A hierarchical approach to chemical reactor engineering: an application to micro packed bed reactors

文献情報

出版日 2018-01-08
DOI 10.1039/C7RE00195A
インパクトファクター 4.239
著者

Mauro Bracconi, Anthony G. Dixon, Matteo Maestri


原文を見る

要旨

Hierarchical modeling is applied for the investigation of micro packed bed reactors. This method allows for the use of Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations in the analysis of representative complex geometries, where a full-scale CFD simulation of the entire reactor is not possible. Detailed and computationally demanding analyses are used to study a selected number of conditions and phenomena. Then, lumped parameters are derived from CFD results by means of engineering correlations. These parameters are incorporated in simplified reactor models based on macroscopic conservation equations. We provide evidence for the potential of the approach by using as a show-case a micro packed bed reactor in the context of highly exothermic selective oxidation processes. This reactor configuration consists of catalytic particles packed in the channels of a honeycomb matrix, which is expected to strongly enhance the radial heat transfer. In particular, we first focus on the analysis of energy transfer mechanisms by CFD and their interpretation via a 1D model and we provide an assessment of existing correlations with respect to the unconventional configuration (2 mm channel equivalent diameter and 0.8 mm sphere diameter). These correlations are then implemented in a pseudo-continuous (i.e. macroscopic) 2D model to allow for a systematic investigation of the capabilities of the micro packed bed reactor in dealing with the selective oxidation of o-xylene to phthalic anhydride. We found that due to the enhanced radial heat transfer micro packed bed reactors allow for quasi-isothermal operations, thus extending the range of operating conditions possible without occurring in adverse thermal behavior of the reactor. On a more general basis, we prove that the hierarchical approach to chemical reactor engineering is an effective tool to bring the application of fundamental modeling at a level of complexity relevant to full-scale applications, otherwise not possible because of the impractical computational costs.

関連文献

Back cover

Other

DOI: 10.1039/CS99423BX011

Back cover

Other

DOI: 10.1039/CS97504BX007

Back matter

Other

DOI: 10.1039/CS99726BP005

Contents

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B7RP90005H

Front cover

Other

DOI: 10.1039/CS97302FX001

Contents pages

Other

DOI: 10.1039/CS97302FP001

Proceedings of the Society of Public Analysts

Other

DOI: 10.1039/AN884090094A

Correspondence

Other

DOI: 10.1039/AN883080110A

Society of Public Analysts

Other

DOI: 10.1039/AN883080133A

Contents

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B7RP90011B

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

間溴苯甲酰腈の市場動向や研究トレンドはどうですか?

間 brom 苯甲酰腈は、合成化学や薬物化学において重要な Intermediate として使用されています。市場動向としては、その合成性と機能性により、研究開...

24999-51-7(3-Bromophenyl)(oxo)...
化合物よくある質問

去磺基萝卜硫苷とは何ですか?

去磺基萝卜硫苷は、化学物質のCAS番号287966-62-5に該当する化合物で、主に植物由来の化合物です。

287966-62-5Desulfo Glucoraphani...
化合物よくある質問

Methyl 2-amino-5-(trifluoromethyl)benzoateに適用される法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号117324-58-0の塩酸メチル2アミノ-5-トリフルオロメチルベンゼートは、GHS分類により腐食性物質と判定されます。REACH規則では、製造、販...

117324-58-0Methyl 2-amino-5-(tr...
化合物よくある質問

3-ブロモ-1,3,4,5-四水化-2H-1-ベンザアゼピン-2-オンは安全ですか?

毒性があるため、適切な安全対策が必須です。皮膚や粘膜への刺激性が強く、吸入や誤飲により健康被害を引き起こす可能性があります。取扱時にはガスマスクや手袋、眼鏡を使...

86499-96-93-Bromo-1,3,4,5-tetr...
化合物よくある質問

三氟甲基ピリジン-2-甲アミン塩酸塩は安全ですか?

三氟甲基ピリジン-2-甲アミン塩酸塩は安全性に注意が必要です。毒性は低レベルですが、直接的接触や吸入は避けるべきです。適切な手袋や防塵マスクを着用し、密閉された...

871826-12-9(5-(Trifluoromethyl)...
化合物よくある質問

1-エチル-4-(4-硝基フェニル)ピペリジンは安全ですか?

1-エチル-4-(4-硝基フェニル)ピペリジンは有毒であり、取扱には注意が必要です。保管や作業中に手袋を着用し、目や皮膚に接触しないように注意する必要があります...

115619-00-61-Ethyl-4-(4-nitroph...
化合物よくある質問

1,1-ジメトキシプロパン-2-オンは安全ですか?

1,1-ジメトキシプロパン-2-オンは一般的に低毒性ですが、皮膚や目への刺激性があるため、取扱いには注意が必要です。蒸気や液体の吸入には有害な可能性があり、適切...

6342-56-91,1-dimethoxypropan-...
化合物よくある質問

コバルト(II) 3,3'-{[(1S,2S)-1,2-ジメチルフENCYCLICALE-1,2-エチエンジイル]ビス[ニトロリルメチルイリデン]}ビス[4-オキソ-2-ペンテン-2-olate]について「に適用される法規ガイドラインは何ですか?

この化合物はCAS番号259259-80-8に対応しています。GHS分類では、毒性、燃焼性、反応性、炎症性を考慮に入れ、適切な危険性分類が行われます。REACH...

259259-80-8Cobalt(2+) (2E,2'E)-...
化合物よくある質問

「カーバミル酸, N-[8-[[2-[[2-(2,6-ジオキソ-3-ピペリジニル)-2,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロ-1H-イソイソインドール-4-イルオキシ]アセチル]アミノ]オクチル]-1,1-ジメチレチルエステル」はどのように保存すればよいですか?

この化合物は、冷却庫で-20℃の温度、乾燥した容器に保管し、直日光から保護する必要があります。湿度の高い環境や高温は避けてください。

1950635-34-32-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

FMoc-D-4-Aph(tBu-CbM)-OHはどのように保存すればよいですか?

この化合物は、低温(室温以下)で密栓容器に入れ、避光して保存する必要があります。

1433975-21-3FMoc-D-4-Aph(tBu-CbM...

掲載誌

Reaction Chemistry & Engineering

Reaction Chemistry & Engineering
CiteScore: 0
自己引用率: 8.8%
年間論文数: 284

Reaction Chemistry & Engineering is an interdisciplinary journal reporting cutting-edge research focused on enhancing the understanding and efficiency of reactions. Reaction engineering leverages the interface where fundamental molecular chemistry meets chemical engineering and technology. Challenges in chemistry can be overcome by the application of new technologies, while engineers may find improved solutions for process development from the latest developments in reaction chemistry. Reaction Chemistry & Engineering is a unique forum for researchers whose interests span the broad areas of chemical engineering and chemical sciences to come together in solving problems of importance to wider society. All papers should be written to be approachable by readers across the engineering and chemical sciences. Papers that consider multiple scales, from the laboratory up to and including plant scale, are particularly encouraged.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。