عنوان

مدلسازی، شبیه سازی و کنترل فرایند اکسیداسیون کاتالیستی مستقیم متان به متانول در راکتور بستر سیال

شماره

‭۲۷۳۴پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

مدلسازی، شبیه سازی و کنترل فرایند اکسیداسیون کاتالیستی مستقیم متان به متانول در راکتور بستر سیال

نام نخستين پديدآور

/اصغر محمدی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی مکانیک

نام خاص و کميت اثر

‮‭۸۸‬ص‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی شیمی گرایش فرایند

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۳/۰۶/۱۹‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

اکسیداسیون کاتالیستی مستقیم متان به متانول روش جدیدی است که بواسطه‌ی آن فرایند میانی و هزینه بر تولید گاز سنتز حذف می‌شود .با استفاده از این تکنولوژی می توان از میادین گازی با اندازه‌های کوچک و متوسط، بدون نیاز به ساخت واحدهای پر هزینه‌ی تبدیل گاز به محصولات مایع ‮‭(GTL)‬ و احداث خطوط لوله‌ی طولانی، بهره‌برداری لازم را به عمل آورد .از سوی دیگر در واکنش های کاتالیستی ناهمگن استفاده از راکتورهای بستر سیالی به علت حذف مقاومت های نفوذی در حفره های کاتالیست، نسبت به راکتور های بستر ثابت دارای مزیت عمده‌ای است .با توجه به موارد مصرف متانول و وجود منابع عظیم گاز طبیعی در کشور، در این کار مدلسازی، شبیه‌سازی و کنترل راکتور بستر سیال تولید متانول با استفاده از نرم‌افزار ‮‭MATLAB‬ مورد بررسی قرار گرفته و نتایج در قالب نمودار ارائه گردیده است .جهت مدلسازی راکتور بستر سیال از تئوری دو فازی ‮‭(Two Phase Theory)‬ استفاده گردید .نتایج شبیه‌سازی در دمای ثابت، با نتایج تجربی حاصل از راکتور بستر ثابت به خوبی مطابقت دارد .در شرایط پایا برای زمان اقامت ‮‭۹‬ ثانیه و فشار و دمای ورودی ‮‭۵۰‬ بار و ‮‭۷۷۳‬ کلوین میزان درصد تبدیل متان ‮‭۲/۳۲‬ و گزینش‌پذیری متانول برابر ‮‭۲/۴۲‬ درصد بدست آمد .در بخش شبیه‌سازی دینامیکی رفتار حلقه باز راکتور نسبت به اغتشاش‌های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و در نهایت سیستم کنترل برای کنترل دمای راکتور طراحی گردید .نتایج شبیه‌سازی نشان داد که افزایش دمای جریان ورودی و نیز افزایش دمای سیال خنک کننده تاثیر منفی روی تولید متانول دارد .از کنترل کننده‌های مرسوم شامل کنترل کننده ‮‭PID‬ و همچنین شبکه عصبی استفاده شد .نتایج، عملکرد مطلوب کنترل کننده‌های طراحی شده را در تعقیب مقادیر مقرر مختلف نشان می‌دهند .زمان نشست برای کنترل کننده‌ی ‮‭PID‬ در تعقیب مقدار مقرر برابر ‮‭۱۹‬ دقیقه و برای کنترل کننده‌ی شبکه عصبی برابر ‮‭۲۵‬ دقیقه است

متن يادداشت

Direct catalytic oxidation of methane to methanol is a newly developed technique by which the intermediate and expensive process of formation of synthesis gas is eliminated. This technology can be used for small and medium-sized gas fields, without requiring costly manufacturing units of GTL and the construction of the long pipelines. On the other hand, in heterogeneous catalytic reactions using a fluidized bed reactor for removal of diffusion resistance in the catalyst pores, is a major advantage compared to fixed bed reactors. Noting various usages of methanol and vast sources of natural gas, dynamic modeling, simulation and control of fluidized bed reactor of methanol synthesis has been investigated in Matlab software tool and results are presented in the form of graphical diagrams. The two-phase theory of fluidization is used for modeling of reactor. Simulation results in Constant temperature showed reasonable agreement with the experimental data obtained for fixed bed reactor. In residence time of 9 second and inlet pressure and temperature of 50 bar and 773 K, the methane conversion and methanol selectivity in steady state condition was 32.19 and 42.2 respectively. In dynamic simulation section open-loop behavior of the reactor was studied in relation to various disturbances and the control system was developed to control the reactor temperature. Simulation results show that increasing temperature of the cooling fluid and feed has a negative effect on the production of methanol. The conventional controllers such as PID controller and a neural network was used. Results show that designed controllers have good performance in following of various set points. Settling time for PID controllers is 19 minutes and for neural network controller is 25 minutes

مستند نام اشخاص تاييد نشده

محمدی، اصغر

مستند نام اشخاص تاييد نشده

فرضی، علی، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

اقدسی‌نیا، حسن، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی