تولید دی متیل اتر از مواد اولیه غنی از CO2 در یک فرآیند یک مرحله ای: ارزیابی ترمودینامیکی و شبیه سازی رآکتور

قیمت: 44,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

تولید دی متیل اتر از مواد اولیه غنی از CO2 در یک فرآیند یک مرحله ای: ارزیابی ترمودینامیکی و شبیه سازی رآکتور

عنوان لاتین

Dimethyl ether production from CO2 rich feedstocks in a one-step process: Thermodynamic evaluation and reactor simulation

به منظور ارزیابی پتانسیل های استفاده از CO2 به عنوان واکنشگر در سنتز تک مرحله ای DME، تولید مستقیم دی متیل اتر ( DME) از مواد اولیه غنی از CO2 از دیدگاه شبیه سازی رآکتور بستر ثابت و ترمودینامیکی ارزیابی شده است. مدل ترمودینامیکی برای انجام آنالیز حساس دقیق از فرآیند سنتز DME در دمای در محدوده C° 275-200، فشار 70-20 بار و ترکیب ورودی 3-1H2 / CO = و 5/2-0CO2 / CO = اعمال شده است. نتایج یک آستانه ترمودینامیک قوی را در بازده DME (بازده DME <30٪) نشان می دهند، هنگامی که نسبت CO2 / CO بیش از 2 در تغذیه به رآکتور سنتز است. نتایج توسط مدل ریاضی جنبشی و شبیه سازی رآکتور تایید شده است، که شامل واکنش های شیمیایی، انتقال حرارت و افت فشار در امتداد رآکتور بستر ثابت می باشد. شبیه سازی های انجام شده نشان دهنده ی نقش دمای سیال خنک کننده و فشار رآکتور است. علاوه بر این، مدل سازی جنبشی، در توافق با روش ترمودینامیکی، اثرات منفی آب تشکیل شده در هنگام تبدیل CO2 و مراحل بعدی را نشان می دهد. دیدگاه ترمودینامیکی و جنبشی پیشنهادی بیان می کند که حذف آب در طی تبدیل CO2، به عنوان مثال از طریق غشای آبدوست، یک عنصر الزامی برای فعال کردن تولید صنعتی DME در چارچوب ارزش-گذاری CO2 است.

The dimethyl ether (DME) direct production from CO2-rich feedstock has been evaluated from thermodynamic and fixed bed reactor simulation perspectives, in order to evaluate the potentialities of using CO2 as reagent in one-step DME synthesis. The thermodynamic model has been applied to perform a detailed sensitive analysis of DME synthesis process at temperature within the range 200–275
C, pressures of 20– 70 bar and inlet composition of H2/CO = 1–3 and CO2/CO = 0–2.5. The results show a stringent thermodynamics threshold in DME yield (DME yield < 30%), when the CO2/CO ratio is greater than 2 in the fed to the synthesis reactor. The results have been confirmed by the kinetic mathematical model and reactor simulation, which includes chemical reactions, heat transfer and pressure drop along the fixed bed reactor. The performed simulations point out the role of cooling fluid temperature and reactor pressure. Furthermore, the kinetic modeling, in agreement with the thermodynamic approach, evidences the negative effect of water formed during CO2 conversion and further steps. The proposed thermodynamic and kinetic insight states that water removal during CO2 conversion, for example by hydrophilic membrane, is a mandatory element to enable industrial production of DME in the framework of CO2 valorization.