بررسی عملکرد اکسیژن در تبدیل مستقیم پروپان به اکریلیک اسید بر روی کاتالیست Mo1V0.3Te0.23Nb0.12Ox به کمک مدلسازی سینتیکی

به منظور بررسی نحوه عملکرد اکسیژن در تبدیل مستقیم پروپان به اکریلیک اسید بر روی کاتالیست Mo1V0.3Te0.23Nb0.12Ox از مدلسازی سینتیکی استفاده شده است. داده های آزمایشگاهی در شرایط عملیاتی مختلف در یک راکتور بستر ثابت لوله ای جمع آوری شده اند. یک شبکه واکنشی متشکل از واکنش های موازی/متوالی با مسیر های مختلف برای تولید اکسیدهای کربن در نظر گرفته شده است. فرضیاتی که در توسعه این مدل ها در نظر گرفته شده اند عبارتند از: وجود سایت های کاتالیستی با فعالیت های مختلف، ارتباط/عدم ارتباط سایت های کاتالیستی با یکدیگر، ارتباط/عدم ارتباط سایت های کاتالیستی با اکسیژن فاز گاز و هم چنین نوع اکسیژن فعال در واکنش های مختلف. بر اساس این فرضیات و هم چنین با در نظر گرفتن شبکه واکنشی، 5 مدل سینتیکی بر پایه مکانیسم مارس-ون کرولن و مکانیسم الی-ریدل توسعه داده شده و پارامترهای سینتیکی با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهینه شده اند. نتایج نشان می دهد علت اینکه مقدار اکسیژن گازی، تاثیر چندانی بر گزینش پذیری نسبت به اکریلیک اسید ندارد، درحالی که بر گزینش پذیری نسبت به COx بسیار اثرگذار است این است که اکسیژن فاز گاز به صورت مستقیم نقشی در تولید اکسیژن شبکه ای ندارد. در حالی که اکسیدهای کربن در مسیر جداگانه ای از واکنش بین پروپان با سایت غیر گزینشی اکسیژن جذب شده بر سطح کاتالیست تولید می شود که غلظت این سایت وابستگی مستقیم به فشار جزئی اکسیژن گازی دارد. می توان نتیجه گرفت هر چه پروپان و اکسیژن در این واکنش تماس کمتری با یکدیگر داشته باشند، گزینش پذیری نسبت به محصولات مطلوب افزایش می یابد. بر این اساس راکتورهای بستر سیال دو ناحیه ای و گردان برای این واکنش پیشنهاد می شود.