Application of the Global Optimization Method for the Parameters Identification of the Mathematical Model for the Transesterification Reaction of Vegetable Oil in the Microreactor

В даний час актуальним є застосування мікрореакційних технологій для виробництва біопалив шляхом переетерифікації рослинних олій етиловим спиртом. Ця реакція описується складною математичною моделлю. Для ідентифікації параметрів математичної моделі необхідно провести глобальну оптимізацію.Nowadays the use of microreactor technologies for production of biofuels by the transesterification of vegetable oils with ethanol is very relevant. This reaction is described by complex mathematical model. To identify the parameters of a mathematical model, it is necessary to carry out a global optimization.В настоящее время актуальным является применение микрореакционных технологий для получения биотоплив путем переэтерификации растительных масел этиловым спиртом. Эта реакция описывается сложной математической моделью. Для идентификации параметров математической модели необходимо произвести глобальную оптимизацию

"Комп'ютерне моделювання і керування в техніці та технологіях КМКТТ-2021", Дев’ята міжнародна науково-практична конференція

Економічні та екологічні показники каталізатора (активність, селективність, стабільність) є ключем до ефективного проведення каталітичних процесів. Для досягнення оптимальної продуктивності каталізатора необхідно володіти знаннями не тільки про природу його функціональності, а й розуміти, в якому місці і в який спосіб їх треба об'єднати в одне ціле, щоб отримати більш активні і селективні каталітичні центри. На окремих прикладах (ізомеризація, каталітичний крекінг, асиметричне гідрування, конверсія етанолу) буде представлена концепція мультифункціональності каталізатора як ефективного шляху підвищення інтенсифікації процесів.The economic and environmental performance of a catalyst (activity, selectivity, stability) is the key element determining the effectivity of a catalytic process. To achieve optimal catalyst performance, it is necessary to understand not only the nature of its functionalities, but also to knew where and how they should be combined into a single whole in order to obtain more active and selective catalytic sites. Taking selected examples (isomerization, catalytic cracking, asymmetric hydrogenation, ethanol conversion), the concept of catalyst multifunctionality as an effective way to increase the intensification of processes will be discussed.Экономические и экологические показатели катализатора (активность, селективность, стабильность) являются ключом к эффективному проведению каталитических процессов. Для достижения оптимальной производительности катализатора необходимо владеть знаниями не только о природе его функциональности, но и понимать, в каком месте и каким образом их надо объединить в одно целое, чтобы получить более активные и селективные каталитические центры. На отдельных примерах (изомеризация, каталитический крекинг, асимметрическое гидрирование, конверсия этанола) будет представлена концепция многофункциональности катализатора как эффективного пути повышения интенсификации процессов

"Комп'ютерне моделювання і керування в техніці та технологіях КМКТТ-2021", Дев’ята міжнародна науково-практична конференція

В даній роботі подається короткий огляд сучасного розвитку і досягнень мікрореакційної техніки на прикладі багатофазних систем, що розрізняються за своєю природою і проводяться в мікроструктурних реакторах різного типу: каталіз на межі розділу фаз, біокаталіз і синтез наночастинок. Особливу увагу приділяється аспектам інтенсифікації багатофазних процесів в мікроструктурних реакторах, так як саме це робить мікрореакційну техніку привабливою для хімічної промисловості.In this work the state of the art as well as the recent developments in microreactor technology are reviewed basing on different types of multiphase reaction systems: phase transfer catalysis, biocatalysis and synthesis of nanoparticles. The intensification of multiphase processes in microstructured reactors comparing to traditional approaches, which makes them of great interest for the chemical industry, is especially discussed.В данной работе приводится краткий обзор современного развития и достижений микрореакционной техники на примере многофазных систем, различающихся по своей природе и проводимых в микроструктурних реакторах разного типа: катализ на границе раздела фаз, биокатализ и синтез наночастиц. Особое внимание уделяется аспектам интенсификации многофазных процессов в микрореакторах, так как именно это делает микрореакционную технику привлекательной для химической промышленности

Effects of Promoter on Structural and Surface Properties of Zirconium Oxide-Based Catalyst Materials

Ternary mixed oxide systems CuO/ZnO/ZrO2 and CuO/NiO/ZrO2 were synthesized by one-pot synthesis for a better understanding of the synthesis-property relationships of zirconium oxide-based catalyst materials. The prepared mixed oxide samples were analysed by a broad range of characterisation methods (XRD, N2-physisorption, Temperature-Programmed Ammonia Desorption (TPAD), and XPS) to examine the structural and surface properties, as well as to identify the location of the potential catalytically active sites. By XPS analysis, it could be shown that a progressive enrichment of the surface composition with copper takes place by changing from ZnO to NiO as a promoter. Thus, by addition of the second component, not only electronic but also the geometric properties of active sites, i.e., copper species distribution within the catalyst surface, can be affected in a desired way

Сьома міжнародна наукова-практична конференція «Комп’ютерне моделювання в хімії і технологіях та системах сталого розвитку»

Організація Об´єднаних Націй проголосила 2019 рік "Міжнародним роком Періодичної таблиці хімічних елементів" - IYPT 2019. Створення Періодичної таблиці Д.І. Менделєєвим в 1869 році було названо одним із найбільш значних досягненнь людства. Завдяки чудовим знанням в різних сферах науки Менделєєву вдалося систематизувати властивості відомих на той час хімічних елементів. Він створив Періодичну таблицю, упорядкувавши елементи за зростанням їх атомної ваги, і сформулював Періодичний закон, який, незважаючи на нові відкриття, залишався в силі на протязі багатьох десятиліть.The United Nations General Assembly declared 2019 as the "International Year of the Periodic Table of Chemical Elements" - IYPT 2019. The creation of the Periodic Table by D.I. Mendeleev in 1869 was named one of the most significant achievements of mankind. Thanks to outstanding knowledge in various fields of sciences, Mendeleev managed to systematize the properties of the chemical elements, which were known at that time. He developed the Periodic Table, in which the elements were placed with increasing of atomic weight, and formulated the Periodic Law, which, in spite of new discoveries, remained in force for many decades.Организация Объединённых Наций провозгласила 2019 год "Международным годом Периодической таблицы химических элементов" - IYPT 2019. Создание Периодической таблицы Д.И. Менделеевым в 1869 году было названо одним из наиболее значимых достижений человечества. Благодаря незаурядным знаниям в разных областях наук Менделееву удалось систематизировать свойства известных тогда химических элементов. Он создал Периодическую систему, расставляя в ней элементы в порядке увеличения их атомного веса и сформулировал Периодический закон, который, не смотря новые открытия, оставался в силе на протяжении многих десятилетий

Catalytic cracking of n-hexadecane on mixed Al-MCM-41/MFI catalyst systems with regard to selectivity for C-3 and C-3 products

Recently, the large pore MCM-41 material has gained a considerable amount of interest, as a solution to the diffusion limitation provided by the conventional microporous cracking catalysts for the cracking of long-chain or bulky hydrocarbon feeds. The present work deals with the synthesis and characterization of novel mixed Al-MCM-41/MFI catalyst systems. Furthermore, the catalytic behavior of the as-synthesized Al-MCM-41/MFI mixed systems for cracking hydrocarbons by MAT (Micro Activity Test), standardized by ASTM D-3907, have been investigated in the present work. In situ formation of the meso- and microporous structures Al-MCM-41 and ZSM-5 have been obtained using a two-template [C16H33(CH3)(3)NBr and (CH3CH2CH2)(4)NBr] synthesis gel system. The mixed phases were obtained by optimizing template ratios and reaction temperature. The comparison with conventional zeolite Y and pure MCM-41 with regard to activity and selectivity showed a better activity and selectivity towards C-3 and C-4 fractions. The obtained results reveal a potential of mixed Al-MCM-41/ZSM-5 catalyst systems as cracking catalysts and, in turn, demand further optimization of physicochemical properties in the future in order to be exploited as commercial cracking catalysts

Simulation the Gas Simultaneous Adsorption Over Natural and Modified Zeolite

Adsorption is of great importance. The unique advantage of adsorption over other separation methods is the higher selectivity that can be achieved by adsorbents. In addition, adsorption phenomena play a vital role in many solid-state reactions and biological mechanisms. In this work, the adsorption process of CO2 on the clinoptilolite (Skorynskoho field, Transcarpathian region, Ukraine) and SO2, NO, and CO2 adsorption on K2CO3-modified – γ -alumina in a fixed-bed reactor were theoretical studied and simulated by computer-mathematic methods. The developed mathematical model based on the mass balance in gas and solid phase, the experimental saturation capacities, considering the activity of the adsorbent with respect to the gas by variable coefficients. The model presented by a normal linear system of differential equations with variable coefficients, it was solved by Taylor collocation method. The simulation shows that the data obtained by theoretical study are in agreement with data obtained in the simulation. According to Fisher Criterion the mathematic model adequate in 90 % for modified zeolite and in 75 % for natural zeolite, it can be explained by unordered structure of the natural zeolite. It follows that the offered model adequately describes the dynamics simultaneous adsorption of gases over zeolites. Thus even with a large number of simplifications and assumptions, it is possible to construct efficient mathematical model that can be used in exhaust system. The results indicate that, there is great sense to conduct further researches and simulations to reach the industrial level