Шелепова Е.В. Ведягин А.А. Мишаков И.В. Носков А.С.
Математическое моделирование процессов дегидрирования углеводородов в каталитических мембранных реакторах
Докладчик: Шелепова Е.В.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕГИДРИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В КАТАЛИТИЧЕСКИХ МЕМБРАННЫХ РЕАКТОРАХ
Е. В. Шелепова 1, А. А. Ведягин 1, И. В. Мишаков 1,2, А. С. Носков 1,2
1Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск
2Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск
shev@catalysis.ru
Процессы дегидрирования углеводородов широко используются на практике. Однако традиционные процессы дегидрирования характеризуются жесткими термодинамическими ограничениями. Окислительное дегидрирование характеризуется низкой селективностью по целевому продукту. Проведение процессов дегидрирования в каталитических реакторах с использованием водородпроницаемых мембран позволит увеличить конверсию углеводородов за счет отвода водорода из реакционного объема, тем самым сместив равновесие реакции дегидрирования в сторону образования продуктов.
В работе представлено математическое моделирование процессов дегидрирования углеводородов в каталитическом мембранном реакторе для двух типов мембран: плотной и пористой. Была проведена верификация математической модели мембранного реактора на примере процесса дегидрирования этана. Для решения системы уравнений в частных производных при переходе к дискретному аналогу использовали интегро–интерполяционный метод, а также метод прямых, не аппроксимируя производные по длине. Система ДУЧП была сведена к системе ОДУ по длине для узловых значений по радиусу реактора, которую решали с помощью полунеявного метода типа Розенброка 2-го порядка точности с автоматическим выбором шага интегрирования. Разработанная модель позволила провести оптимизацию ряда параметров, которые влияют на такие показатели процесса дегидрирования, как конверсия углеводородов и селективность по целевым продуктам реакции.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российской Академии Наук (V.45.3.2).
К списку докладов