Условия существования стационарных режимов для синтеза Фишера–Тропша в суспензионном реакторе

Исследуется процесс Фишера–Тропша в суспензионном реакторе идеального смешения. Предполагается, что реакция протекает при бесконечном числе реагентов в газовой и жидкой фазах. Описание термодинамического равновесия двухфазной системы газ-жидкость опирается на экспериментальные зависимости давлений индивидуальных компонент газовой смеси от температуры, полученные в условиях синтеза Фишера–Тропша.
Математическая модель стационарных режимов работы реактора формулируется в виде бесконечной системы нелинейных уравнений относительно концентраций реагентов жидкой фазы, через которые выражаются соответствующие концентрации веществ в газовой фазе. Указывается алгоритм построения функций распределения продуктов в газовой и жидкой фазах при произвольном числе компонент, а также критерий сходимости функции распределения продуктов к предельному состоянию при неограниченном их увеличении. Изучено влияние вероятности роста цепи углеводородов на процесс сходимости.
Предлагаемый алгоритм основан на преобразовании системы с кинетикой достаточно общего вида к четырем нелинейным уравнениям относительно концентраций $H_2$, $CO$, $CO_2$ и $H_2{O}$ в жидкой фазе для кинетики достаточно общего вида. Коэффициенты этой системы зависят от общего числа компонент и в случае сходимости имеют конкретные выражения, соответствующие бесконечному числу реагентов. Результаты вычислений получены с помощью пакета программ STEP, реализующего метод продолжения по параметру решения систем нелинейных уравнений произвольного вида.