14847

14847

شبيه‌سازي راكتور غشايي ريفرمينگ كاتاليستي نفتا

كارشناسي ارشد

طراحي، شبيه‌سازي و كنترل فرآيندها

فروردين‌ماه 1394

فروردين‌ماه 1394

دكترنوراله كثيري

دكتر مريم حقيقي

شيمي

چكيده اين پايان‌نامه شامل بررسي تئوري رفتار يك راكتور مبدلي غشايي جديد در حضور غيرفعال شدن كاتاليست مي‌باشد. در اين‌شكل، يك راكتور بستر سيال شده همراه با غشا Pd-Ag در قسمت ريفرمينگ نفتا استفاده شده است. كاركرد واحد ريفرمينگ كاتاليستي نفتا (به عنوان يك واحد كليدي در پالايشگاه‌ها) با استفاده از مفهوم كوپل كردن با واكنش گرمازا هيدروژناسيون نيتروبنزن به آنيلين مورد بررسي و بهبود قرار گرفته است. يكسري راكتورهاي لوله‌اي كه شامل كاتاليست واكنش گرمازا هيدروژناسيون هستند، در درون راكتورهاي اول و دوم از فرآيند متداول ريفرمينگ نفتا قرار خواهد گرفت تا ميزان حرارت و گرماي مورد نياز اين فرآيند را تامين كند. هم‌چنين از غشاهاي هيدروژني نيز براي تنظيم ميزان هيدروژن به هيدروكربن در قسمت ريفرمينگ و هيدروژن در قسمت گرمازا استفاده شده است. اين راكتور برخي از اشكالات راكتورهاي ريفرمينگ مرسوم چون افت فشار، محدوديت‌هاي انتقال جرم دروني و گراديان‌هاي شعاعي غلظت و دما را برطرف مي‌كند. هم‌چنين ساختار جديد قابليت افزايش ميزان هيدروژن و آروماتيك‌ها را نسبت به راكتور مرسوم دارد و هم‌‌چنين از مزيت‌هاي راكتورهاي كوپل نيز برخوردار مي‌باشد. يك مدل يك بعدي به همراه مدل سينتيكي اسميت نيز براي پيش‌بيني رفتار قسمت گرماگير مورد استفاده قرار گرفته است. از تئوري دوفازي سياليت براي شبيه‌سازي استفاده شده است. شبيه‌سازي با استفاده از نرم‌افزار كامسول انجام شده است. بعد از انتخاب شبكه مناسب، جواب‌هاي حاصل از شبيه‌سازي به دست آمده‌اند. افزايش قابل توجهي در محصولات مشاهده مي‌شود. براي مثال در راكتور غشايي بستر سيال شده ميزان توليد آروماتيك‌ها به kmol/hr145 رسيده كه نسبت به‌حالت راكتور مرسوم كه kmol/hr130 بوده افزايش بارزي را نشان مي‌دهد. افزايش ساير محصولات مشابه مي‌باشد. هم‌چنين ميزان مواد اوليه‌اي مانند نفتن‌ها و پارافين‌ها در شكل بستر سيال تقريبا به صفر رسيده است. در مورد پروفايل‌هاي دمايي نيز پروفايل دمايي يكنواخت‌تري (800-760) نسبت به راكتور مرسوم (770-720) و راكتور بستر ثابت كوپل شده (790-740) مشاهده شده است. چنين تركيبي از دو واحد مختلف، يك واحد متمركزتر همراه با هزينه كمتر را به‌دنبال دارد. در نهايت اين ساختار پيشنهادي مي تواند به عنوان يك گزينه مناسب جهت ساخت يك واحد جديد در نظر گرفته شود. واژه‌هاي كليدي : راكتور غشايي بستر سيال، تئوري دوفازي، غيرفعال شدن كاتاليست، ريفرمينگ كاتاليستي نفتا، راكتور كوپل شده حرارتي، مدل‌سازي و شبيه‌سازي