شبیه سازی راکتور پیرولیز پروپان به روش CFD – شیمی

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی شیمی
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:168
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

شبیه سازی راکتور پیرولیز پروپان به روش CFD – شیمی

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

۱ چکیده

مقدمه ۲

فصل اول: صنعت پتروشیمی
۱-۱- صنعت پتروشیمی ۶
۱-۱- ۱-صنعت پتروشیمی در ایران ۷
۱-۲- مجتمع های پتروشیمی ۸
۱-۳- مواد اولیه صنعت پتروشیمی ۱۷
۱-۵-۱- تولید اولفین ها ۲۳
۴-۱ بررسی فرآیند پیرولیز ۲۷
۱-۴-۱- کوره و راکتور شکست حرارتی ۲۷
۱-۴-۲- بخش بازیابی انرژی ۳ ۳
۱-۴-۳- تخلیص جریان محصولات خروجی ۳۵
۱-۴-۴- تراکم ، گوگرد زدایی و خشک کردن ۳۵
۱-۶- پارامترهای مهم عملیاتی ۳۸
۱-۶-۱- بخار رقیق کننده ۳۸
۱-۶-۲- فشار ۴۰
۱-۶-۳- سرعت جرمی ۴۱
۱-۷- عوامل موثر بر دیواره راکتور ۴۱
۱-۸- تشکیل کک ۴۴
۱-۹- مکانیزم تشکیل کک ۴۹
۱-۱۰- راکتورهای لوله ای با قطر متغیر (Swaged Reactors)ص ۵۴

فصل دوم : مدلسازی راکتور پیرولیز پروپان
۲-۱- مدل سینتیکی ۵۸
۲-۱-۱- تعیین پارامترهای سینتیکی ۶۲
۲-۱-۲- سینتیک تشکیل کک ۶۶
۲-۲- مدل سازی ریاضی ۷۱
۱-۲-۲ پیوستگی جرم ۷۱
۲-۲-۲- پیوستگی انرژی ۷۳
۳-۲-۲ پیوستگی مومنتوم ۷۸
فصل سوم : شبیه سازی به کمک روش CFD
۳-۱- متدهای پیشگویی ۸۲
۳-۱-۱- امتیازات یک محاسبه تئوری ۸۳
۳-۲- CFD چیست ؟ ۸۵
۳-۳- چگونگی عملکرد یک برنامه CFDص ۸۶
۳-۴- توانایی های نرم افزار FLUENTص ۹۰
۳- ۵-آشنایی کلی با نرم افزار و قابلیت های آن ۹۱
۳-۵- ۱-مقدمه ۹۱
۳-۵-۲- قابلیتهای برنامه ۹۲
۳-۵-۳- دید کلی از نرم افزار FLUENTص ۹۳
۳-۶- توپولوژی شبکه ۹۴
۳-۶-۱- مثالهایی از توپولوژی شبکه های قابل قبول ۹۵
۳-۶-۲- انتخاب نوع شبکه مناسب ۹۶
۳-۷- چشم اندازی از مدل های فیزیکی بکار رفته در FLUENTص ۹۷
۳-۷-۱- معادلات مومنتوم و پیوستگی ۹۸
۳-۷-۲- معادلات بقای مومنتوم ۹۸
۳-۷-۳-انتقال حرارت ۹۹
فصل چهارم : شبیه سازی راکتور پیرولیز توسط نرم افزار
مقدمه ۱۰۲ ۴-۱- هندسه راکتور ۱۰۲
۴-۲- شبکه بندی (مش بندی ) راکتور ۱۰۳
۴-۳- مشخصات راکتور پیرولیز پروپان ۱۰۴
۴-۴- روشهای حل عددی توسط FLUENTص ۱۰۷

فصل پنجم : بحث و نتیجه گیری
نتایج و بحث ۱۱۱

نتیجه گیری ۱۲۶

پیشنهادات ۱۲۶

پیوست
متن برنامه UDF به زبان C جهت شبیه سازی در نرم افزار ۱۲۸

منابع و ماخذ
۱۳۲ منابع فارسی
۱۳۳ منابع لاتین چکیده انگلیسی ۱۳۹

چکیده
تبدیل هیدروکربنهای اشباع پارافینی به هیدروکربنهای غیر اشباع آلیفاتیکی و آروماتیکی از جمله مهمترین فرآیندهای پتروشیمی محسوب میشود.در این پروژه فرآیند شکست حرارتی(پیرولیز) پروپان در یک راکتور صنعتی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) شبیه سازی شده است.مدل مورد استفاده در این پروژه شامل یک راکتور لوله ای به طول ۹۵ متر میباشد.مدل سینتیکی استفاده شده ،مدل مولکولی شامل ده واکنش شکست به همراه واکنش تشکیل کک میباشد.فلاکس حرارتی با یک پروفایل ثابت به دیواره های راکتور وارد میگردد.افزایش دمای دیواره ها سبب داغ شدن مخلوط گازی شده و واکنشهای پیرولیزرا سبب میشود.نتایج حاصل از شبیه سازی سه بعدی مدل نشان داد که تعدادی از ترکیبات حاصل از پیرولیز دارای غلظت ماکزیمم در طول راکتور هستند که نشان دهنده شرکت نمودن این ترکیبات در واکنشهای ثانویه میباشد. پیش بینی محل وقوع واکنشها در هر نقطه از راکتور از جمله مزایای استفاده از این روش میباشد.در این شبیه سازی مقادیر پروفایل دما،فشار،غلظت ترکیبات حاصل از پیرولیز و کک تشکیل شده در طول راکتور قابل مقایسه با نتایج تجربی است.پروفایل دمایی در جهت شعاعی در مقاطع مختلف از طول راکتور نیز بررسی گردیده است.
کلمات کلیدی:CFD،پیرولیز ، پروپان ، مدل سینتیکی مولکولی

مقدمه:
پیشرفت روز افزون بشر در زمینه کـامپیوتر هـا و تـوان بـالای محاسـباتی آنهـا بـر سـرعتتحقیقات افزوده و از این طریق کمک بزرگی به توسعه علم وتکنولوژی نموده است. صـنایعشیمیایی نیز از این ره آورد قرن بیست و یکـم بـی نـصیب نمانـده انـد بطوریکـه امـروزه ،استفاده از کامپیوترها جزئی لاینفک از هرگونه برنامه تحقیقاتی در زمینه طراحی فراینـدهاو واحدهای صنعتی بشمار می رود . درحقیقت در سالهای اخیر طراحی واحـدهای صـنعتیبا استفاده از مدل سازی و شبیه سازی واحدهای صنعتی بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
این روش محققین را قادر ساخته تا در کمترین مدت و بدون صـرف هزینـه هـای هنگفـتیک واحد صنعتی را طراحی نمایند و اثرات تغییرات پارامترهای مختلف بـرروی سیـستم رامطالعه نموده و با توجه به شرایط موجود، بهترین طراحی را در کوتاهترین زمان ارائه دهند. بطور مثال با مدل سازی و شبیه سازی یک راکتور، میتوان اثرات تغییر نوع و میزان خوراک ورودی، فشار، درجه حرارت و…
را بر روی توزیع محصولات خروجی، براحتی و در کوتاهترین زمان ممکن مشاهده نمـوده وبا توجه به نیاز بیشتر به محصولی خاص، این پارامترهـا را تغییـر داده و بهتـرین شـرایط رابرای رسیدن به هدف مشخص نمود.موردی که مادر اینجا به بررسی آن می پـردازیم پیـرولیز یا شکست حرارتی (Thermal Cracking) پروپان می باشد؛ این فراینـد منجـر بـهتولید اولفین ها و دی اولفین ها و تا حدی آروماتیک ها می گردد که همگی از مواد پایه ومهم درصنایع پتروشیمی بشمار می روند.
برای شبیه سازی یک راکتور شکست حرارتی، لازم است ابتدا مدل سینتیکی مناسـبی کـهمکانیزم واکنش های شکست حرارتی را مشخص میکند، در نظر گرفته شود . مدلی کـه دراینجا مورد استفاده قرار گرفته، مـدل مولکـولی اسـت کـه توسـط Sundaram(1976) و روش CFD مقدمه Froment و بر اساس تحقیقات انجـام شـده بـر روی یـک واحـد نیمـه صـنعتی شکـستحرارتی، ارائه شده و نتایح حاصل از بکارگیری آن با نتایج صنعتی بخـوبی مطابقـت داشـتهاست . در مرحله دوم، بکمک مدل سینتیکی مورد نظر ، بر روی ترکیبات موجود در راکتـور، موازنه جرم نوشته می شود و سپس با توجه به مشخصات حرارتـی سیـستم و مشخـصاتساختمانی راکتور و خصوصیات سیال، موازنه حرارتی و موازنه مومنتم انجام میـشود . نهایتـاٌ بـا شـبیه سـازی مـدل سـاخته شـده و اعمـال شـرایط مـرزی مناسـب توسـط نـرم افـزار Fluent 6.2 ، ترکیب درصد هر یک از اجـزاء موجـود در مخلـوط گـازی درون راکتـور ،فشار، درجه حرارت و میزان تبدیل درهر نقطه از طول راکتور مشخص میشود.

نتیجه گیری :
در این پروژه شبیه سازی مدل سه بعدی راکتور پیرولیز پروپان به روش CFD صورت گرفت.نتایج حاصل از این شبیه سازی شامل پیش بینی پروفایل های دما ، فشار، غلظت ترکیبات حاصل از پیرولیز خوراک ، غلطت کک ایجاد شده در طول راکتور ، پروفایل توزیع دما در جهت شعاعی در مقاطع مختلفی از طول راکتور اشاره شده است.همچنین پیش بینی محل وقوع واکنشهای پیرولیز پروپان که از جمله ویژگیهای استفاده از این روش شبیه سازی میباشد،مورد استفاده قرار گرفت.در نهایت میتوان نتیجه گرفت که با استفاده از تکنبک CFD میتوان در جهت مطالعه یک مدل در مقیاس صنعتی و بررسی پروفایل متغییرهای مختلف در جهت بهینه سازی مدل بدون انجام هزینه های زیادی استفاده نمود.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط