مدلسازی ریاضی و شبیه سازی ریفرمر متان با بخار آب

ریفرمر بخار یکی از بخشهای کلیدی واحدهای پالایشگاهی و پتروشیمی است. هم اکنون دانش فنی این واحد از شرکت های خارجی مانند لورگی و کلاگ با هزینه هنگفت خریداری می شود. مدلسازی ریاضی یکی از راههای کم هزینه جهت بررسی دقیق فرآیند است که کمک به تدوین دانش فنی و بی نیاز شدن از کشورهای خارجی می کند. محصول واحد ریفرمینگ، هیدروژن و مونوکسید کربن است.مخلوط این دو گاز، گاز سنتز، خوراک بسیاری از واحدهای صنایع پتروشیمی مانند سنتز فیشر تروپش، تولید آمونیاک و متانول است. هیدروژن خود نیز به تنهایی در واحدهای پالایشگاهی مانند هیدروکرکینگ و فرآورش هیدروژن استفاده می شود. علاوه بر این، بتازگی استفاده از هیدروژن به عنوان خوراک پیلهای سوختی جهت تولید سوخت تمیز اهمیت فراوانی یافته است. در این پروژه مدلسازی ریاضی لوله های کاتالیستی بخش تشعشع ریفرمر که واکنش ریفرمینگ در آنها صورت می گیرد، انجام شده است. مدل بکار برده شده یک بعدی ناهمگن بوده که هم کاتالیست و هم بستر پر شده را در بر می گیرد. در نهایت پروفایل تغییرات خصوصیات ترمودینامیکی دما، فشار و درصد ترکیب اجزاء در داخل لوله های راکتور و در جریان خروجی از ریفرمر بدست آمده است. در ادامه پارامترهایی چون نسبت مول های بخار آب به تعداد مول کربن، نرخ تشکیل کربن، فلاکس حرارتی رسیده از مشعلها به لوله های کاتالیستی و اثر این پارامترها روی عملکرد راکتور و میزان تبدیل خوراک بررسی شده است.