مدل سازی ریاضی تولید اتیلن به روش زوج شدن اکسایشی متان در ریزکانال های تماس کوتاه

در این پژوهش به بررسی عملکرد راکتورهای لانه زنبوری متشکل از ریز کانال های تماس کوتاه فعال شده با کاتالیست Sn-Li/MgO برای انجام واکنش های زوج شدن اکسایشی متان برای تولید اتیلن پرداخته می شود. از مدل یک بعدی جریان قالبی برای بررسی رفتار راکتور استفاده می گردد. رفتار واکنش های فاز گاز و سطح کاتالیست با اعمال ریز سینتیک های مناسب مورد بررسی قرار می گیرد. مکانیسم فاز گاز شامل 39 واکنش و 23 جزء است و مکانیسم سطحی از در 13 واکنش و 8 جزء تشکل شده است. حل عددی مجموعه معادلات مدل با استفاده از زیر برنامه تجاری DASPK در محیط فورترن انجام می شود. اثر دمای پیش گرم خوراک، نسبت متان به اکسیژن ورودی و قطر کانال های راکتور بر تبدیل متان، دمای راکتور و گزینش پذیری اتیلن مورد بررسی قرار می گیرد. کاتالیست قلع -لیتیوم عملکرد مناسبی را برای تولید اتیلن در زمان تماس های کوتاه نشان نمی دهد. در صورت ورود خوراک هایی با نسبت بالای متان به اکسیژن، باید از راکتورهایی با کانال های ریزتر استفاده شود. در یک زمان تماس مشخص، نسبت بهینه متان به اکسیژن ورودی برای رسیدن به بیشینه گزینش پذیری تولید اتیلن، با کاهش قطر کانال افزایش می یابد.