مروری بر مدل سازی و بهینه سازی واحد شکست کاتالیستی بستر سیال

فرایند شکست کاتالیستی بستر سیال یکی از مهم ترین فرایندهای پالایشگاهی است که خوراک های هیدروکربنی سنگین را به فراورده های سبک تر تبدیل می کند. به دلیل اهمیت بالای این فرایند، پژوهشگران زیادی جنبه های گوناگون این فرایند را مورد بررسی قرار داده اند. در این مقاله مرور جامعی بر مطالعه های مربوطه انجام شده است. تمرکز اصلی این بررسی روی سه دسته شامل شبکه های سینتیکی، مدل سازی پایا و ناپایا و بهینه سازی فرایند است. مرور پژوهش ها از سال 1970 میلادی نشان می دهد که بررسی های سینتیکی اساسا بر اساس روش توده ای بودند که در آن مخلوط واکنش با طبقه بندی های گوناگون به گروه های اصلی تقسیم می شود که ممکن است بر اساس تعداد کربن گونه ها یا نوع اجزاء تعریف شود. تعداد توده های مربوطه به طور عمده از 3 تا 19 توده محدود می شدند. افزون بر این در مدل سازی فرایند به طور معمول دو تجهیز اصلی شامل بالابرنده ی راکتور و احیاءکننده در نظر گرفته شده اند. مدل های اولیه ی احیاءکننده شامل مدل های احیاءکننده ی تک فازی، تماس ساده با جریان لوله ای و واکنش های پراکندگی با مخزن های متوالی در مطالعه ها در نظر گرفته شده اند. همچنین مطالعه های گوناگونی به منظور در نظر گرفتن تجهیزهای بیش تر انجام شد. در برخی از مطالعه ها استفاده از معادله های مومنتم افزون بر معادله های جرم و انرژی در احیاءکننده نیز در نظر گرفته شد که چالش اصلی در توسعه ی مدل مربوطه تعیین پارامترهای مورد استفاده بود. بررسی تاثیر دمای کاتالیست ورودی و نسبت کاتالیست به خوراک نیز در پژوهش های دیگر انجام شده است. بهینه سازی فرایند نیز به طور معمول در شرایط پایا بوده است و بهینه سازی دینامیکی کم تر استفاده شده است. الگوریتم های گوناگونی از جمله ژنتیک و ازدحام ذره ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. دیده شد که الگوریتم ازدحام ذره ها از الگوریتم ژنتیک ساده تر تنظیم می شود و کار کردن با آن راحت تر است.