بررسي عملكرد اكسيژن در تبديل مستقيم پروپان به اكريليك اسيد بر روي كاتاليست Mo1V0.3Te0.23Nb0.12Ox به كمك مدلسازي سينتيكي

به منظور بررسي نحوه عملكرد اكسيژن در تبديل مستقيم پروپان به اكريليك اسيد بر روي كاتاليست Mo1V0.3Te0.23Nb0.12Ox‌ از مدلسازي سينتيكي استفاده شده است. داده‌هاي آزمايشگاهي در شرايط عملياتي مختلف در يك راكتور بستر ثابت لوله‌اي جمع‌آوري شده‌اند. يك شبكه واكنشي متشكل از واكنش‌هاي موازي/متوالي با مسير‌هاي مختلف براي توليد اكسيدهاي كربن در نظر گرفته شده است. فرضياتي كه در توسعه اين مدل‌ها در نظر گرفته شده‌اند عبارتند از: وجود سايت‌هاي كاتاليستي با فعاليت‌هاي مختلف، ارتباط/عدم ارتباط سايت‌هاي كاتاليستي با يكديگر،‌ ارتباط/عدم ارتباط سايت‌هاي كاتاليستي با اكسيژن فاز گاز و هم‌چنين نوع اكسيژن فعال در واكنش‌هاي مختلف. بر اساس اين فرضيات و هم‌چنين با در نظر گرفتن شبكه واكنشي، 5 مدل سينتيكي بر پايه مكانيسم مارس-ون كرولن و مكانيسم الي-ريدل توسعه داده شده و پارامترهاي سينتيكي با استفاده از الگوريتم ژنتيك بهينه شده‌اند. نتايج نشان مي‌دهد علت اينكه مقدار اكسيژن گازي،‌ تاثير چنداني بر گزينش پذيري نسبت به اكريليك اسيد ندارد،‌ درحالي‌كه بر گزينش‌پذيري نسبت به COx بسيار اثرگذار است اين است كه اكسيژن فاز گاز به صورت مستقيم نقشي در توليد اكسيژن شبكه‌اي ندارد. در‌حالي‌كه اكسيدهاي كربن در مسير جداگانه‌اي از واكنش بين پروپان با سايت غير گزينشي اكسيژن جذب شده بر سطح كاتاليست توليد مي‌شود كه غلظت اين سايت وابستگي مستقيم به فشار جزئي اكسيژن گازي دارد. مي‌توان نتيجه گرفت هر چه پروپان و اكسيژن در اين واكنش تماس كمتري با يكديگر داشته باشند، گزينش‌پذيري نسبت به محصولات مطلوب افزايش مي‌يابد. بر اين اساس راكتورهاي بستر سيال دو‌ناحيه‌اي و گردان براي اين واكنش پيشنهاد مي‌شود.