عنوان پایان‌نامه
مدل سازی ریاضی و شبیه سازی فرایند مداوم کاتالیستی رفورمینگ نفتا در بسترهای متحرک و تهیه بسته نرم افزاری
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 999.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47953
- تاریخ دفاع
- ۰۳ اسفند ۱۳۸۹
- دانشجو
- بهنام تقوی بقالی
- استاد راهنما
- شهره فاطمی
- چکیده
- در پروژه¬ی حاضر فرآیند رفرمینگ کاتالیستی نفتا در شرایط مداوم در بسترهای متحرک برای واحد تجاری رفرمینگ نفتای صنعتی، مدلسازی و شبیه¬سازی شده است. شبیه¬سازی این فرآیند در سه بخش: تعیین مشخصات خوراک نفتا با مدل لامپ، بسترهای چهارگانه¬ی کاتالیستی در شرایط متحرک و مرحله¬ی احیای کاتالیست انجام شده است. خوراک واحد بر اساس منحنی تقطیر (ASTM)، چگالی و جرم مولکولی خوراک به پنج گروه سیکلوهگزان، سیکلوپنتان، پارافین، ایزوپارافین و آروماتیک¬های شش تا نه کربنی تقسیم می¬شود. مدل فرآیند رفرمینگ در چهار راکتور بستر متحرک در جهت شعاعی بستر توسعه یافته و با استفاده از مدل¬های سینتیکی ارائه شده در مراجع شبیه¬سازی گردیده است. در نتیجه ترکیب محصول مایع (ریفرمیت)، گازهای سبک (LPG)، توزیع دما، افت فشار و پروفایل تشکیل کک در خروجی راکتور واحد تبیین شده است. شبیه¬سازی بستر احیای کاتالیست نیز به صورت مداوم انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه¬سازی در راکتورها و واحد احیا با مقادیر تجربی از مطابقت خوبی برخوردار است، به طوری که عدد اکتان و بازده ریفرمیت با خطای نسبـی به ترتیب 3% و 5/4% نسبت به مقادیـر واقعی حاصل می¬شود. همچنین بهینه¬سازی پارامترهای عملیاتی شامل دما، فشار و نسبت هیدروژن به هیدروکربن ورودی برای رسیدن به بیشترین میزان بازده ریفرمیت و عدد اکتان در واحد رفرمینگ با استفاده از راکتورهای سه¬تایی و چهارتایی در مقایسه با یکدیگر انجام شده است. در نتیجه در صورت استفاده از سه راکتور به جای چهار راکتور، دمای ورودی هر یک از راکتورها افزایشی در حدود 18 کلوین خواهد داشت. از شبیه¬ساز حاضر می¬توان برای پیش¬بینی نتایج حاصل از تغییر ترکیب درصد خوراک و شرایط عملیاتی واحد در بهینه سازی واحدهای مشابه با 95% اطمینان استفاده کرد. کلمات کلیدی: رفرمینگ کاتالیستی نفتا، شبیه¬سازی، بهینه¬سازی، بسترهای متحرک، احیای کاتالیست
- Abstract
- The process of catalytic naphtha reforming has been studied, modeled and simulated in the present project in terms of continuously moving bed in the industrial naphtha reforming unit. Simulation of the process has been carried out in three sections: Characterization of the feed by a lumped model, modeling the catalytic moving bed reactions in four reactors and continuous regeneration of the catalyst. The Feed was splitted to the hydrocarbon species based on distillation curves (ASTM), density and molecular weight of the feed in five groups of cyclohexanes, cyclopentanes, normal paraffins, isoparaffins and aromatics, from six to nine carbon content. Reforming process developed for radial direction in the four moving beds and simulated using the kinetic models presented in the literature. As a result of reforming simulation; the liquid product (reformate) and its composition, light gases (LPG), distribution of temperature of the beds, pressure and the profile of the formed coke were indicated. The results of the catalyst recovery section were determined for the continuous coke removal, temperature profile and the gaseous products by simulation of the catalyst regenerator. Both simulation results were in good agreement with industrial data. The RON and reformate yield of the model were achieved to the real results with 3% and 4.5% relative error, respectively. Optimization of the operating parameters including temperature, pressure and hydrogen to hydrocarbon ratio was conducted for a unit with three and four beds by the model to achieve to the highest reformate yield and RON. It was concluded that using three reactors instead of four, required around 18k increase in the inlet temperature of the reactors to approach to the same industrial target of RON and yield of reformate. The present simulator could be an appropriate tool for prediction of the optimal conditions before performing any changes in industrial scale for prediction of the outlet yield and octane number of reformate with 95% certainty. Keywords: Reforming, simulation, Optimization, Industrial moving bed
