عملكرد راكتور بستر ثابت توليد DME و بررسي اثر اختلاط محوري

آبگیری از متانول (تولید دی متیل اتر) فرآیندی كانالیستی می باشد كه به روش های مختلف (راكتورهای بستر سیال، بستر ثابت، دوغابی و ...) صورت می گیرد. در راكتورهای بستر ثابت، مشكلات قابل توجهی در زمینه نفوذ فازهای واكنش دهنده به داخل خلل و فرج كانالیست و نیز خروج محصولات واكنش از داخل خلل و فرج آن وجود دارد كه می نواند بر سرعت واكنش تأثیر به سزایی گذاشته و مرحله محدود كننده سرعت را از پدیده های سطحی به پدیده های انتقال جرم تغییر دهد. برای احتساب اثرات انتقال جرم (نفوذ مولكولی و انتقال توده ای) و در عین حال اجتناب از مشكلات مرتبط با ارائه یك مدل جدید، پارامتر انتقال جرم در معادله سرعت وارد شده است. در اینجا فرآیند مزبور در دمای K ۵۰۰-۸۰۰ و فشار ۱۰bar در یك راكتور بستر ثابت كانالیستی بررسی شده است. ضمن اینكه از یك رویكرد كلی تر در توصیف رفتار راكتور استفاده شده، یعنی علاوه بر اینكه تغییرات غلظت و دما در جهت محوری منظور می شود، اختلاط در جهت محوری لحاظ شده كه علت این اختلاط، آشفتگی و حضور پركن ها می باشد. اثر اختلاط محوری از طریق ضریب نفوذ و ضریب هدایت حرارتی موثر، در یك مدال طولی - شعاعی در راكتور بستر ثابت لوله ای اعمال شده است. برای بررسی و تحلیل مدل، روش اجزاء محدود (FEM) به كمكی نرم افزار تجاری موجود (COMSOL) استفاده شده است. در نهایت مشخص شد كه در دماهای پایین گستره دمایی مذكور، تغییرات دما تائیر چندانی بر میزان تبدیل نداشته ولی در دماهای بالاتر این تائیر چشمگیر می باشد. با افزایش غلظت خوراك ورودی هم، بازده افت قابل نوجهی می یابد. در نتیجه، شرایط بهینه از موازنه بین این دو عامل حاصل می شود.