کربن‎دی اکسید می‎شود و بازده تولید متانول 14% افزایش می‎یابد. پیکربندی ترکیب کندانسور و جریان برگشتی باعث افزایش محسوس بازده و تبدیل می شود، مقدار نهایی تبدیل کربن دی اکسید در انتهای راکتور حدود 54٪ و بازده تولید متانول 61 % است که نسبت به حالت معمول 33 % افزایش داشته است. مقایسه حالت‎های مختلف نشان داد که بهترین حالت انتخاب راکتور غشایی با کندانسور و جریان برگشتی میباشد که بالاترین درصد بازده متانول 80 % را نشان می‎دهد.
پژوهشگران	عباس احمدی (دانشجو)، آزاده میروکیلی (استاد راهنما اول)
تاریخ انجام	1404-07-29