고압 및 고온에서 작동하는 실험실 규모 고정층 반응기는 화학 공학 연구, 특히 반응 속도론 연구 및 촉매 개발에서 중요한 역할을 합니다. 제어 시스템을 갖춘 고압 및 고온 조건에서 작동할 수 있는 실험실 규모 반응기의 설계는 작동 매개변수 안정성을 유지하는 데 필수적입니다. 피셔-트롭시 합성을 위한 반응기 모델은 특허 및 다양한 저널에 널리 발표되었지만 설계에 대한 자세한 사양은 제공하지 않았습니다. 이는 이 주제에 대한 연구를 준비하는 연구자에게 장애물입니다. 이 연구의 목적은 연구자들이 합성 가스를 원료로 사용하여 액체 연료 제품(바이오 연료)으로 피셔-트롭시 합성을 목적으로 하는 일련의 반응기를 설계하는 데 도움을 주는 것이었습니다. 연속 고정층 반응기에 대한 설계, 치수, 고체 촉매 배치 모델, 제어 기능 장비(유량, 온도 및 가스 압력), 실험실 규모의 바이오 연료 제품을 위한 핫 트랩 및 콜드 트랩으로 구성된 반응기 부품의 자세한 사양을 수행했습니다. Fischer-Tropsch 합성을 위한 반응기 장비 설계는 벽 두께 2mm, ID 8mm, 길이 80mm의 SS316 스테인리스 스틸로 제작된 실린드릭 플러그 흐름 반응기로 구성되었습니다.개조된 압력 컨트롤러는 압력이 처음 14분 동안 20bar ± 0.2bar에서 약간 변동하는 탁월한 성능을 보였습니다.그 후, 프로세스가 완료될 때까지 압력은 20bar에서 일정하게 유지되었습니다.가열 시스템은 세라믹 히터 1500와트, K형 열전대 프로브 30cm, RKC REX-C100 온도 컨트롤러, 접촉기 및 릴레이로 구성됩니다.250C 온도 작동의 경우 250°C ± 3°C 범위 내에서 15분에 정상 상태에 도달했습니다.반응 온도 설정 275°C에서 275°C ± 4°C 범위 내에서 18분에 정상 상태에 도달했습니다. 반응기는 250°C, 20bar, 96시간 동안 다양한 중량의 촉매인 10Fe-90Co/meso-HZSM-5 촉매를 사용하여 합성가스(30% CO, 60% H2, 10% N2)를 액체 바이오연료로 전환하는 성능이 우수했습니다.

Laboratory-scale fixed-bed reactors operating at high pressure and temperature play a crucial role in chemical engineering research, particularly in reaction kinetics studies and catalyst development. The design of laboratory-scale reactors capable of operating under high pressure and temperature conditions, equipped with control systems, is essential to maintain operational parameter stability. Reactor models for Fischer-Tropsch synthesis were widely published in patents and various journals, but they did not provide detailed specifications in their design. This is an obstacle for researchers preparing research on this topic. The purpose of this study was to assist researchers in designing a series of reactors for the purposes of Fischer-Tropsch synthesis using synthesis gas as raw material into liquid fuel products (biofuel). The design conducted to continuous fixed bed reactor, detailed specifications of the reactor parts consisting of dimensions, solid catalyst placement models, control function equipment (flow rate, temperature and gas pressure), hot traps and cold traps for biofuel products on a laboratory scale. The design of reactor equipment for Fischer-Tropsch Synthesis consisted of silindrical plug flow reactor was made of SS316 stainless steel with a wall thickness of 2 mm, ID 8 mm, length 80 mm. Modified pressure controller had the exellent performance that the pressure fluctuated slightly during the first 14 minutes at 20 bar ± 0.2 bar. Subsequently, the pressure remained steady at 20 bar until the process was completed. The heating system consists of a ceramic heater 1500 Watt, The type K thermocouple probe 30 cm, the RKC REX-C100 temperature controller, contactor, and relay. For 250C temperatur operation, the steady state was reached at the 15th minute, within the range of 250°C ± 3°C. At a reaction temperature setting of 275°C, the steady was reached at the 18th minute within the range of 275°C ± 4°C. The reactor had good performance to convert synthesis gas (30% CO, 60% H2, 10% N2) to liquid biofuel with various weight of catalyst 10Fe-90Co/meso-HZSM-5 catalyst at 250°C, 20 bar, 96 hours.

Fischer-Tropsch continuous fixed-bed reactor design controlled pressure temperature