پایان نامه : مدلسازی، شبیه سازی و بهینه سازی رآکتور بسترچکه-ای پتروشیمی جم به منظور هیدروژناسیون 1و3-بوتادین |
فهرست مطالب
1-1معرفی مجتمع پتروشیمی جم 2
1-1-1واحد كراكینگ 6
1-1-2قسمت گـــــرم 8
1-1-3كمپرسور 9
1-1-4متان زدایی 12
1-1-5اتان زدایی 13
1-1-6جدا سازی برش سه كربنی 13
1-1-7جدا سازی برش چهار كربنی 14
1-2مقدمه ای بر رآکتورهای بستر چکهای 18
1-2-1مقایسه با سایر رآکتورهای سه فازی 22
بر تحقیقات انجام شده در زمینه مدلسازی رآکتور بستر چکهای 31
بر تحقیقات انجام شده در زمینه سینتیک هیدروژناسیون بوتادین 33
3-1شرح مدل ریاضی 37
3-1-1مراحل انتقال جرم و فرضیات حاکم 37
3-1-2معادلات جرم و انرژی 39
3-2خواص فیزیکی 40
3-3معادلات سینتیکی 43
3-3-1کاتالیست 45
3-4حل عددی و روش بهینه سازی 46
4-1ارزیابی مدل 49
4-2نتایج 51
4-2-1پروفیل دما در طول رآکتور 55
4-2-2توزیع شدت جریان مولی اجزای موجود در فاز مایع 56
4-2-3توزیع شدت جریان مولی هیدروژن فاز گازی در طول رآکتور 62
4-2-4توزیع مشخصههای فیزیکی در طول رآکتور 63
4-2-5بررسی تأثیرات تغییر دمای ورودی 65
4-2-6تغییرات درصد تبدیل و بازده تحت تأثیر دما و شدت جریان ورودی 68
5نتیجه گیری و پیشنهادات 70
فهرست جداول
شماره صفحه | عنوان |
19 | جدول 1- شرایط عملیاتی و ترکیب نسبی اجزاء در ورودی رآکتور |
36 | جدول2– خلاصهای از مقالات منتشر شده با موضوع مدلسازی سینتیکی هیدروژناسیون 1و3-بوتادین |
42 | جدول3- روابط فیزیکی مورد استفاده در مدلسازی رآکتور |
47 | جدول4- مشخصات کاتالیست پوسته-تخم مرغی مورد استفاده |
51 | جدول 5- مقادیر متوسط Keq و ΔG° در طول رآکتور برای واکنشهای پیشنهادی |
51 | جدول 6- مقایسه بین نتایج مدلسازی و نتایج رآکتور صنعتی |
54 | جدول 7- ثوابت سرعت و عبارات دقیق سینتیکی به کار گرفته شده |
فهرست شکلها و نمودارها
فهرست نشانه های اختصاری
نشانه | تعریف | واحد |
سطح مقطع رآکتور | m2 | |
غلظت مولی | mol.m-3 | |
ظرفیت گرمایی استاندارد جزئ iام در دمای استاندارد | j.mol-1.k-1 | |
قطر ذرهی کاتالیستی | m | |
قطر رآکتور | m | |
نفوذپذیری هیدروژن در فاز مایع | m2.s-1 | |
انرژی فعالسازی | j.mol-1 | |
شدت جریان مولی | mol.s-1 | |
انرژی آزاد گیبس جزئ i ام در فشار استاندارد | j.mol-1 | |
انرژی استاندارد آزاد گیبس جزئ i ام در دمای استاندارد | j.mol-1 | |
ثابت هنری | pa.m3.mol-1 | |
آنتالپی استاندارد تولید جزء i ام در دمای استاندارد | j.mol-1 | |
ضریب نوسان | مراجعه به جدول 8 | |
ضریب حجمی انتقال جرم گاز-مایع | s-1 | |
ضریب حجمی انتقال جرم مایع-جامد | s-1 | |
ثابت تعادلی | – | |
ضریب نوسان در دمای مرجع | مراجعه به جدول 8 | |
وزن مولکولی | gr.mol-1 | |
فشار کاهش یافته | – | |
ثابت جهانی گازها | J.mol-1.K-1 | |
عدد رینولدز | – | |
سرعت واکنش | mol.s-1.kgcat-1 | |
عدد اشمیت | – | |
ضریب شکل | – | |
دما | K | |
دمای کاهش یافته | – | |
دمای مرجع | K | |
دمای استاندارد | K15/298 | |
سرعت ظاهری | m.s-1 | |
حجم مولی گاز هیدروژن در شرایط استاندارد | m3.mol-1 | |
طول دیفرانسیلی رآکتور | m |
نشانه های اختصاری یونانی
نشانه | تعریف | واحد |
تغییر انرژی آزاد گیبس در شرایط فشار استاندارد | j.mol-1 | |
گرمای واکنش j ام | j.mol-1 | |
گرمای تبخیر | j.mol-1 | |
ماندگی مایع | – | |
عدد استوکیومتری جزء iام | – | |
دانسیتهی بستر کاتالیستی | kgcat.m3 | |
ویسکوزیته | kg.m-1.s-1 | |
حلالیت هیدروژن در مخلوطی از هیدروکربنها | m3.kg-1.pa-1 | |
دانسیتهی فاز مایع در شرایط عملیاتی | kg.m-3 | |
دانسیتهی فاز مایع در دمای 20 درجه سانتیگراد | kg.m-3 | |
پارامتر همبستگی | – | |
حجم مولی در نقطهی جوش نرمال | m3.mol-1 |
زیرنویسها و بالانویسها
i | شمارندهی اجزای شیمیایی |
ig | گاز ایدهآل |
j | شمارندهی واکنشها |
g | گاز |
l | مایع |
S | جامد |
T | کل |
1 مقدمه
1-1 معرفی مجتمع پتروشیمی جم
صنعت پتروشیمی در ایران تحولات ودگرگونی های فراوانی داشته است . تحولاتی كه این صنعت عظیم را رفته رفته به صنعت اول كشور تبدیل میكند. صنعت پتروشیمی به عنوان یكی از منابع تامین نیازهای بسیاری از صنایع داخلی ، صدور وتولید فرآورده های خود و منبع مهم ارزآوری و اشتغالزایی برای كشور ، از جایگاه ویژهای برخوردار است . براین اساس در چهار چوب برنامه سوم توسعه اقتصادی كشور، طرحهای پتروشیمی در منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس جنوبی پیش بینی شده است. طرح مجتمع الفین دهم (پتروشیمی جم) یكی از طرحهای برنامه استراتژیک توسعه صنایع پتروشیمی كشور می باشد.
این مجتمع كه در منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس جنوبی قرار دارد شامل واحد های الفین، پلی اتیلن سبك خطی، پلی اتیلن سنگین، پلی پروپیلن هر كدام به ظرفیت 300 هزار تن در سال، واحد منواتیلن گلایكول به ظرفیت 400 هزار تن در سال و دی تری اتیلن گلایكول، جمعاً به میزان 43 هزار تن در سال می باشد.
ضمناً واحدهای آلفا الفین به ظرفیت 200 هزار تن و واحد بوتادین به ظرفیت 130 هزار تن در سال، واحدهای دیگر این مجتمع می باشد.
واحد الفین مجتمع پتروشیمی جم، با ظرفیت یک میلیون و320 هزار تن در سال اتیلن، در حال حاضر بزگترین واحد الفین جهان است. این واحد كه به واحد كراكینگ نیز معروف میباشد از قسمت های مختلفی تشكیل یافته است كه عبارتند از:
- كوره های كراكینگ
- قسمت گرم
- كمپسور گاز، شستشو با كاستیک وخشك كردن
- بازیابی اتیلن و متان زدایی
- جداسازی برش دوکربنه
- جداسازی برش سه کربنه
- جداسازی برش چهار کربنه
- سیستمهای تبرید
- سیستمهای كمكی
- مخازن محصول
خوراك واحد از قسمت های مختلف تهیه می شود كه از طریق چندین خط لوله به واحد ارسال می شود كه به سه دسته تقسیم می گردد:
فرم در حال بارگذاری ...
[دوشنبه 1399-10-01] [ 06:29:00 ب.ظ ]
|