20760

۲۰۷۶۰

مدل سازي و شبيه سازي راكتور فرايند توليد دو اتيل هگزانول

كارشناسي ‌ارشد

مهندسي شيمي

93-95

۱۳۹۵/۱۲/۱۸

دكتر احد قائمي - دكتر اميد وحيدي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

اصلي¬ترين بخش فرايند توليد دو اتيل هگزانول، واكنش هيدروژناسيون ماده دو اتيل هگزنال در راكتور بستر ثابت سه فازي مي¬باشد. در اين تحقيق به مدل¬سازي و شبيه¬سازي راكتور هيدروژناسيون دو اتيل هگزنال پرداخته شد. شبيه¬سازي در شرايط مختلف فرايندي و با هدف رسيدن به شرايط بهينه فرايندي صورت گرفت. به منظور مدل¬سازي، معادلات انتقال جرم اجزاء در دو فاز مايع و گاز به همراه موازنه جرم كلي دو فاز با در نظر گرفتن مدل هموژن و با فرض جريان يك بعدي و دماي ثابت در طول راكتور نوشته شدند. از ميان مدل¬هاي سينتيكي مختلف، مدل سينتيكي مناسب براساس مكانيسم جذب لانگموير- هينشلوود انتخاب شد. معادلات مدل از نوع معادلات ديفرانسيل پاره¬اي بوده¬اند كه با استفاده از روش خطوط به معادلات ديفرانسيل معمولي بر حسب زمان تبديل شده¬ و دستگاه معادلات ديفرانسيل معمولي حاصل حل شده است. شبيه¬سازي با تعداد المان¬هاي مختلف راكتور انجام گرديد. داده¬هاي تجربي به دست آمده از راكتور هيدروژناسيون در مقياس آزمايشگاهي براي ارزيابي نتايج شبيه¬سازي راكتور فرايند توليد دو اتيل هگزانول استفاده گرديد. دقيق¬ترين شبيه¬سازي و كمترين ميزان خطا با تعداد 80 المان به دست آمد. در دقيق¬ترين شبيه¬سازي، ميزان خطاي متوسط برابر 89/4 درصد محاسبه شد. نتايج حاصل به صورت نمودارهاي تغييرات غلظت اجزاء در طول راكتور و نيز تغييرات غلظت برحسب هر دو متغير زمان و مكان ارائه گرديد. سپس با تغييرات دما در محدوده¬ي 130 تا 160 درجه سانتي¬گراد، تغيرات فشار در محدوده¬ 16 تا 78 psi، تغييرات دبي گاز هيدروژن در محدوده 150 تا 220 ميلي¬ليتر بر دقيقه و تغييرات دبي ماده دو اتيل هگزنال در محدوده 04/0 تا 11/0 ميلي¬ليتر بر دقيقه به بررسي تأثير شرايط عملياتي بر توليد محصول پرداخته¬¬¬ شد. نتايج نشان داد كه با افزايش دما، فشار و دبي گاز هيدروژن ورودي، درصد تبديل افزايش مي¬يابد و افزايش دبي دو اتيل هگزنال ورودي تأثير زيادي بر درصد تبديل نداشته و از حد مشخصي به بعد باعث كاهش درصد تبديل مي¬شود. واژه‌هاي كليدي: هيدروژناسيون، دو اتيل هگزانول، راكتور بستر ثابت سه فازي، مدل¬سازي، شبيه¬سازي

1398/03/18

Modeling and simulation of 2-ethyl hexanol production process reactor

6/8/2019 12:00:00 AM

The most important part of 2-Ethyl Hexanol production is 2-Ethyl Hexenal hydrogenation in three phase fixed bed reactor. In this research, modeling and simulation of hydrogenation process in three phase fixed bed reactor was carried out. The model equations including a set of partial differential equations were solved simultaneously using method of lines. The simulation with 80 elements of reactor has 4.89 percent minimum devotion. Experimental data from lab scale reactor was used for evaluation of hydrogenation reactor simulation. Then effect of the most important parameters on 2-ethyl hexanol production was studied by changing temperature within 130-160 C, pressure within 16-78 psi, hydrogen flow rate within 150-220 ml/min, 2-ethyl hexenal flow rate within 0.04-0.11 ml/min. The results showed that with increasing of temperature, pressure and hydrogen flow rate the conversion increases and increasing of 2-ethyl hexenal flow rate doesn't have significant effect. Keywords: Hydrogenation, 2-Ethyl Hexanol, Three phase fixed bed reactor, Modeling, Simulation