تحصيلات تکميلي

نام و نام خانوادگي : افشين بهروزي

دانشکده : فني و مهندسي

استاد راهنما : دکتر محمدصادق حاتمي پور

تاريخ دفاع : 10/12/87

رشته و گرايش : مهندسي شيمي

استاد مشاور : دكتر امير رحيمي

مدل سازي رياضي و شبيه ‌سازي فرآيند كك‌زدايي کاتاليست در راکتورهاي واحد هيدروکراکر پالايشگاه بندرعباس و تهيه نرم‌ افزار كاربردي آن

چکيده

با استفاده از قوانين بقاء و مشخصات و قوانين فيزيکي موجود و همراه با اطلاعات مربوط به سينتيک واکنش‌هاي کک‌سوزي، يک مدل رياضي ديناميک براي فرآيند کک‌سوزي در راکتورهاي واحد هيدروکراکر بدست آمده است. با توسعه نرم‌افزاري کارآمد با قابليت رسم نمودارهاي مفيد جهت بررسي فرآيند کک‌سوزي، علاوه بر درك علمي فرآيند، قابليت پيش‌بيني و بهينه‌سازي براي محققين و مهندسين فرآيند فراهم شده ‌است. مدل رياضي با توجه به فيزيک مسأله يک بعدي و ناپايا در راستاي طول راکتور مي‌باشد. براي واکنش شيميايي، از سينتيک سوختن کک استفاده شده ‌است. حل معادلات مدل بصورت همزمان با روش عددي تفاضل محدود انجام پذيرفته ‌است. از داده‌هاي صنعتي فرآيند واقعي احياي کاتاليست براي شبيه‌سازي مدل و نرم افزار بکار رفته است. در اين تحقيق، يک واحد هيدروکراکر با چهار بستر کاتاليستي با ابعاد و کاتاليست هاي مختلف که نسبت به هم در حالت سري قرار گرفته‌اند، درنظر گرفته شده است. بدست آمدن سرعت واکنش براي اين سيستم واقعي، يکي از نتايج شبيه‌سازي انجام شده است. از داده‌هاي صنعتي ديگر، براي بررسي صحت مدل شبيه سازي شده استفاده گرديده است.

مدل شبيه‌سازي شده براي مطالعه پارامتريک سيستم احياي کاتاليست بکار رفته است. پارامترهاي تأثيرگزار در فرآيند احياي کاتاليست، غلظت اکسيژن، مقدار جريان، و دماي گاز ورودي هستند. با استفاده از نرم افزار، تأثير تغيير پارامترهاي عملياتي بر روي فرآيند به خصوص تغييرات دما و زمان پايان فرآيند احيا بررسي شده است. رفتار راکتور چهار بستري واحد هيدروکراکر در اين تحقيق مورد مطالعه قرار گرفته و نمودارهاي تغييرات دما، و سرعت مصرف اکسيژن نسبت به زمان و نيز در طول چهار بستر کاتاليستي راکتور، بطور همزمان مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. با استفاده از نتايج مدل و درنظرگرفتن محدوديت‌هاي عملياتي، پارامترهاي مناسب كه شامل دما، سرعت، و غلظت اكسيژن گاز ورودي به راكتور مي‌باشند، براي فرآيند احياي کاتاليست بدست آمده اند. همچنين با شناخت بهتر رفتار فرآيند كك‌سوزي، پيشنهادات مفيدي در جهت توسعه سيستم ارائه گشته است.

واژه‌هاي کليدي: مدل‌سازي، راکتور، هيدروکراکر، کک‌سوزي، احيا، سرعت واکنش