مدلسازی و شبیه سازی کوره های الفین
چکیده
واحد الفین به عنوان قلب مجتمعهای پتروشیمی نقش اساسی را در کارکرد این صنعت عظیم ایفا می کند. واحد الفین وظیفه تولید مواد اولیه و پایه ای صنعت پتروشیمی و صنایع وابسته را بر عهده دارد. این واحد با تولید موادی از قبیل اتیلن، پروپیلن و بوتادی ان، استایرن و ... نقشی کلیدی را بر عهده دارد و متعاقبا کارکرد صحیح و بهینه این واحد از اهداف اصلی مجتمع های پتروشیمی می باشد. پر اهمیت ترین بخش این واحد که عملیات اصلی کراکینگ را انجام می دهد قسمت رآکتور پیرولیز است که داخل محفظه کوره الفین قرار دارد. خوراک این بخش اتان، پروپان، lpg و نفتا می باشند که در طراحی اولیه به منظور ساخت واحد الفین از موارد کلیدی و اصلی می باشد. ایجاد تغییرات در حین کارکرد واحد الفین به منظور مطالعه نحوه عملکرد و پاسخ واحد در قبال تغییرات اعمال شده، به دلیل حجم بالای تولید این واحد و مدت زمان طولانی پایدار شدن شرایط که در مجموع هدر رفتن مواد را در پی دارد بسیار هزینه بردار می باشد. بدین جهت به منظور کاهش زمان دریافت پاسخ و کم کردن هزینه های جانبی تغییرات که می تواند منجر به کاهش عمر عملکردی واحد گردد، بحث مدلسازی و شبیه سازی کوره مطرح می گردد. در بخش مدلسازی بر اساس مطالعه شرایط کوره و نوع عملیاتی که صورت می گیرد، معادلات مورد نیاز استخراج گردید. این معادلات بر اساس مدلسازی موازنه انتقال جرم، انتقال حرارت و مومنتوم حاصل گشته اند. تمامی معادلات بر پایه فرضیات اولیه صورت پذیرفته اند که هم وظیفه ساده سازی در ارایه معادلات و هم تعریف روابط ریاضی معادلات موازنه انتقال جرم، حرارت و مومنتوم را بر عهده دارند. در موازنه جرم سینتیک واکنشها بر اساس مدلهای مولکولی و رادیکالی(بنیادی) در نظر گرفته شده اند که در مجموع 32 گونه ماده اصلی توسط 64 واکنش مولکولی به هم مرتبط شده اند.در مبحث شبیه سازی مجموع معادلات بدست آمده توسط روش gear حل گشته اند که شرایط مرزی ریاضی مورد نیاز از داده های کوره صنعتی استفاده گشته اند. خروجی برنامه انواع پروفایلهای دمایی و غلظتی می باشد که همخوانی مناسبی با اطلاعات واحد صنعتی دارند. برنامه حاضر قابلیت ارتقا جهت محاسبه ضخامت کک گرفتگی در داخل لوله های رآکتور و همچنین بهینه سازی در حالت کارکرد را داراست.