طراحی و ساخت یک واحد پایلوت راکتور بستر سیال

فرایند سیال سازی یک عملیات واحد است که در آن بستر پر شده از ذرات جامد که به وسیله یک صفحه پخش کننده حمایت شده است، در اثر عبور یک سیال که می تواند گاز، مایع و یا گاز - مایع باشد، با یک سرعتی بالاتر از سرعت حداقل سیالیت رفتار سیال گونه پیدا می کند. ویژگیهای مناسب سیستم بستر سیال شامل امکان کنترل دقیق دما، انتقال خوب حرارت، ایمنی بالا و عدم محدودیت در اندازه باعث شده است که این تکنیک به طور وسیعی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد که از آن جمله می توان به استفاده از این تکنیک در راکتورهای کاتالیستی اشاره کرد. یکی از کاربردهای صنعتی راکتورهای کاتالیستی بستر سیال تولید انیدرید مالئیک از طریق اکسیداسیون هیدروکربنهای ‏‎c4‎‏ در مجاورت کاتالیزور ‏‎vpo‎‏ است. انیدرید مالئیک یکی از مواد مهم میانی صنایع شیمیایی بوده که به طور وسیعی در ساخت آلکید رزینها، فایبر گلاس، پلاستیکهای تقویت شده و ... کاربرد دارد. در ساخت پایلوت راکتور بستر سیال به علت جلوگیری از ایجاد نواحی مرده توسط ذرات کاتالیزور و پخش خوب گاز از پخش کننده های منفذدار و جهت جداسازی ذرات کاتالیزور از جریان گاز خروجی از راکتور از سیکلونهای با راندمان جداسازی بالا استفاده شده است. سنتز انیدرید مالئیک از خوراک شامل 1% حجمی گاز 1- بوتن در راکتور بستر سیال در دماهای مختلف بستر کاتالیستی و در سرعتهای مختلف جریان خوراک ورودی به بستر بررسی شده است. بیشترین میزان گزینش پذیری و بهره واکنش نسبت به تولید انیدرید مالئیک در دمای بستر حدود 390 درجه سانتیگراد و در سرعت خوراک ورودی حدود ‏‎u=3umf‎‏ ملاحظه گردید. در بهترین شرایط عملیاتی مقدار گزینش پذیری در حدود 30% برای تولید انیدرید مالئیک به دست آمد.مقایسه مقادیر اندازه گیری شده میزان تبدیل 1- بوتن و گزینش پذیرش واکنش نسبت به تولید انیدرید مالئیک با مقادیر پیش بینی شده توسط مدلهای استفاده شده در مدلسازی راکتور بستر سیال نشان داد که مدل ‏‎grace, k& l‎‏ نسبت به سایر مدلها پیش بینی بهتری از عملکرد راکتور بستر سیال کاتالیستی دارند که این امر به علت استفاده از فرضیاتی است که چندان دور از واقعیت نبوده و تصویر درستی از فرایندهای فیزیکی و شیمیایی روی داده در راکتور بستر سیال کاتالیستی از خود نشان می دهند.