تحلیل انرژی و اکسرژی یک واحد صنعتی احیاء کاتالیست

در تحقیق حاضر فرآیند دینامیک کک¬سوزی و احیاء کاتالیست مورد استفاده در رآکتور واحد هیدروژن زدایی از جریان پارافین تحت مدل¬سازی ریاضی و تحلیل انرژی و اکسرژی قرار گرفته است. بدین منظور به کمک قوانین بقا و معادلات حاکم بر عملکرد رآکتور چندلوله¬ای شامل معادلات بقاء جرم و انرژی برای فاز گاز و جامد، استخراج و به روش عددی تفاضلات محدود حل گردید. فرآیند کک¬سوزی مورد نظر شامل دو مرحله گرمایش و تخلیه اولیه و کک¬سوزی می¬باشد. نتایج حاصل از مدل ریاضی توسعه داده شده در دو مرحله یاد شده با داده¬های مربوط به واحد نیمه صنعتی و صنعتی موجود در شرکت سرمایه¬گذاری صنایع شیمیایی ایران(lab)، مقایسه و دقت نتایج مدل مورد ارزیابی قرار گرفته است. پس از بررسی صحت نتایج مدل، تأثیر پارامترهای عملیاتی مختلف شامل دبی، دما و ترکیب درصد هوای ورودی بر عملکرد رآکتور مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور مدل¬سازی فرآیند کک¬سوزی نیاز به رابطه سرعت واکنش کک¬سوزی بود که این مهم با کمک داده¬های پایلوت بدست آمده در شرکت یاد شده و با برازش این داده¬ها بدست آمد. طی این مرحله رابطه¬ی سرعت واکنش و پارامترهای آن شامل انرژی فعال¬سازی فرآیند بدست آمد. در مرحله دیگر این تحقیق عملکرد انرژی و اکسرژی رآکتور کک¬سوزی در هر دو مرحله عملیاتی بر اساس نتایج میکروسکوپیک مدل توسعه داده شده، مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین فرآیند کلی واحد احیاء کاتالیست براساس منطق عملیاتی مورد نظر طراحی گردیده و پس از طراحی تجهیزات مورد نیاز به کمک نرم افزار aspen plus عملکرد واحدهای مختلف آن در مراحل عملیاتی مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج این بخش نشان می¬دهد که در رآکتور مورد بحث، با استفاده از متغیرهای عملیاتی مناسب می¬توان طول دوره کک¬زدایی را به میزان 4 ساعت کاهش داد. همچنین با اعمال تغییراتی در متغیرهای عملیاتی واحدهای فرآیندی چرخه¬ی احیاء، اتلاف اکسرژی کل حداقل به میزان20 درصد کاسته خواهد شد.