Προσομοίωση Διεργασίας Σύνθεσης Υδρογονανθράκων από Διοξείδιο του Άνθρακα

Abstract

Περίληψη : Στο παρόν έργο γίνεται κατάστρωση και προσομοίωση μιας διάταξης μετατροπής του διοξειδίου του άνθρακα σε υγρούς υδρογονάνθρακες και αέριες ολεφίνες με τη βοήθεια του λογισμικού Aspen Plus. Η προτεινόμενη διάταξη αποτελείται από τις μονάδες αναμόρφωσης, Fischer-Tropsch Synthesis και διαχωρισμού προϊόντων. Το πρώτο στάδιο των διεργασιών είναι η παραγωγή αερίου σύνθεσης στον αναμορφωτή, το οποίο αναμιγνύεται με διοξείδιο του άνθρακα και μαζί αντιδρούν για τη παραγωγή υδρογονανθράκων, υπό τη δράση καταλύτη σιδήρου στον αντιδραστήρα της Fischer-Tropsch Synthesis. Προκειμένου να επιλεχθεί ο κατάλληλος καταλυτικός μετατροπέας για τις αντιδράσεις αυτές, γίνεται λεπτομερής μελέτη σχετικά με τη φύση και την απόδοση διαφόρων μετάλλων, καθώς και για την αναλογία που πρέπει να έχουν αυτά εντός του καταλύτη. Τα αποτελέσματα μετατροπής του μονοξειδίου και διοξειδίου του άνθρακα σε υδρογονάνθρακες είναι πολύ υψηλά κατά τη Fischer-Tropsch Synthesis, ενώ η εκλεκτικότητα της διεργασίας παρουσιάζεται πολύ υψηλή ως προς τους υδρογονάνθρακες μεγάλου μοριακού βάρους, οι οποίοι είναι και οι πλέον πολύτιμοι μεταξύ των προϊόντων. Το παρόν έργο αποτελεί ουσιαστικά μια έρευνα πάνω στην εκμετάλλευση των αέριων εκπομπών του θερμοκηπίου, προκειμένου να βρεθεί προσωρινά μια βιώσιμη ισορροπία μεταξύ της διασφάλισης του περιβάλλοντος και της παραγωγής καυσίμων, έως ότου τουλάχιστον τα τελευταία δεν θα είναι απαραίτητα στη ζωή μας.

Abstract :

In the present work, a process model for converting carbon dioxide into liquid hydrocarbons and gaseous olefin products was developed and simulated using the Aspen Plus software. The proposed process model consists of a reforming unit, a Fischer-Tropsch Synthesis unit and a product separation unit. The first stage of the process is the production of synthesis gas in the reformer, which is mixed with carbon dioxide and together they react for the production of hydrocarbons on the iron based catalyst of the Fischer-Tropsch Synthesis reactor. In order to select the appropriate catalyst for these reactions, a detailed study is carried out on the nature and the performance of various metals, as well as the ratios that they should set in the catalyst mix. The conversion of carbon monoxide and carbon dioxide to hydrocarbons during Fischer-Tropsch Synthesis is very promising, while the process selectivity is very high for liquid hydrocarbons, which are the most valuable among products. The present project is basically a study on the exploitation of greenhouse gas emissions in order to temporarily find a sustainable balance between environmental protection and fuel production, at least until fuels are not of big importance in our lives.