مدل‌سازی راکتور تولید گاز سنتز با استفاده از نرم افزار اسپن پلاس

موضوع: گاز سنتز مخلوطی از گازهای هیدروژن و مونوکسیدکربن می‌باشد که معمولاً شامل دی‌اکسیدکربن به عنوان یک ماده افزودنی است. این گاز ماده اولیه در تولید بسیاری از مواد پایه صنعت پتروشیمی از قبیل متانول است. برای تولید گاز سنتز مواد اولیه متفاوتی استفاده شده است که از آن جمله می‌توان به گاز طبیعی (متان)، هیدروکربن‌ها و زغال سنگ اشاره کرد. این گاز به عنوان یک ماده واسطه برای تولید فرآورده‌های صنعتی نیز بسیار مناسب است و بر اساس شرایط واکنش و کاتالیزور مورد استفاده، مواد شیمیایی متفاوتی در واحدهای بزرگ صنعتی ممکن است تولید شود. مدل‌سازی راکتور تولید گاز سنتز به عنوان قلب یک واحد عملیاتی در صنعت پتروشیمی از اهمیت خاصی برخوردار است. شبیه سازی واحدهای پالایشگاهی با توجه به پیچیدگی فرآیند و عدم وجود سینتیک مناسب، همواره با مشکلات فراوانی همراه می‌باشد. در سال‌های اخیر نرم افزارهایی مانند اسپن پلاس جهت شبیه‌سازی و بررسی فرآیندهای پالایشگاهی مورد استفاده قرار گرفته که در این خصوص تا حدودی موجب تسهیل و دستاورد مناسب شده‌اند. روش تحقیق: در این تحقیق شبیه‌سازی واحد تولید گاز سنتز با دو روش ریفرمینگ بخار و روش اکسیداسیون جزئی با استفاده از نرم‌افزار aspen plus v8.4 انجام شده است. نتایج اصلی: با بررسی پارامترهایی مانند میزان تبدیل، نسبت هیدروژن به co، دما و فشار راکتورها در طول فرآیند تولید و متغیرهای دیگر، نتایج شبیه‌سازی نشان می دهد که پس از تنظیم ضرایب سینتیکی واکنش‌ها، حاکی از پارامترهایی نظیر دمای خوراک ورودی، طول راکتور و زمان ماند روی میزان تولید محصولات دلخواه تاثیر دارند که استفاده از ریفورمینگ بخار از نظر میزان تولید گاز سنتز دارای بازدهی بالاتری نسبت به سیستم اکسیداسیون جزئی است.

Modeling of a synthesis gas production reactor using Aspen plus

Synthesis gas is a mixture of hydrogen gas and carbon monoxide, which usually contains carbon dioxide as an additive. This gas is the raw material in the production of many basic materials of the petrochemical industry such as methanol. Various raw materials have been used to produce synthetic gas, including natural gas (methane), hydrocarbons, and coal. This gas is also very suitable as an intermediate material for the production of industrial products, and depending on the reaction conditions and catalysts used, different chemicals may be produced in large industrial units. Modeling a synthesis gas production reactor as the heart of an operating unit in the petrochemical industry is of particular importance. Simulation of refinery units is always associated with many problems due to the complexity of the process and the lack of proper kinetics. In recent years, software such as Span Plus has been used to simulate and study refinery processes, which in this regard have to some extent facilitated and achieved the appropriate. In this research, the synthesis gas production unit is simulated with two methods of steam reforming and partial oxidation method using Aspen Plus V8.4 software. By examining parameters such as conversion rate, hydrogen to CO ratio, reactor temperature and pressure during the production process and other variables, the simulation results show that after adjusting the reaction coefficients, parameters such as inlet feed temperature, reactor length and time Residues affect the production of desired products that the use of steam reforming in terms of production of synthetic gas has a higher efficiency than the partial oxidation system.