بررسي كنترل دما در افزايش مقياس راكتور واكنش جفت شدن اكسايشي متان

Some Aspects of Temperature Control in Oxidative Coupling of Methane Scale-up

هدف اين تحقيق بررسي راه‌هاي كنترل دماي راكتور نيمه صنعتي واكنش OCM مي باشد. در اين راستا يك ايده جديد براي فرايندOCM پيشنهاد شده است كه در آن جريان (split flow mode) مي شود و خوراك واكنشOCM - شامل هوا و متان - قبل از ورود به راكتور تا دماي واكنش گرم و در اين طرح راكتور بايد تبادل حرارت با محيط در اثر كنوكسيون و تشعشع داشته باشد. روش عبور گاز از ميان بستر ذرات جامد، براي گرم كردن خوراك تا دماي بهينه پيشنهاد شده است. راكتور OCM به‌گونه اي طراحي شده كه قابليت خوبي براي انتقال حرارت را داشته باشد و به‌صورت ايزوترم در سرويس باقي بماند. در راكتور واحد نيمه صنعتي گاز طبيعي در مجاورت هوا تبديل به اتان و اتيلن مي شود كه در اين راستا راكتور بستر ثابت كاتاليستي OCM از يك لوله با قطر اسمي يك اينچ و به‌طول يك متر و بيست سانتي‌متر تشكيل خواهد شد. طراحي راكتور بر‌اساس حرارت آزاد شده 34-43 كيلو كالري به ازاي هر مول متان در خوراك انجام شده است.

The oxidative coupling of methane (OCM) is a highly exothermic reaction; while for achieving highest yield, temperature must remain constant at the optimum catalytic performance. In this research some aspects of temperature control in pilot reactor have been investigated. The split flow mode procedure has been proposed, in which the temperature of feed gas, containing methane and oxygen, has been reached to favorite reaction temperature before entering the reactor. As the partial oxidative reaction is highly exothermic, the important problem will be heat flux removal from reactor body. In this research reactor should have heat transfer with environment through radiation and convection. The passing of gas through the packed bed has been used for reaching feed gas temperature to the optimum range. In this way OCM reactor has been used in isothermal operation and has high potential for heat removal. The reactor designed for diameter of 1 in and length of 125 cm. Under these conditions the amount of heat released will be 34-43 kcal per mol of methane in feed.