فرهاد شهرکی - گروه مهندسی شیمی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
عباس قره قاشی - گروه مهندسی شیمی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
کیانوش رزاقی - گروه مهندسی شیمی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
ستار قادر - بخش مهندسی شیمی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران
محمد علی تورنگی - گروه مهندسی پلیمر، دانشگاه گلستان، ایران

در این تحقیق مدل ریاضی و شبیه سازی دو راکتور پشت سر هم زوج شدن اکسایشی متان (OCM) و سنتز فیشرتروپش (FT) بررسی شد که راکتور سنتز فیشرتروپش به دو صورت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت: راکتور بستر ثابت معمولی و راکتور بستر ثابت غشایی دو مرحله ای (ترکیبی از دو راکتور بستر ثابت معمولی و بستر ثابت غشایی). در این ساختار، خوراک ورودی به راکتور فیشرتروپش (راکتور دوم) به وسیله فرایند زوج شدن اکسایشی متان (راکتور اول) فراهم می شود. این مدل جهت تولید هیدروکربن های با ارزش از جمله اتیلن از متان به کار برده شده است. مدل به صورت عددی با تقریب تفاضل محدود و مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل معمولی مرتبه اول در جهت محوری حل شد. نتایج نشان داد که با قرار دادن راکتور فیشرتروپش بعد از راکتور زوج شدن اکسایشی متان می توان از محصولات بلا استفاده راکتور زوج شدن اکسایشی متان استفاده کرد و باعث افزایش تولید اتیلن و هیدروکربن های با ارزش دیگر شد. همچنین نتایج نشان دادند که استفاده از راکتور دو مرحله ای بستر ثابت غشایی فیشرتروپش بعد از زوج شدن اکسایشی متان باعث نفوذ هیدروژن از طریق غشاء شده و بازده اتیلن را به میزان ۳/۰% بهبود بخشید و علاوه بر آن باعث کاهش تولید محصولات جانبی راکتور فیشرتروپش (کاهش بازده کربن دی اکسید به میزان ۶%) در مقایسه با راکتور معمولی بستر ثابت فیشرتروپش شد.

انتخاب پذیری اتیلن, مدل سازی راکتور دو مرحله ای بستر ثابت غشایی فیشرتروپش, گاز سنتز, زوج شدن اکسایشی