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Keywords:

  • phthalic anhydride;
  • kinetic model;
  • hot-spot temperature;
  • one-dimensional models

Abstract

Although there are several kinetic models for the production of phthalic anhydride from the partial oxidation of o-xylene, only few studies have compared the effect of the kinetic model on the prediction of the hot-spot temperature. In this work, the predicted temperature profile for the partial oxidation of o-xylene to phthalic anhydride in a multitubular packed bed reactor was obtained for different kinetic mechanisms using one-dimensional pseudo-homogeneous and heterogeneous models. The predicted temperature profile using the one-dimensional heterogeneous model with the kinetic model of Calderbank et al. but with the adjusted kinetic and transport parameters proposed by Anastasov presented a good correlation with regard to experimental data. Nevertheless, in the hot-spot zone deviations, up to 30 K were presented. In conclusion, the temperature performance in the production of phthalic anhydride is suitably predicted by the one-dimensional heterogeneous model and the Calderbank et al.'s kinetic model. Though, prediction using bidimensional models should be done to establish the best correlation with experimental data.

Bien qu'il existe plusieurs modèles cinétiques pour la production d'anhydride phtalique à partir de l'oxydation partielle du o-xylène, peu d'études ont comparé l'effet du modèle cinétique sur la prédiction de la température du point chaud. Dans cette étude, le profil prédit de température pour l'oxydation partielle du o-xylène en anhydride phtalique dans un réacteur à lit fixe multitubulaire a été obtenu pour des mécanismes cinétiques différents en utilisant un modèle pseudo-homogène monodimensionnel et une modèle hétérogène. Le profil prédit de température utilisant le modèle hétérogène monodimensionnel avec le modèle cinétique de Calderbank et al. mais avec les paramètres cinétiques et de transport ajustés proposés par Anastasov démontrait une bonne corrélation avec les données expérimentales. Qui qu'il en soit, dans la zone du point chaud, des déviations pouvant aller jusqu'à 30 K ont été présentés. En conclusion, le rendement de température de la production d'anhydride phtalique est prédit de façon appropriée par le modèle hétérogène monodimensionnel et le modèle cinétique de Calderbank et al. Cependant, la prédiction utilisant des modèles bidimensionnels devrait être effectuée pour établir la meilleure corrélation avec les données expérimentales.