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Multiscale and Multiphase Model of Fixed-Bed Reactors for Fischer–Tropsch Synthesis: Optimization Study
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-02-22 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.iecr.7b04914 Marko Stamenić 1 , Vladimir Dikić 1 , Miloš Mandić 1 , Branislav Todić 2 , Dragomir B. Bukur 2, 3 , Nikola M. Nikačević 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-02-22 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.iecr.7b04914 Marko Stamenić 1 , Vladimir Dikić 1 , Miloš Mandić 1 , Branislav Todić 2 , Dragomir B. Bukur 2, 3 , Nikola M. Nikačević 1
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Our previously developed mathematical model is used for parametric sensitivity and optimization study of conventional and milliscale fixed-bed reactors (FBRs) for Fischer–Tropsch synthesis (FTS). Five indicators are chosen to analyze the influence of eight parameters on the FBRs’ performance. The results show the scale of the effects caused by changing single parameter values and highlight the most important ones. Subsequently, the model is used to perform a rigorous multivariable optimization of the FBRs’ performance in the steady state. Three optimization functions are used, depicting different reactor costs. Four design parameters (tube length and diameter, particle diameter, and catalyst layer thickness) and five operating parameters (inlet and wall temperature, inlet pressure, H2/CO ratio, velocity) are optimized simultaneously. The results indicate that optimal results, in terms of reactor design and operating parameters and FBR performance, highly depend on the selected objective function and values of constrained parameters (especially methane selectivity and the partial pressure of water).
中文翻译：
费托合成固定床反应器的多尺度和多相模型：优化研究
我们先前开发的数学模型用于费托合成（FTS）的常规和毫米级固定床反应器（FBR）的参数敏感性和优化研究。选择五个指标来分析八个参数对FBR性能的影响。结果显示了由更改单个参数值引起的影响的程度，并突出显示了最重要的影响。随后，该模型用于对FBR在稳态下的性能进行严格的多变量优化。使用了三个优化函数，描述了不同的反应堆成本。四个设计参数（管长和直径，粒径和催化剂层厚度）和五个运行参数（入口和壁温，入口压力，H 2/ CO比，速度）同时进行优化。结果表明，就反应器设计和运行参数以及FBR性能而言，最佳结果高度取决于所选的目标函数和受约束参数的值（尤其是甲烷选择性和水的分压）。
更新日期：2018-02-22
中文翻译：
费托合成固定床反应器的多尺度和多相模型：优化研究
我们先前开发的数学模型用于费托合成（FTS）的常规和毫米级固定床反应器（FBR）的参数敏感性和优化研究。选择五个指标来分析八个参数对FBR性能的影响。结果显示了由更改单个参数值引起的影响的程度，并突出显示了最重要的影响。随后，该模型用于对FBR在稳态下的性能进行严格的多变量优化。使用了三个优化函数，描述了不同的反应堆成本。四个设计参数（管长和直径，粒径和催化剂层厚度）和五个运行参数（入口和壁温，入口压力，H 2/ CO比，速度）同时进行优化。结果表明，就反应器设计和运行参数以及FBR性能而言，最佳结果高度取决于所选的目标函数和受约束参数的值（尤其是甲烷选择性和水的分压）。
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