عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی سینتیکی واکنشهای سطحی واکنش جفت شدن اکسایشی متان بر کاتالیست پروسکایت
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 703;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36674
- تاریخ دفاع
- ۲۷ آذر ۱۳۸۶
- دانشجو
- نسترن رزمی فاروجی
- چکیده
- امروزه فرآیند جفت شدن اکسایشی متان به منظور تبدیل گاز طبیعی به ترکیبات با ارزش افزوده بالا مورد توجه است و علی رغم تحقیقات بسیاری که در زمینه مکانیسم و سینتیک این فرآیند صورت گرفته است ولی هنوز ابهاماتی در این زمینه وجود دارد. در این تحقیق، سینتیک واکنش جفت شدن اکسایشی متان در یک راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت با قطر داخلی mm 14بر روی کاتالیست SnBaTiO3 در محدوده دمایی 785-725، دبی جریان ml/min 280-120 و نسبت متان به اکسیژن 5/4-2 در فشار اتمسفریک مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق علاوه بر ارائه کلیه نتایج تست راکتوری کاتالیست بهینه در شرایط مختلف فرآیندی، مدل مناسب سینتیکی برای واکنشهای سطحی فرآیند بررسی گردید و پارامترهای بهینه آن تعیین شدند. به منظور بررسی معادلات سینتیکی غیرخطی از الگوریتم ژنتیک استفاده گردید. از میان مدلهای دقیق سینتیکی برای واکنشهای سطحی، مدل سینتیکی از نوع لانگمور-هینشلوود انتخاب گردید و پارامترهای بهینه آن (پارامترهای آرنیوسی ثابت سرعت و جذب) توسط الگوریتم ژنتیک در برازش با نتایج آزمایشات تعیین شدند. همچنین در این تحقیق الگوریتم لونبرگ – مارکوارت نیز در تحلیل و مقایسه با الگوریتم ژنتیک مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که این الگوریتم بر خلاف الگوریتم ژنتیک نسبت به حدسهای اولیه حساس است و امکان گرفتار شدن در دام کمینه نسبی وجود دارد. کلمات کلیدی: سینتیک جفت شدن اکسایشی متان- واکنشهای سطحی - الگوریتم ژنتیک
- Abstract
- In recent years, Oxidative Coupling of Methane, OCM, process to convert methane into more valuable chemical products is very important. Despite many studies related to the mechanism of the OCM reaction over various catalysts, however uncertainties concerning important features of the reaction still exist. In this research, kinetic studies on the Oxidative Coupling of Methane at different temperature 725,750,775,785°C and methane/oxygen ratio: 2-4.5 at atmospheric pressure have been conducted in a differential tubular fixed bed reactor, using perovskite titanate as the reaction catalyst and optimum operating condition have been proposed. Correlations of the kinetic data have been performed with the proposed mechanisms. The selected equations have been regressed with experimental data accompanied by the genetic algorithm in order to obtain optimized parameters. After investigation the Langmuir-Hinshelwood mechanism was selected as the best mechanism. Arrhenius and adsorption parameters of this model have been obtained by the linear regression. In this research the marquardt algorithm has been used as well and its results compared with the GA. It should be mentioned that marquardt algorithm is sensitive to the first guesses and there is possibility to trap in the relative minimum. Key words: Oxidative Coupling of Methane - OCM Kinetic- Surface Reactions -Genetic Algorithm
