شبیهساری هیدرودینامیکی راکتورهای کاتالیستی

كي...ناميرودي هيدهسازي شبي25 ارتنتقال حرکي و اناميرودي هيدهسازي شبيده ازستفا استي با کاتالي تبديل رآکتورهاي محاسباتيتناميک سيا دي چكيدهک، توزيعناميرودي، هيدستي کاتالي: تبديلدي کليهاي واژه محاسباتيتناميک سياارت، دينتقال حرمت، اقان ا زماد گنجيروست و حميدي مهدي احم زاهدي، م ، سرود* حمديخواه رسول ميزات، گروهند و فناوري تجه توس��عه فرآي مهندسيش��كدهعت نفت، پژوهش��گاه صن پژوه و کنترل فرآيندهاش توسعه پژوه[email protected] سومال بيست و س73 شماره1392 ،25-44 صفحه90/4/10 :اريخ دريافت مقاله ت91/5/17 :يخ پذيرش مقاله تارارتنتقال حرک��ي و اناميرودي هيدهس��ازي شبي دراين پژوهشتناميک سيامک ديستي به ک کاتالي واحد تبديل رآکتورهايم ومنتو، مت بقاي جرمس��ت. معادم شده انجاتي ا محاس��بالمانهاين در ازما طور هماش به اغتشته معاد همرا انرژي بهقامت سيالن ا. توزيع زمام حل شده استيستود س محد حجم رديابق پلهاي��ک تزريده از تکنيس��تفا اين رآکتورها با در ايان درامتر پراکندگي جرست. پارس��ت آمده ا در ورودي به د شده است.س��به و گزارشرسي محاحت برور ت س��ه رآکت هرت رسيدن بهيستم جه قبول در س س��اختاري قابلصحيحات تم شده است.نجاش ظرفيت اس��ب و افزايي منايط جريان ش��را و افزايش��ت در ورودي��ش ظرفي��خص ش��د ک��ه افزاي مشکنواختيهب��ود ي جريان، به به��اي توزيع کننده مقاومته��اي توليدظر گرفتن گرمايظ��ور در ن ميکند. به منمک جري��ان، کاليست که در آنخل حاوي کات در ناحيه متخل يا مصرف ش��دههاي منابعد، ترمپيوندقوع ميادي به و زيياي شيميکنشهاي وايگزين شده است.نرژي جادله ارتي در معاه حرا چش��مه يا چاتفاقلين راکتور ا در اوفت دما عمده اد کهش��ان ميده نتايج نکتورها،يق پوس��ته رايط عا تعويض ش��رامه با. در ادا ميافت��دقي باز عايده اس��تفارسي شدهاند. ايستم برارتي س ش��رايط حر ضريب هدايتقي ب��ا يا عايونيبر عاي��ق کنم��ت دو برا ضخا ميباش��د کهعادل هم مً تقريبا)0/06 W/m. K( ي کمترارت حرتر ميکند. را کميستمارتي از سف حرر يک به نوبه خود ات ه مقدمههاي مختلف در زمينهافزون بشرفتهاي روزمروزه با پيشر اينه از بهستفادهني، دو مبحث ا ماش��يه تكنولوژي و از جملستفاده،ي مورد ار سوختهاوليد بيشت و ت سوخت انرژي وده اس��ت. س��وخت اصلي مورد پيدا کر بيش از پيش نمود که درن ميباش��دمره، بنزير زندگ��ي روزس��تفاده بش��ر د اده از تكنولوژيس��تفا اش��گاهي بايحدهاي پا برخي از واد. در واقع بيشد ميشو توليستي کاتالييزآرايکنشهاي با واستي نفتا کاتالي تبديلحدهاي در وا در دنيادين تولي بنزي% 60 ازنهسازي و بهيهسازي نقطه نظر، شبيد و از اينآينجود مي به و

description

catalyst

Transcript of شبیهساری هیدرودینامیکی راکتورهای کاتالیستی

  • 52 ...

    :

    *

    ri.ipir@rhahkidammahoM

    37

    44-52 2931 : 01/4/09

    : 71/5/19

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    (K .m/W 60/0)

    .

    .

    .

    06 %

  • 62 37

    .

    ( 0003 )

    [1-5].

    .

    .

    .

    [5].

    .

    .

    1

    .

    [6 7].

    .

    .

    .

    .

    .

    .

    :

    (1)

    (mS)

    - .

    :

    (2)

    (3)

    :

    (4)

    F

    ( )

    (DFC) scimanyD diulF lanoitatupmoC .1

  • 72 ...

    5

    .

    (5)

    1 2 3

    .

    [8] .

    -k +y

    03 003 m 100000/0

    [6 7 9-11].

    .

    .

    k

    [21]:

    (6)

    (7)

    G [8]. T

    k . 4

    (1C 2C k)

    [31].

    .

    5

    .

    [31]:

    (8)

    ffek

    [31]:

    (9)

    .

    .

    .

    .

    .

    . .

    .

    .

    .

    .

    .

    ( )

    ( )

    .

    .

    .

  • 82 37

    .

    : 1-

    2- .

    .

    .

    .

    .

    E 1DTR

    .

    [41] .

    .

    .

    .

    (s /3m( V .

    0=t xamC

    petsC t .

    99/99 %

    .

    S

    .

    ( ) .

    petsC F

    .

    F

    E .

    mc 5

    [51].

    mm 88 . 1

    .

    (

    ).

    .

    1

    .

    .

    1 .

    ( ) .

    (" 1 morhC) .

    . 1

    5854813

    .

    2 49 .

    noitubirtsiD emiT ecnediseR .149 tsacneerG .2

  • 92 ...

    yG

    1- ( )

    . 3

    .

    .

    .

    .

    .

    . 2

    4

    .

    .

    [61 71].

    .

    ( 07%) K.gk/Jk

    52421 K.m/W 24553/0 [81].

  • 03 37

    26R -

    rg/2m 002 .

    K.gk/J 567

    K.m/W 31 3m/gk 5793 [91].

    K.gk/J 6401 K.m/W 6332/0

    3m/gk 7/675 [91].

    [61].

    K.gk/J 567 K.m/W 58/1.

    3m/gk 0052 .

    73/0 .

    1

    .

    .

    2- ( 4 5845813 )

    ) m

    s/ (

    (m)1 6/0- 1-8/0-4/0-2/0-02/04/06/08/0

    4

    3

    2

    7

    6

    5

    1

    0

    12345

    .

    . F 77

    K.2m/W 01 .

    01 .

    .

    .

    2 .

    ( 3).

  • 13 ...

    1- [51]

    883514544 (gisP)

    873104234 (gisP)

    000100010001 (F)

    899189119 (F)

    848/51 (F)

    2-

    (3m) (3m/W)

    991860/01080655- ()

    314902/6110857- ()

    721221/923/0827- ()

    17547236/00038488 ()

    44296715/00043732 ()

    3-

    .

    2

    . 2

    .

    [51 02 12].

    52/0

    .

    .

  • 23 37

    (

    )

    .

    4 6 .

    -k .

    73/0 .

    .

    .

    .

    .

    2 .

    .

    F 0001 .

    .

    .

    .

    7 .

    .

    4-

    5-

  • 33 ...

    6-

    7- (gk/J)

    7

    .

    .

    ( 3-4 ).

    .

    ( 8) .

    .

    (

    )

    .

    9 .

    . 9

    .

    .

    .

    .

  • 43 37

    8-

    51025203(m)

    056

    K)

    (

    9-

    0501006

    008

    058

    057

    007

    (

    ) .

    .

    .

    .

    01 .

    . 01

    .

    (

    )

    .

    .

    4 6 . 3

    .

    3

    .

  • 53 ...

    408

    808

    608

    208

    697

    008

    897

    497

    507/0

    297

    097

    097

    505/0 503/0

    018

    038

    505/1 503/1

    037

    017501/1 509/0

    057

    077

    (m)

    K) (

    K) (

    01-

    3 -

    (K)

    (K)

    (%)

    (K)

    (K)

    (%)

    32/596/1273384/1670tes7829/018

    45/170/8872273/0082/0862/9087829/018

    09/094/2087618/90844/0673/7087829/018

    : K 8/68 K 9/81 K 1/3 W

    90976 W 51578 W 464321 2m/W 4651 2m/W

    9651 2m/W 9551 W 888872.

    .

    6%

    .

    K 78 .

    .

    .

    .

    .

    (11-)

    -k .

    .

    .

    .

    F 0001 .

  • 63 37

    ( 11-)

    .

    -k elbazilaeR 1MSR

    .

    (11-) MSR

    03 003 .

    11-

    .

    ledoM ssertS sdlonyeR .1sulp-Y .2

    .

    4 .

    ( )

    MSR .

    4

    2 .

    MSR

    .

    4 -

    sulp-y

    (W)

    (W)

    (W)

    (W)

    988872464321515789097601<

  • 73 ...

    .

    .

    m 1/0

    .

    .

    029 K.gk/J

    K.m/W 60/0 3m/gk

    002 [91].

    . 5

    . 5

    .

    .

    83% .

    21

    ( ).

    .

    . F

    21 31 .

    5 - -k

    (W)

    (W)

    (W)

    (W)

    9888724643215157890976

    779761544474962593804 (01 )

    559761744472762563804 (K.m/W 60.0=k)

    0000

    2 0 (S)

    02 4181 61 21 601 8 40

    500/0

    1-

    10/0

    20/0

    520/0

    510/0

    30/0

    40/0

    540/0

    530/0

    50/0

    2- 3-

    21-

    1

    2

    3

  • 83 37

    F

    0

    1

    501510252

    7/0

    9/08/0

    6/0

    3/0

    5/04/0

    2/01/00

    31- F

    1- 2- 3-

    (S)

    21

    51 .

    .

    .

    (

    ).

    .

    .

    .

    31

    .

    E .

    E

    .

    (eP)

    ( )

    .

    (mt)

    .

    .

    .

    (01)

    DTR

    [41] . (D)

    . D

    1 . L

    u

    .

    E

    .

    A :

    (11)

    r

    DTR

    A .

    dexiM .1

    1

    2

    3

  • 93 ...

    .

    .

    .

    1 .

    [41] .

    6

    . 6

    10/0 .

    .

    .

    [6].

    .

    T

    .

    .

    41 E

    .

    .

    .

    51 /

    .

    .

    6 (2s) 2 )s( t

    ( ) eP( ) ( ) 2

    6018/85311/02102/08204/937399/31

    3594/311470/03731/03501/919497/11

    6060/6561/06572/01/95615785/77

    502 015152

    30/0

    03

    530/0

    0

    10/0

    500/0

    520/0

    500/0-

    510/0

    0

    20/0

    41- E (S)

    E

    2- 1-

    3-

    1

    2

    3

  • 04 37

    502 015152

    50/0

    60/0

    0

    10/0

    40/0

    20/0

    0

    30/0

    (S)

    31

    4

    87

    3154

    51- 3 .

    . 1

    51

    .

    .

    (

    ) s/m 848/51 .

    .

    3 51

    .

    4

    . 7

    .

    s/m 696/13

    .

    . 8

    .

    31

    .

    54 3

    .

    61 .

    7

    .

    4

    .

    .

    .

    31

    .

    .

    .

    13

    4

    8

    54

    31

    7

  • 14 ...

    502 015152

    00

    (S)

    31

    4875431

    30/0

    530/0

    10/0

    500/0

    520/0

    500/0-

    510/0

    0

    20/0

    61- 3 .

    7

    (2s) 2)s( t2( ) eP( ) ( )

    2083/45131/03822/03855/246456/311

    5674/56101/06281/03592/7824766/933

    9335/02520/07840/03805/313456/614

    2218/316730/04270/06323/73450/017

    2313/616130/03160/02685/13580/58

    0241/016890/08771/00410/2234755/2431

    6755/62380/05251/01743/0715883/3354

    04%

    .

    . MSR

    .

    .

    sulp-y

    .

    6 %

    .

    .

    .

    .

    3

    4

    8

    54

    31 71

  • 24 37

    .

    .

    .

    2C 1C: 72C: A : A

    0AC: A AC: A

    D:

    E:

    F: E

    G:

    h:

    j:

    k:

    L:

    p:

    eP:

    r:

    mS: hfS:

    t:

    :

    T:

    u:

    v:

    v:

    x:

    +y:

    ffe:

    f:

    i: i

    r:

    s:

    T:

    x:

    z:

    :

    :

    :

    T: :

    :

    k: :

    :

    : 2

    2:

    :

  • ... 43

    [1]. Padmavathi G. and Chaudhuri K. K., Modeling and simulation of commercial catalytic naphtha reformers,

    Can. J. Chem. Eng., Vol. 75, No. 10, pp. 930-937, 1997.

    [2]. Smith R. B., Kinetic analysis of naphtha reforming with platinum catalyst, Chem. Eng. Prog., Vol. 55, No. 6,

    pp. 76-80, 1959.

    [2]. Fazeli A., Fatemi Sh., Mahdavian M. and Ghaee A., Mathematical modeling of an industrial naphtha reformer

    with three adiabatic reactors in series, Iran. J. Chem. Chem. Eng., Vol. 28, No. 3, 97-102, 2009.

    [3]. Zafar Q., Gevert B. and Von Sivers M., Statistical model for benzene prediction in catalytic reforming, Prepr.

    Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem., Vol. 48, No. 2, 660-661, 2003.

    [4]. Arani H. M., Shirvani M., Safdarian K. and Dorostkar E., Lumping procedure for kinetic model of catalytic

    naphtha reforming, Braz. J. Chem. Eng., Vol. 26, No. 4, 723-732, 2009.

    [5]. Weifeng H., Hongye S., Yongyou H. and Jian C., Modeling, Simulation and optimization of a whole industrial

    catalytic naphtha reforming process on Aspen Plus platform, Chinese. J. Chem. Eng., Vol. 14, No. 5, 584-591,

    2006.

    [6]. Mohammadikhah R., Ziyari A., Behjat Y., Ahmadi-Marvast M., Ayazi M. and Nikbakht M., Removing mal-

    distribution through a radial-flow fixed bed reactor using CFD, 6th Int. Chem. Eng. Cong., 16-20 November, Kish

    Island, Iran, 2009.

    [7]. Mohammadikhah R., Behjat Y., Ahmadi-Marvast M. and Nikbakht M, Ganji H., CFD application in capacity

    enhancement of naphtha catalytic reforming unit of Tehran refinery, 14th Int. Oil. Gas. Petro. Cong., 19-20 may,

    Tehran, Iran, 2010.

    [8]. Ranade V. V., Computational flow modeling for chemical reactor engineering, Vol. 5, Academic Press., Lon-

    don, UK, 2002.

    . . . . . . ]9[

    CFD

    .1390

    [10]. Mohammadikhah R., Ganji H., Ahmadi-Marvast M. and Zahedi Abghari S., Turbulence model inspection for

    hydrodynamics of naphtha catalytic reactors, 7th International Chemical Engineering Congress & Exihibition, 21-

    24 November, Kish Island, Iran, 2011.

    [11]. Mohammadikhah R., Zahedi Abghari S., Ahmadi-Marvast M. and Ganji H., CFD simulation of catalytic naph-

    tha reforming process, 7th International Chemical Engineering Congress & Exihibition, 21-24 November, Kish

    Island, Iran, 2011.

    [12]. K.A. Hoffmann, S.T. Chiang, Computational fluid dynamics, 4th Ed, Engineering Education SystemTM, Wich-

    ita, USA, 2000.

    [13]. FLUENT.6.3 User's Guide, FLUENT. Inc, USA, 2006.

    [14]. Levenspiel O., Chemical reaction engineering, 2nd Ed, Wiley & Sons, New York, 1972.

    [15]. Library of Tehran Refinery, Unifiner-Platformer manual: PFD No. RD-2-002, RD-202-4251, RD-202-4252,

  • 73 44

    RD-203-4253, 2009.

    [16]. ANH Refractories Europe Ltd, www.anheurope.co.uk, 22.2.2010.

    [17]. Nayyar I., Mohinder L., Piping Handbook, 7th Ed, Mc Graw Hill, New York, 2000.

    [18] Reid R. C., Prausnitz J. M., and Sherwood T. K, The properties of gases and liquids, 3rd Ed., Mc Graw-Hill

    Inc., pp.108-109, 1977.

    [19]. Perry R. H. and Green D. W., Perrys chemical engineering handbook, 7th Ed, Mc Graw-Hill Inc., New York,

    1997.

    [20]. Stijepovic M. Z., Ostojic A. V., Milenkovic I. and Linke P., Development of a kinetic model for catalytic reform-

    ing of naphtha and parameter estimation using industrial plant data, Energy & Fuel. J., Vol. 23, No. 6, pp.979-983,

    2009.

    [21]. Taskar U., Modeling and optimization of a catalytic naphtha reformer, Ph.D. Thesis, Texas Tech. University,

    USA, 1996.