مدل سازي راكتور توليد گاز سنتز با استفاده از Aspen plus

Modeling of a synthesis gas production reactor using Aspen plus

گاز سنتز مخلوطي از گازهاي هيدروژن و مونوكسيدكربن مي باشد كه معمولا شامل دي اكسيدكربن به عنوان يك ماده افزودني است. اين گاز ماده اوليه در توليد بسياري از مواد پايه صنعت پتروشيمي از قبيل متانول است. براي توليد گاز سنتز مواد اوليه متفاوتي استفاده شده است كه از آن جمله مي توان به گاز طبيعي (متان)، هيدروكربن ها و زغال سنگ اشاره كرد. اين گاز به عنوان يك ماده واسطه براي توليد فرآورده هاي صنعتي نيز بسيار مناسب است و بر اساس شرايط واكنش و كاتاليزور مورد استفاده، مواد شيميايي متفاوتي در واحدهاي بزرگ صنعتي ممكن است توليد شود. مدل سازي راكتور توليد گاز سنتز به عنوان قلب يك واحد عملياتي در صنعت پتروشيمي از اهميت خاصي برخوردار است. شبيه سازي واحدهاي پالايشگاهي با توجه به پيچيدگي فرآيند و عدم وجود سينتيك مناسب، همواره با مشكلات فراواني همراه مي باشد. در سال هاي اخير نرم افزارهايي مانند اسپن پلاس جهت شبيه سازي و بررسي فرآيندهاي پالايشگاهي مورد استفاده قرار گرفته كه در اين خصوص تا حدودي موجب تسهيل و دستاورد مناسب شده اند. در اين تحقيق شبيه سازي واحد توليد گاز سنتز با دو روش ريفرمينگ بخار و روش اكسيداسيون جزيي با استفاده از نرم افزار Aspen Plus V8.4 انجام شده است. و با بررسي پارامترهايي مانند ميزان تبديل، نسبت هيدروژن به CO، دما و فشار راكتورها در طول فرآيند توليد و متغيرهاي ديگر، نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه پس از تنظيم ضرايب سينتيكي واكنش ها، حاكي از پارامترهايي نظير دماي خوراك ورودي، طول راكتور و زمان ماند روي ميزان توليد محصولات دلخواه تاثير دارند كه استفاده از ريفورمينگ بخار از نظر ميزان توليد گاز سنتز داراي بازدهي بالاتري نسبت به سيستم اكسيداسيون جزيي است.

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.