مدل سازی و بهینه سازی پویای راکتور ریفرمینگ متان با بخار

: این پژوهش با هدف مدل سازی پویا و بهینه سازی کوره ریفرمینگ متان با بخار آب در واحد تولید هیدروژن پالایشگاه نفت شازند انجام شد. نخست این فرایند بر اساس معادله های بقای جرم و انرژی و با در نظر افت فعالیت کاتالیست به صورت ناهمگن مدل سازی شد. با توجه به وجود گرادیان غلظت درون کاتالیست و کنترل سرعت واکنش به وسیله مقاومت نفوذ درونی در کاتالیست، ضریب اثر بخشی کاتالیست محاسبه شده و در مدل فرایند وارد شد. سپس برای اثبات دقت مدل پیشنهادی، نتیجه های به دست آمده از مدل توسعه داده شده با داده های به دست آمده از واحد صنعتی مورد مقایسه قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد با توجه به افت فعالیت کاتالیست در طی زمان عملکرد فرایند، از میزان تولید هیدروژن کاسته شده و نرخ تولید هیدروژن از 27.4 به 24.4 مول بر ثانیه کاهش می یابد. در مرحله بعد در راستای جلوگیری از افت تولید در طی دوره عملیاتی واحد، با در نظر گرفتن نرخ تولید یکنواخت هیدروژن به عنوان تابع هدف و براساس محدودیت های عملیاتی سامانه یک مسئله بهینه سازی یک معیاره پویا توسعه داده شد. در طی بهینه سازی چگونگی تغییرهای دمای خوراک، دمای محفظه احتراق و نسبت بخار به هیدروکربن در بازه عملکرد فرایند محاسبه شد. نتیجه ها نشان داد عملکرد سامانه در شرایط بهینه موجب 4.5 % افزایش در میزان تولید هیدروژن می شود.