عنوان :
شبيهسازي سينتيكي راكتور هيدروكراكينگ واحد آيزوماكس پالايشگاه اصفهان براساس مدلسازي تودهاي پيوسته
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 69 ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
ارجمند مهرباني
توصيفگر ها :
هيدروكراكينگ , مدلسازي سينتيكي , مدل تودهاي پيوسته , شبيه سازي , گازوئيل خلاء
استاد داور :
احمد محب، عطاالله ساري
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/01/22
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/01/23
چكيده فارسي :
مدلسازي سينتيكي و شبيه سازي فرآيند هيدروكراكينگ در اين پژوهش به روش تودهاي پيوسته انجام شد. مطالعه موردي اين پژوهش گازوئيل خلاء توليدي واحد تقطير پالايشگاه اصفهان است، كه در راكتورهاي واحد آيزوماكس پالايشگاه اصفهان تحت واكنش هيدروكراكينگ قرار ميگيرد. مدلسازي تودهاي پيوسته براساس دادههاي دماي نقطه جوش خوراك و تبديل آن به دماي بي بعد با استفاده از تابع توزيع مياني واكنشپذيري انجام شد. در ابتدا تعداد تقسيمات شبه جزءها در مدل تودهاي، با توجه به برقراري شرطهاي مدل انتخاب شد و پس از بهينه سازي مورد تحليل حساسيت قرار گرفت. توزيع غلظت اجزاي محصول اصلي واحد آيزماكس، گازوئيل توليدي، با استفاده از تعداد تقسيمات بهينه در زمان ماند 44/0 ساعت محاسبه شد. مدل تودهاي در محيط نرم افزاري MATLAB 2016 شبيهسازي گرديد. روند حل ارائه شده به وسيله زمان اجراي حل آن پيوسته مورد بررسي قرار گرفت تا سرعت عمل و كارايي آن مشاهده شود. سپس بهينهسازي چند بعدي مدل تودهاي پيوسته براساس كمينه كردن مجموع مربعات اختلاف كسر وزني پيشبيني شده محصول هيدروكراكينگ و دادههاي واقعي واحد عملياتي انجام گرفت و مقدار بهينه مشخصههاي موقعيت نقطه بيشينه در منحني تابع توزيع مياني واكنش پذيري، اندازه شبه تركيبات، شكل اوليه نمودار كسر وزني بر حسب دماي بدون بعد و سرعت شكست شبه تركيبي با بيشترين ميزان واكنش پذيري تعيين شدند. تحليل حساسيت اين مشخصهها براي محصولات توليدي واحد آيزوماكس پالايشگاه اصفهان صورت گرفت. اين تحليل نشان داد كه مشخصههاي موقعيت نقطه بيشينه در منحني تابع توزيع مياني واكنشپذيري و شكل اوليه نمودار كسر وزني بر حسب دماي بدون بعد اثر چنداني بر تركيب درصد وزني پيش بيني شده محصول خروجي ندارند، در حالي كه مشخصههاي اندازه شبه تركيبات و سرعت شكست شبه تركيبي با بيشترين ميزان واكنش پذيري نقش تعيينكنندهتري در تغييرات درصد وزني دارند. در نهايت با استفاده از مقدار بهينه مشخصههاي مدل، مقايسه تركيب درصد وزني پيش بيني شده مدل با تركيب درصد وزني واقعي گازوئيل توليدي واحد آيزوماكس نشان داد كه شرط فيزيكي اصلي در مدل برابري مجموع كسرهاي وزني پيش بيني شده با يك و مقدار ضريب خطا (درجه رگرسيون R2) برابر با0.7617 است. برقراري اين شرط فيزيكي مهم مشخص كرد روش تودهاي پيوسته براي پيش بيني محصول واكنش هيدروكراكينگ كارايي به نسبت مناسبي دارد.
چكيده انگليسي :
Kinetic modeling and simulation of hydrocracking process in this study was performed by continuous lump method. The case study of this research is vacuum gas-oil produced by Isfahan refinery distillation unit, which is subjected to hydrocracking reaction in the reactors of Isomax unit of Isfahan refinery. Continuous lump modeling was performed based on feed temperature boiling point data and its conversion to dimensionless temperature using the reactivity intermediate distribution function. First, according to the model conditions the number of pseudo-component divisions in the lump's model was selected and after optimization, the sensitivity analysis was done. The concentration distribution of the components of the main product of Isomax unit, produced diesel, was calculated using the number of optimal divisions in the residence time of 0.44 hours. The lump model was simulated in MATLAB 2016 software environment. The proposed solution process was continuously evaluated by the execution time of the solution to observe its operation's speed and efficiency. Then, the multidimensional optimization of the continuous lump model was performed based on minimizing the sum of squares of the predicted weight fraction difference of the hydrocracking product and the actual data of the operating unit; furthermore, The optimal value of the maximum point position characteristics in the curve of the intermediate distribution function of reactivity, The size of pseudo-components, Initial shape of weight fraction diagram in terms of dimensionless temperature and And pseudo-component cracking rates with the highest reactivity were determined. Sensitivity analysis of these characteristics was performed for the products of Isomax unit of Isfahan refinery. This analysis showed that the characteristics of the maximum point position in the curve of the intermediate distribution function of reactivity and the initial shape of the weight fraction diagram in terms of dimensionless temperature have little effect on the predicted weight percentage composition of the output product, while the pseudo-component size and pseudo-component cracking rates characteristics of Pseudo-compounds with the highest reactivity have a more decisive role in weight percentage changes. Finally, using the optimal value of the characteristics of model, comparing the predicted weight percentage combination of the model with the actual weight percentage of diesel produced by the Isomax unit showed that the main physical condition in the model is the sum of the predicted weight fractions with an error value (R2), which is equal to 0.7617. Establishing this important physical condition proved that the continuous lump method is relatively efficient for predicting the product of the hydrocracking reaction.
استاد راهنما :
ارجمند مهرباني
استاد داور :
احمد محب، عطاالله ساري