مدل سازي و بررسي ميزان توليد هيدروژن و گازهاي سنتزي در راكتور كوپل حرارتي فرآيند تري ريفرمينگ متان با واكنش هيدروژن زدايي از سيكلو هگزان

Modeling and evaluation of hydrogen and synthesis gas production in thermally coupled reactor of methane tri-reforming process with dehydrogenation of cyclohexane

هدف از اين كار، بررسي امكان پذير بودن كوپل حرارتي فرآيند تري ريفرمينگ متان با واكنش گرماگير هيدروژن زدايي از سيكلو هگزان در يك راكتور كوپل حرارتي به منظور توليد هيدروژن است. در اين پيكر بندي، واكنش هاي تري ريفرمينگ متان به عنوان تامين كننده حرارت براي پيش برد واكنش گرماگير هيدروژن زدايي از سيكلو هگزان در يك راكتور پلاگ دو لوله اي بستر ثابت به روش كوپل بهبود يافته با يكديگر كوپل شده اند. يك مدل هموژن يك بعدي پايا عملكرد راكتور كوپل حرارتي را براي توليد همزمان هيدروژن و بنزن درحالت همسو پيش بيني مي كند. در ضمن جهت مطالعه تاثير كوپل حرارتي بروي فرآيند تري ريفرمينگ متان نتايج يك راكتور تري ريفرمينگ متان بهينه شده نيز با نتايج اين مدلسازي مقايسه شده است. نتايج اين مدلسازي براي هر و قسمت گرماده و گرماگير راكتور بررسي شد كه ميزان تبديل متان ، بازده توليد هيدروژن و نسبت در سمت گرماده به ترتيب %1/91 ، 82/1 و 1/2 و ميزان تبديل سيكلو هگزان را 6/98 % در بخش گرماگير نشان مي دهد. علاوه بر اين، به منظور يافتن دماي مناسب تر خوراك ورودي به هر دو بخش راكتور، تغييرات دماهاي مختلف خوراك در طول راكتور نيز مورد مطالعه قرار گرفته است.

The aim of this work is to investigate the feasibility of thermally coupled of the methane tri-reforming process with dehydrogenation of cyclohexane reaction in a thermally coupled reactor for hydrogen production. In this configuration, tri-reforming of methane reaction as a heat supplier to advance the dehydrogenation of cyclohexane reaction in a double-tube fixed-bed reactor are coupled together with a recuperative coupling method. a steady-state homogeneous one dimensional model predicts the performance of a thermally coupled reactor (TCR) for simultaneous production of synthesis gas and benzene in co- current mode. Meanwhile, to study the thermally coupled effect on methane tri-reforming process, the results of an optimized methane tri-reformed reactor have been compared with the results of this modeling. The results of this modeling were investigated for each part of the TCR and the results showed that methane conversion, hydrogen yield and ratio in exothermic side of TCR reached to 91.1 %, 1.82 and 2.1 respectively, and also, the 98.6 % cyclohexane conversion at the endothermic side of reactor. In addition, in order to find the appropriate feed temperature for both reactor sections, variations in various feed temperatures throughout the reactor have also been studied.