با عنوان : شبیه سازی و بهینه سازی راکتورهای شکست حرارتی پتروشیمی آبادان

در ادامه مطلب می توانید صفحات ابتدایی این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

گرایش: مهندسی شیمی – طراحی فرآیند

عنوان:

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

شبیه سازی و بهینه سازی راکتورهای شکست حرارتی پتروشیمی آبادان

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

اختصار:

شکست حرارتی هیدروکربن ها برای تولید اولفین در کوره های بزرگ شکست گاز، شامل کویل های راکتور به گونه موازی، انجام می گردد. شبیه سازی و طراحی این کویل ها نیاز به مدل سینتیکی برای پیش بینی محصولات دارد. مدل مولکولی واکنش یکی از انواع مدل ها و مکانیسم هایی می باشد که برای سینتیک واکنش شکست حرارتی به کار می رود. در اینجا از مدل مولکولی واکنش به همراه مدل واکنش کک برای شبیه سازی فرایند شکست حرارتی پروپان پروپان – پروپیلن با درصد کم پروپیلن بهره گیری شده می باشد. در مدل واکنش کک اثر جنس سطح و رقیق کننده با آغازگر اتیلن و پروپیلن مقصود شده می باشد، که تاثیر آغازگر اتیلن بیشتر از پروپیلن تعیین شده و این برخلاف گزارشات ارائه شده توسط ساندارام و فرومنت می باشد. با وارد کردن معادلات سینتیکی واکنش، در مدل ریاضی راکتور شکست حرارتی و حل همزمان مدل با مدل کک در شرایط عملیاتی راکتور و زمان های عملیاتی مختلف، دستگاه معادلات دیفرانسیل با روش رانگ – کاتا مرتبه 4 حل و نتایج شبیه سازی و توزیع محصولات در محدوده دمایی 600 تا 840 درجه سانتی گراد و فشار خروجی 1.2 تا 2 اتمسفر با تاثیرات دمای خروجی کویل و فلاکس حرارتی گزارش شده می باشد. با در نظر داشتن تاثیر بالای فلاکس حرارتی در درصد تبدیل وزنی محصولات خروجی از راکتور، با متغیر گرفتن فلاکس حرارتی، مدل کنترل بهینه راکتور شکست حرارتی با روش اولر تجزیه شده و مدل برنامه ریزی غیرخطی (NLP) به روش گرادیان کاهش یافته حل شده می باشد. که پروفایل توزیع فلاکس حرارتی در طول راکتور با هدف ماکزیمم تولید اتیلن گزارش شده می باشد. در بخش دیگری تاثیر اضافه کردن تا 5 درصد پروپیلن در خوراک پروپان مطالعه شده و نتایج آن به دست آمده می باشد. در نهایت مدل راکتور شکست حرارتی با انتخاب تابع سود به عنوان تابع هدف برای دو خوراک پروپان و پروپان – پروپیلن به دست آمده و دبی خوراک های بهینه و جریان برگشتی بهینه تعیین می گردد. مدل این مساله، یک مدل برنامه ریزی خطی (LP) می باشد که با روش سیمپلکس (simplex) حل شده می باشد. برنامه این مدل در محیط نرم افزار GAMS برنامه نویسی شده که این برنامه برای بهره گیری از خوراک های بیشتر نیز قابل تعمیم می باشد.

مقدمه:

شکست حرارتی یک فرایند گرماگیر می باشد که در کویل های بلندی که در کوره شکست قرار می گیرد، انجام می گردد. کوره شکست شامل دو بخش جابجایی و تشعشع می باشد. خوراک هیدروکربن و بخار رقیق کننده در دمای 600 تا 650 درجه سانتی گراد در بخش جابجایی کوره پیش گرم شده و وارد کویل در بخش تشعشع کوره می گردد. در کویل حرارتی دمای گاز فرایند از 600 تا 650 درجه سانتی گراد به 840 درجه سانتی گراد می رسد. فشار خروجی از 1.2 تا 2 اتمسفر و زمان ماند کمتر از یک ثانیه می باشد. معمولاً کوره شامل چند کویل به گونه موازی می باشد که با در نظر داشتن ظرفیت فرایند تعداد کویل ها و کوره متفاوت می باشد. کوره های شکست حرارتی برای ظرفیت های بالایی از محصولات طراحی می گردد به طوری که افزایش ناچیزی در محصولات مطلوب سود فراوانی را نصیب تولید کننده می کند. به همین خاطر کوشش در آن می باشد که ماکزیمم تولید اتیلن و پروپیلن در شرایط عملیاتی مطلوب حاصل گردد. برای مطالعه و افزایش تولید و بهینه سازی فرایند شکست حرارتی، لازم می باشد فاکتورهای محدود کننده و کاهش راندمان فرایند، شناسایی و راه های رفع موانع مورد مطالعه و مطالعه قرار گیرد. یکی از پدیده های مهم در فرآیندهای شکست حرارتی هیدروکربن ها، تشکیل و نشست کک بر روی تجهیزات فرآیندی می باشد. این امر باعث کاهش زمان فعالیت واحد می گردد. پدیده تشکیل کک در واکنش های شکست حرارتی در دمای بالا اتفاق می افتد و با در نظر داشتن نتایج آزمایشگاهی، طراحی این گونه واحدها براساس در نظر گرفتن حداکثر مقدار دوره عملیاتی واحد می باشد اقدام کک زدایی باعث متوقف شدن تولید خواهد گردید که این منجر به زیان برای تولید کننده می گردد. به همین علت مطالعه کک و مکانیسم نشست و رشد آن بر روی جداره داخلی تجهیزات فرآیندی ضرورت پیدا می کند. در این پژوهش شبیه سازی راکتور شکست حرارتی پروپان و مخلوط پروپان – پروپیلن با مکانیسم واکنش مولکولی و با در نظر گرفتن تاثیر کک انجام شده می باشد. از عوامل مهم و تاثیرگذار بر فرایند شکست حرارتی، می توان دبی خوراک و فلاکس حرارتی را نام برد. با در نظر داشتن تاثیر بالای فلاکس حرارتی بر عملکرد راکتور و توزیع محصولات، بخشی از این مجموعه به این موضوع اختصاص داده شده می باشد.

یکی از مسائلی که در فرایند شکست حرارتی به آن برخورد می کنیم وجود محصولاتی می باشد که در بعضی مواقع (مانند متوقف شدن بعضی تجهیزات فرایندی) سوزانده می گردد. یکی از این نوع محصولات، محصول پروپان – پروپیلن خروجی از برج جداساز می باشد که می تواند به عنوان خوراک برای راکتور شکست حرارتی بهره گیری گردد. برای تحلیل این مساله لازم می باشد تاثیر اضافه کردن پروپیلن در خوراک پروپان مطالعه شده و نتایج خروجی این نوع خوراک به همراه نتایج خروجی با خوراک پروپان به دست آید. در نهایت بایستی مدل برنامه ریزی خطی کوره شکست با انتخاب تابع سود به عنوان تابع هدف، حل گردد. برای رسیدن به این اهداف مراحل زیر طی شده می باشد.

مروری بر تحقیقات انجام شده.

تعیین مدل واکنش مولکولی برای شکست حرارتی پروپان و پروپان – پروپیلن.

تعیین مدل سینتیکی و ضخامت تشکیل کک برای خوراک پروپان و پروپان – پروپیلن.

حل دستگاه معادلات دیفرانسیل با روش رانگ – کاتا مرتبه چهار.

مطالعه تاثیر اضافه کردن پروپیلن در خوراک پروپان، نسبت بخار رقیق کننده، دبی خوراک و دمای خروجی کویل بر توزیع محصولات.

تعیین ضخامت کک در طول راکتور در زمان های مختلف عملیات واحد.

تعیین فلاکس حرارتی بهینه برای راکتور شکست حرارتی پروپان با شبیه سازی و حل مساله کنترل بهینه به روش اولر و گرادیان کاهش یافته.

تعیین دبی خوراک های بهینه برای کوره شکست حرارتی پروپان و پروپان – پروپیلن با حل مدل برنامه ریزی به روش سیمپلکس (Simplex).

مجموعه حاضر، شامل 7 فصل و 3 پیوست به همراه یک بخش بحث و پیشنهادات می باشد. که سه فصل آخر اختصاص به شبیه سازی، بهینه سازی، کنترل بهینه و نتایج دارد.

تعداد صفحه : 206

قیمت : شش هزار تومان

 

***

—-

پشتیبانی سایت :        ———-        [email protected]

دیدگاهتان را بنویسید