شبیه سازی دینامیک مولکولی تبدیل هیدروژنی نرمال هپتان بر روی کاتالیست:Pt/MSU تاثیر مورفولوژی و توپولوژی کاتالیست بر کارایی آن از دیدگاه نفوذ و سینتیک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی مهندسی، اراک ایران، دانشگاه اراک

2 گروه آموزشی مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، اراک، دانشگاه اراک

3 گروه آموزشی مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی،ایران، اراک، دانشگاه اراک

4 گروه آموزشی علوم پایه، دانشکده نفت اهواز، ایران، اهواز، دانشگاه صنعت نفت

10.22034/ijche.2023.374270.1255

چکیده

دینامیک مولکولی فرآیند تبدیل هیدروژنی نرمال هپتان بر روی کاتالیست دوعاملیPt/MSU به روش مونت کارلو شبیه سازی شده است. در این تحقیق با تحلیل مورفولوژی و توپولوژی ساختار کاتالیست، کارایی و رفتار آن در ازای نفوذ ذرات خوراک درون حفرات و کانال های ارتباط دهنده منافذ، دفع از ساختار و انتخاب پذیری محصولات از دیدگاه نفوذ و سینتیک در بازه دمایی 723-573 کلوین و فشار اتمسفریک ارزیابی شده است. نتایج حاصل از نفوذ نشان داده متوسط مربع جابجایی(MSD) نرمال آلکان‌ها روند افزایشی با دما داشته است. حداکثر MSDبرای ایزومرهای تکشاخه و چندشاخه به ترتیب ۴۵۰۰۰ وA2 ۲۵۰۰۰ است. ضریب نفوذ برای ایزومرهای تکشاخه، چند شاخه و متان به ترتیب 91.8 و 54.3 و m2/s۴۵۷ است. در شبیهسازی سینتیکی، سرعت تبدیل خوراک، فعل و انفعال متقابل ذرات بر مبنای محاسبات DFT وتابع پتانسیل مورس به دست آمده و منشا عمده ترکیبات کرک و ایزومرها مشخص شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Molecular Dynamic Simulation of N-heptane Hydro conversion over Pt/MSU Catalyst. Effect of Catalyst Morphology and Topology on Performance from Diffusion and Kinetic Point of View

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Asadi Nasab 1
  • Abdolreza Moghadassi 2
  • Ezzatollah Joudaki 3
  • Touba Hamoule 4
1 Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Arak, Iran, Arak University
2 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Arak, Arak University.
3 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Iran, Arak, Arak University.
4 Department of Basic Science, Ahvaz Faculty of Petroleum, Iran, Ahvaz, Petroleum University of Technology,
چکیده [English]

A molecular dynamic simulation study of n-heptane hydro conversion over bifunctional Pt/MSU catalyst have been accomplished. Investigating morphology and topology of catalyst structure, the performance of catalyst through diffusing feed as particles, passing through pores and connecting channels have been analyzed. Furthermore, product selectivity and other specific structural properties in the range of 573-723K and atmospheric pressure have been assessed from diffusion and kinetic point of view. The result of diffusion illustrates that the MSD of n-alkanes has incremental trend with temperature. Maximum MSD for monobranched (MB) and multibranched (MTB) isomers are 45000 and 25000A2 respectively. Diffusion coefficient for MB, MTB and methane are 91.8, 54.3 and 457m2/s. From kinetic simulation, the feed conversion, pairwise lateral interaction according to DFT calculation and Morse potential function are achieved and the source of cracked and isomer products have been specified.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydro conversion
  • Morphology
  • Topology
  • Selectivity
  • Diffusion
  • Kinetic