使用异质催化剂的固定床和包装床膜反应器中生物柴油合成的建模和模拟:一项比较研究

科学领域:

• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 催化剂是一种催化剂.
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 通过转化生产生物柴油对于可再生能源至关重要.
• 不同质的催化比同质的方法具有优势.
• 封装床膜反应堆 (PBMR) 是传统固定床反应堆 (FBR) 的替代方案.

研究的目的:

• 使用带有固体催化剂的PBMR建模和模拟生物柴油合成.
• 为了比较PBMR与FBR的性能,用于转化甘油三 (TG).
• 调查运行参数对产品产量和反应堆效率的影响.

主要方法:

• 利用来自开放文献的动力数据,用甲醇对固体固酸催化剂进行油转化.
• 为PBMR开发了一个二维,异质的模型.
• 使用Matlab软件解决模型方程,以获得速度配置文件和性能指标.

主要成果:

• 确定了最佳反应条件:180°C,甲醇与油的摩尔比为15:1,料流量为0.5毫升/分钟.
• 在86厘米长的PBMR中实现了99.94%的TG转换.
• 一个FBR需要2.75米的长度进行相同的转换.
• 与FBR (1352.44千瓦) 相比,PBMR在8000/年生产中显示了较低的能源消耗 (1313.24千瓦).

结论:

• 与FBR相比,PBMR是用于生物柴油合成的更高效的反应器配置.
• 优化的条件和反应堆设计显著提高了转换,减少了能源需求.
• 建模和模拟为工业规模生物柴油生产优化提供了宝贵的见解.