مدل سازي و بهينه‌سازي پوياي راكتورهاي هيدروژناسيون استيلن با ساختار بخش انتهايي در واحد توليد الفين

به دليل تاثير منفي استيلن بر كيفيت پلي اتيلن توليدي و عمر كاتاليست فرآيند پليمريزاسيون، حذف اين ماده از جريان خروجي از واحدهاي توليد اتيلن ضروري مي باشد. لذا هدف اصلي از اين پژوهش مدل سازي و بهينه‌سازي پوياي راكتورهاي هيدروژناسيون استيلن با ساختار بخش انتهايي با هدف كاهش استيلن در جريان خروجي مي‌باشد. اين فرآيند از دو راكتور كاتاليستي سري و يك مبدل خنك‌كننده در بين مراحل تشكيل شده است. در ابتدا، راكتورهاي هيدروژناسيون استيلن بر اساس معادلات بقاي جرم و انرژي و با در نظر گرفتن افت فعاليت كاتاليست در حالت پويا مدل سازي شد. با توجه به دقت بسيار پايين معادلات پيشنهاد شده جهت محاسبه فعاليت كاتاليست در منابع، رابطه‌اي جهت پيش‌بيني فعاليت كاتاليست پيشنهاد شده و ضرايب معادله با كمينه‌كردن انحراف بين نتايج مدل و داده‌هاي صنعتي به دست آمد. نتايج نشان داد افت فعاليت كاتاليست در راكتورها منجر به افزايش غلظت استيلن در خروجي از واحد تا 23 بخش در ميليون مي شود. بر اساس نتايج شبيه سازي ميزان تبديل استيلن در راكتور از حدود ۸۵% در ابتداي راه اندازي به 40% در انتهاي دوره عملياتي رسيد. لذا با هدف كنترل غلظت استيلن خروجي از واحد در زير مقدار مجاز 5 بخش در ميليون و بيشنه‌كردن نسبت اتيلن توليدي به استيلن مصرفي، يك مسئله بهينه‌سازي پويا برنامه‌ريزي گرديد. دماي خوراك و ميزان هيدروژن تزريق شده به هر راكتور به عنوان متغير‌هاي تصميم‌گيري انتخاب شده و مقادير بهينه اين متغيرها در طول چرخه عملياتي سالانه راكتورها با استفاده از روش ژنتيك الگوريتم مشخص به دست آمد. نتايج نشان داد با توجه به قيود عملياتي موجود، تنها در 245 روز ابتدايي دوره امكان كنترل ميزان استيلن خروجي در مقدار 5 بخش در ميليون وجود دارد.