مروری بر مدل سازی و بهینه سازی واحد شکست کاتالیستی بستر سیال

نوع مقاله: مروری

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی فومن، پردیس فنی دانشگاه تهران

2 دانشکده فنی فومن ، دانشگاه تهران

3 پژوهشگاه صنعت نفت، پژوهشکده توسعه فرآیند و فناوری تجهیزات، گروه پژوهش توسعه و کنترل فرآیندها

چکیده

فرآیند شکست کاتالیستی بستر سیال یکی از مهمترین فرآیندهای پالایشگاهی است که خوراکهای هیدروکربنی سنگین را به محصولات سبکتر تبدیل میکند. به دلیل اهمیت بالای این فرآیند، محققان زیادی جنبه های مختلف این فرآیند را مورد بررسی قرار دادند. در این مقاله مرور جامعی بر مطالعات مربوطه انجام شده است. تمرکز اصلی این بررسی روی سه دسته اصلی شامل شبکه های سینتیکی، مدلسازی پایا و ناپایا و بهینه سازی فرآیند است. مرور تحقیقات از سال 1970 نشان می دهد که بررسیهای سینتیکی اساساً بر اساس روش توده ای بودند که در آن مخلوط واکنش با طبقه بندیهای مختلف به گروههای اصلی تقسیم می شود که ممکن است بر اساس تعداد کربن گونه ها یا نوع اجزاء تعریف شود. تعداد توده های مربوطه به طور عمده از 3 تا 19 توده محدود میشدند. علاوه بر این در مدلسازی فرآیند معمولاً دو تجهیز اصلی شامل بالابرنده راکتور و احیاءکننده در نظر گرفته شده اند. مدلهای اولیه ی احیاءکننده شامل مدلهای احیاءکنندهی تک فازی، تماس ساده با جریان لوله ای و واکنشهای پراکندگی با مخزنهای سری در مطالعات در نظرگرفته شده اند. همچنین مطالعات مختلفی بهمنظور در نظر گرفتن تجهیزات بیشتر انجام شد. همچنین در برخی از مطالعات استفاده از معادلات مومنتم علاوه بر معادلات جرم و انرژی در احیاءکننده نیز در نظر گرفته شد که چالش اصلی در توسعه ی مدل مربوطه تعیین پارامترهای مورد استفاده بود. بررسی تاثیر دمای کاتالیست ورودی و نسبت کاتالیست به نفت نیز در تحقیقات دیگر انجام شده است. بهینه سازی فرآیند نیز معمولاً در شرایط پایا بوده است و بهینه سازی دینامیکی کمتر استفاده شده است. الگوریتمهای مختلفی از جمله ژنتیک و ازدحام ذرات مورد بررسی و مقایسه قرارگرفتند. مشاهده شد که الگوریتم ازدحام ذرات از الگوریتم ژنتیک ساده تر تنظیم میشود و کار کردن با آن راحت تر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات