12801

12801

بهينه¬سازي پارامترهاي عملياتي راكتور فرآيند HDS

كارشناسي ارشد

شيمي گرايش طراحي و شبيه¬سازي و كنترل فرآيند

اسفند 1392

اسفند 1392

دكتر محمدتقي¬ صادقي

چكيده يكي از آلاينده¬هاي مهم در صنايع نفت، گوگرد است. وجود تركيبات گوگرد¬دار در نفت و برش¬هاي نفتي مشكلات فراواني براي محيط¬زيست و صنعت ايجاد مي¬كند، به همين منظور سازمان¬هاي حفاظت محيط¬زيست استانداردهايي را براي كنترل ميزان گوگرد موجود در محصولات نفتي در نظر گرفته¬اند. يكي از مهمترين فرآيندهاي گوگردزدايي از برش¬هاي نفتي فرآيند گوگردزدايي هيدروژني در راكتورهاي بستر¬قطره¬اي است. تاكنون تحقيقات زيادي در مورد مدل¬سازي راكتورهاي بستر¬قطره¬اي انجام شده است كه مي¬توان به مدل¬سازي¬هاي يك¬بعدي، دو بعدي، همسو، ناهمسو، پايا و ناپايا اشاره كرد، اما در مورد بهينه¬سازي¬ به¬طور اغلب از روش¬هاي تقريبي و آماري يا از روش¬هاي با دقت و سرعت پايين استفاده شده است. در اين مطالعه جهت افزايش سرعت و دقت بهينه¬سازي ابتدا يك مدل¬سازي رياضي ساده¬ به¬صورت يك¬بعدي پايا با استفاده از مدل ناهمگن سه¬فازي از يك راكتور بستر¬قطره-اي آزمايشگاهي فرآيند گوگردزدايي هيدروژني با جريان همسوي گاز و مايع انجام شده است. در ادامه مدل ايجاد¬شده كه صحت آن مورد بررسي قرار گرفته است براي يك راكتور صنعتي غير¬همدماي آدياباتيك تعميم داده شده است، سپس جهت طراحي يك واحد صنعتي از فرآيند گوگردزدايي هيدروژني يك تابع درآمد كه اثر متغيرهاي عملياتي راكتور را روي هزينه¬هاي ثابت و عملياتي واحد و درآمد حاصل از فروش محصول نشان مي¬دهد در نظر گرفته شده است و در نهايت با استفاده از مدل رياضي ايجاد¬شده و يك الگوريتم بهينه¬سازي، بهترين مقادير متغيرهاي عملياتي در بازه¬هاي مجاز تعريف شده كه بيشترين مقدار تابع درآمد مربوطه را به شرط آن¬كه ميزان گوگرد محصول به استاندارد ppm15 برسد نتيجه مي¬دهند، محاسبه شده است. نتايج نشان مي¬دهد كه با متغيرهاي عملياتي محاسبه شده توسط الگوريتم فاخته كه دماي ℃390، فشار Mpa10، سرعت فضايي خوراك hr-16/0 و نسبت هيدروژن به خوراك L/L350 هستند مقدار بيشينه¬ي تابع درآمد 108×346579/6 دلار است اما متغيرهاي عملياتي محاسبه شده توسط الگوريتم ازدحام ذرات و ژنتيك به¬ترتيب 108×343920/6 دلار و 108×813877/5 دلار را براي تابع درآمد نتيجه مي¬دهند. واژه‌هاي كليدي: گوگردزدايي هيدروژني، راكتورهاي بستر¬قطره¬اي، متغيرهاي عملياتي، الگوريتم بهينه¬سازي فاخته.