مطالعه سینتیک واکنش ایزومریزاسیون زایلن با کاتالیست Mo-Pt @ZSM5

موضوع تحقیق:

 سینتیک واکنش ایزومریزاسیون زایلن روی کاتالیست Mo-Pt @ZSM5 تاکنون بررسی نشده است. در این تحقیق، واکنش منفرد برگشت پذیر متازیلن به پارازایلن برای مدلسازی این فرآیند، مطالعه شده است. با توجه به اینکه خوراک واحد صنعتی، فقط مقادیر کمی از ترکیبات غیر زایلنی دارد، صرف نظر از سایر واکنشها منطقی به نظر می رسد و نتایج این تحقیق نیز آن را تایید می کند.

روش تحقیق: 

واکنش مورد نظر در فاز گازی و دماهای ثابت 375 و 378 درجه سلیسوس روی کاتالیست Mo-Pt @ZSM5 انجام شده است. خوراک ورودی از یک واحد صنعتی گرفته شده است. در هر تست دما ثابت در نظر گرفته می شود. در این تحقیق به منظور به دست آوردن مدلی ساده، فقط واکنش تعادلی متازایلن به پارازیلن در نظر گرفته می شود. ثابت سرعت رفت به عنوان پارامتر قابل تنظیم در نظر گرفته شده و ثابت سرعت برگشت، از ثابت تعادل متازایلن-پارازایلن گزارش شده در نوشتجات محاسبه می شود.  چون از واکنشهای دیگر صرف نظر شده، مجموع کسر مولی متازایلن و پارازایلن ثابت و برابر مجموع آنها در خوراک فرض شده و کسر مولی اورتوزایلن از ثابت تعادل متازایلن-اورتوزایلن گزارش شده در نوشتجات محاسبه می شود. با استفاده از موازنه جرم و معادله عملکرد ستون پرشده و نیز معادله ارگان برای برآورد تغییرات فشار در طول ستون، دستگاه معادلات دیفرانسیل مناسب در این تحقیق پیشنهاد شده و به روش عددی با استفاده از دستور ode45 در متلب، حل شده اند.

نتایج اصلی:

 هم داده های تجربی و هم نتایج شبیه سازی با نرم افزار اسپن هایسیس، نشان می دهد در محدوده دمای مورد بررسی، دما اثر کمی روی ترکیب محصول خروجی به دست آمده دارد. بنابرین در بازه دمایی مورد بررسی، ثابت سرعت مستقل از دما فرض شده و مقدار بهینه ثابت سرعت واکنش متازایلن به پارازایلن برابر 1340 سانتیمتر مکعب محصول بر گرم کاتالیست بر ساعت است و برای واکنش برگشت از داده های ثابت تعادل برحسب دما به دست می آید. نتایج حاصل و مدل سینتیکی ساده پیشنهاد شده پیش بینی قابل قبولی از داده های تجربی می دهد.