무수프탈산 생산을 위한 고정층 촉매 반응기 설계: 최적 촉매층 길이 및 반경 추정

Design of the Fixed-Bed Catalytic Reactor for Phthalic Anhydride Production: Optimal Reactor Length and Radius Estimation

  • 윤영삼 (국립환경연구원 금강수질검사소) ;
  • 구은화 (부산대학교 화학공학과) ;
  • 박판욱 (부산대학교 화학공학과)
  • Yoon, Young-Sam (Kum River Water Quality Research Laboratory, National Institute of Environmental Research) ;
  • Koo, Eun Hwa (Department of Chemical Engineering, Pusan National University) ;
  • Park, Pan-Wook (Department of Chemical Engineering, Pusan National University)
  • 투고 : 1999.08.28
  • 심사 : 1999.12.01
  • 발행 : 1999.12.10

초록

무수프탈산 생산 공정의 조업 조건에서 실측한 이중 고정층 촉매 반응기의 온도분포, 수율 및 냉매의 입출구 온도에 대한 최적 적합으로부터 최적 매개변수 값을 추정함으로써 예측 모델을 구성하였다. 최대 전화율과 수율을 얻을 수 있는 고정층 촉매 반응기를 설계하기 위하여 반응기 길이 및 반경을 변화시켜 그 영향을 고찰하였다. 활성이 균일한 단일 고정층 촉매 반응기의 경우, 반응기 반경 r =0.01241 m에서 전 촉매층 길이 z =2.8 m, 그리고 이중층 반응기의 경우, 반응기 반경 r = 0.01254 m에서 전 촉매층 길이 2,80 m(상부촉매층: 1.88 m, 하부촉매층: 0.92 m)에서 우수한 성능을 보였다. 반응기 반경 변화의 경우, 반경 증가는 냉매로의 열전달 시간의 지연에 의해 열점 온도가 상승하였으며, 반경의 감소는 그 반대의 결과를 보였다.

키워드

parameter estimation;fixed-bed catalytic reactor;maximum conversion and yield

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