مدل سازی و بهینه سازی راکتور بستر سیال اکسی کلریناسیون اتیلن در پتروشیمی اروند

هدف از این پژوهش مدل­ سازی و بهینه ­سازی راکتور بستر سیال اکسی کلریناسیون اتیلن در پتروشیمی اروند می­ باشد. در این فرایند اتیلن در طی واکنش اکسی کلریناسیون و در حضور کاتالیست ناهمگن مس کلرید  بر پایه گاما آلومینا به ۱و۲-دی کلرو اتان تبدیل می­ شود. عملیات اکسی کلریناسیون اتیلن در یک راکتور بستر سیال تجهیز شده با یک کویل خنک کننده به منظور کنترل دمای واکنش انجام می شود. در پتروشیمی اروند این فرایند به صورت موازی با فرایند کلریناسیون مستقیم اتیلن قرارداشته و  هیدروژن کلرید تولیدی در بخش های کلریناسیون مستقیم و شکست گرمایی دی کلرو اتان در آن مصرف می شود. در این پژوهش راکتور بستر سیال اکسی کلریناسیون اتیلن بر اساس معاد­های بقای جرم و انرژی و در حالت پایا مد­­ل­ سازی می شود. با توجه به مشخصه­ های سیال و رژیم جریان در شبیه سازی راکتور از یک مدل دو فازی شامل فاز حباب با جریان قالبی و فاز امولسیون با جریان هم­ خورده همراه با تبادل جرم و انرژی بین فازها استفاده ͏شد. برای بررسی درستی و دقت مدل، نتیجه­ های به ­دست­ آمده از شبیه سازی با داده های واحد صنعتی مورد مقایسه قرار گرفت. سپس با برنامه ریزی یک مسئله بهینه سازی و با در نظر گرفتن قیدهای طراحی و عملیاتی واحد، مقدارهای بهینه دمای خوراک، دمای سیال خنک کننده، فشار عملیاتی راکتور و شدت جریان جرمی  هیدروژن کلرید و اکسیژن در خوراک ورودی برای بیشینه شدن میزان تولید دی کلرواتان با استفاده از ژنتیک الگوریتم تعیین شد. نتیجه­ ها نشان داد اعمال شرایط بهینه بر روی راکتور صنعتی موجب افزایش ظرفیت تولید دی کلرواتان از ۷/۱۲۸ مول بر ثانیه به ۳/۱۴۱ مول بر ثانیه می­ شود.

کلیدواژه ها:

اکسی کلریناسیون اتیلن ، راکتور بستر سیال ، مدل سازی فرایند ، بهینه سازی