Περίληψη:
Το αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μοντελοποίηση και η
προσομοίωση των χημικών αντιδράσεων της υδατικής διφασικής υδροφορμυλίωσης και
της υδατικής διφασικής υδρογόνωσης σύνθετων υποστρωμάτων, LLCN και HLLCN
αντίστοιχα. Απώτερος σκοπός της συγκεκριμένης προσομοίωσης είναι η μελέτη και η
πρόβλεψη της συμπεριφοράς του συστήματος υπό συνθήκες που δεν έχουν μελετηθεί
και κατ’ επέκταση η επιλογή του κατάλληλου πειράματος που θα προσφέρει
μεγαλύτερη μετατροπή στην αντίδραση. Για τη μοντελοποίηση των παραπάνω χημικών
διεργασιών, έγινε χρήση της συνδυαστικής κυβικής καταστατικής εξίσωσης PR78-Twu
σε συνδυασμό με τους κλασσικούς κανόνες ανάμειξης του vdW, τις βιβλιογραφικές
τιμές των δυαδικών συντελεστών αλληλεπίδρασης των ενεχόμενων συστατικών και της
COSTALD μεθόδου υπολογισμού των πυκνοτήτων.
Η πολυπλοκότητα των υποστρωμάτων (LLCN, HLLCN) και η έλλειψη βιβλιογραφικών
δεδομένων των εν λόγω χημικών αντιδράσεων οδήγησαν στη διεξαγωγή σειράς
πειραμάτων με σκοπό τη μελέτη επιρροής διαφόρων παραμέτρων (P, T, t, TPPTS/Rh,
ολεφίνες/Rh) στην αντίδραση της διφασικής υδροφορμυλίωσης των ενεχόμενων
ολεφινών μιας πραγματικής LLCN, καταλυόμενη από το σύστημα RhCl33H2O/TPPTS σε
υδατικό περιβάλλον. Έπειτα, το παραγόμενο υδροφορμυλίωμα αποτέλεσε το υπόστρωμα
μιας νέας σειράς πειραμάτων, με σκοπό τη μελέτη της επιρροής διαφόρων
παραμέτρων (P, T, t, TPPTS/Ru, αλδεΰδες/Ru, Vυδ/Vοργ) στην αντίδραση της
διφασικής υδρογόνωσης των ενεχόμενων αλδεϋδών της υδροφορμυλιωμένης LLCN,
καταλυόμενη από το σύστημα RuCl3xH2O/TPPTS σε υδατικό περιβάλλον. Η in situ
παραχθείσα αναβαθμισμένη LLCN αποτελεί έναν εν δυνάμει αντικαταστάτη των
ρυπογόνων υδατοδιαλυτών GEOs από το pool ανάμειξης των βενζινών του
διυλιστηρίου. Τα υποστρώματα των αντιδράσεων και τα προϊόντα τους αναλύθηκαν με
τη μέθοδο της αεριοχρωματογραφίας σε συνδυασμό με τη φασματομετρία μαζών.
Στην αντίδραση της υδροφορμυλίωσης παρατηρήθηκε η υψηλότερη μετατροπή του 95,4%
των ολεφινών (70 οC, 100 bar CO/H2, 6 h). Στην αντίδραση της υδρογόνωσης
σημειώθηκε μετατροπή του 100% των αλδεϋδών (90 οC, 75 bar, 8 h). Στις
περισσότερες περιπτώσεις, η AARD των αποτελεσμάτων της προσομοίωσης σε σχέση με
τα αντίστοιχα πειραματικά αποτελέσματα του αντιδραστήρα διατηρήθηκε υπό του
15%.
Λέξεις-κλειδιά:
Προσομοιώσεις διεργασιών, νάφθα, Υδατική διφασική υδροφορμυλίωση, Υδατική διφασική υδρογόνωση, Σύμπλοκα Rh/Ru
