Υδρογονοαποξυγόνωση φαινόλης σε τριφασικό mini αντιδραστήρα με καταλύτη NiMo σε γ-αλούμινα - Παπαστυλιανού, Ανέστης (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών, 2014)
Το κύριο αντικείμενο της συγκεκριμένης εργασίας είναι η μελέτη της καταλυτικής υδρογονοεπεξεργασίας φαινόλης που αποτελεί αντιπροσωεπυτικό model compound του βιοελαίου που προκύπτει από πυρόλυση βιομάζας και η μοντελοποίηση της κινητικής που ακολουθεί. Τα πειράματα υδρογονοεπεξεργασίας έγιναν με τριμμένο καταλύτη NiMo/γ-Al2O3 σε υψηλούς λόγους αέριας προς υγρής τροφοδοσίας G/L, για τον προσδιορισμό της εγγενούς κινητικής της υδρογονοαποξυγόνωσης της φαινόλης ώστε να μην υπάρχουν περιορισμοί από εσωτερικά φαινόμενα διάχυσης και εξωτερικές αντιστάσεις στην μεταφορά μάζας από την αέρια στη στερεή φάση. Τα πειράματα έγιναν σε πιέσεις 20-40bar ,θερμοκρασίες 130-170 oC ,WHSV 11-32 h-1 και λόγους υγρής προς αέριας τροφοδοσίας G/L=445±10 Nl/l. Πρότυπα πειράματα (standard) επαναλαμβάνονταν ανά τακτά χρονικά διαστήματα για τη μελέτη αποδραστικοποίησης του καταλύτη. Για την τροφοδοσιά χρησιμοποιήθηκε ως διαλύτης n-δωδεκάνιο και η περιεκτικότητα της φαινόλης ήταν 1%w/w. Στις συνθήκες που μελετήθηκαν η εξάτμιση των συστατικών δεν ξεπερνούσε το 3% με βάση υπολογισμούς που έγιναν με χρήση του λογισμικού Aspen Plus.Η ανάλυση των δειγμάτων έγινε με αέρια χρωματογραφία. Οι ουσίες που ανιχνεύθηκαν από το χρωματογράφο ήταν φαινόλη, κυκλοεξανόλη, κυκλοεξάνιο και ίχνη κυκλοεξενίου. Από τα πειραματικά δεδομένα προέκυψε αύξηση της εκλεκτικότητας σε κυκλοεξάνιο, με μείωση της πίεσης και του WHSV και αύξηση της θερμοκρασίας.Ακολούθησε μοντελοποίηση θεωρώντας κινητική πρώτης τάξης ως προς τα αντιδρώντα, αλλά και κινητική με τάξη διαφορετικής της μονάδας. Η ροή του αντιδραστήρα θεωρήθηκε εμβολική και η επίλυση του συστήματος των διαφορικών ισοζυγίων μάζας κατά μήκος του αντιδρασήρα με τη μέθοδο runge-kutta 4ης τάξης ενώ ως μέθοδος αριστοποίησης για την εκτίμηση των κινητικών παραμέτρων χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος Nelder-Mead. Από την επεξεργασία των πειραματικών μετρήσεων προέκυψε πως η ανάλυση ΙΙ για τάξη αντίδρασης 0.49 ως προς τη φαινόλη και 1.59 ως προς την κυκλοεξανόλη, έδωσε λίγο καλύτερη προσαρμογή στα πειραματικά δεδομένα, σε σύγκριση με την ανάλυση Ι για πρώτης τάξης κινητική ως προς τα αντιδρώντα.Τέλος, διεξήχθησαν επιπλέον πειράματα υδρογονοεπεξεργασίας κυκλοεξανόλης με τροφοδοσία κυκλοεξανόλης σε παρόμοιες συνθήκες με εκείνες της φαινόλης για την επαλήθευση του κινητικού μοντέλου.