مدلسازی ریاضی راکتور کاتالیستی بستر ثابت سنتز متانول

در این پژوهش یک راکتور تولید متانول به کمک روابط ریاضی، شامل معادله های انتقال جرم، انتقال حرارت و سینتیک در شرایط پایا و به صورت یک بعدی مدلسازی گردید. مدل حاصل با استفاده از روش عددی رانج-کاتا در نرمافزار MATLAB حل شد. سپس صحت مدل به دست آمده با استفاده از داده های موجود در نمودار جریانی فرایند و سه سری داده تجربی بررسی گردید. همچنین اثر پارامترهای موجود در مدل شامل دمای ماده خنک کننده، دمای خوراک، فشار خوراک، طول راکتور و سرعت فضایی بر درصد تبدیل نهایی متانول بررسی شد. مقایسه نتایج خروجی مدل با داده های تجربی و نیز داده های نمودار جریانی فرایند نشان داد که این مدل رفتار راکتور تولید متانول را به خوبی پیشبینی میکند. تفاوت نتایج مدل با داده های واقعی در اکثر موارد کمتر از %3 بود که نشان دهنده از دقت بسیار بالای مدل ریاضی است. همچنین بررسی اثر پارامترهای موثر نشان داد که تولید متانول با افزایش دما در ابتدا افزایش و سپس کاهش مییابد. افزایش طول راکتور نیز موجب افزایش تولید متانول میگردد. بهترین دما و طول برای این راکتور به ترتیب 224 درجه سانتیگراد و 8 متر به دست آمد. با افزایش دمای سیال خنک کننده و سرعت فضایی، درصد تبدیل متانول کاهش پیدا میکند. همچنین فشار خوراک ورودی تاثیر ناچیزی روی تولید متانول دارد.