جهت وارد کردن این معادله واکنش در نرم افزار Aspen Hysys بایستی مواد واکنش دهنده را با ضرایب منفی و محصولات را با ضرایب مثبت وارد کرد. علامت منفی در گرمای واکنش نشان دهنده این موضوع است که واکنش گرمازا است. راکتور ایزومریزاسیون نیز گرمازاست و افزایش دمای قابل توجهی در آن مشاهده می شود.
راکتوری که در این شبیه سازی برای انجام واکنش ها مورد استفاده قرار می دهیم، راکتور پلاگ می باشد. تعریف ثوابت سرعت واکنش که شامل ضریب آرنیوس و انرژی فعالسازی واکنش می باشد در این راکتور ها از اهمیت بالایی برخوردار است.
پس از انتخاب مواد، معادله حالت و شبیه سازی واکنش ها می توان وارد محیط شبیه سازی شد. بخش شبیه سازی به دو قسمت عمده تقسیم می شود.
۱- اضافه کردن جریان ها، شیرها و تجهیزات
۲- سایزینگ
-۴-۴اضافه کردن جریان ها، شیرها و تجهیزات
-۱-۴-۴جریان ها و تجهیزات قبل از راکتور
اطلاعات خوراک تازه، جریان برگشتی نرمال پنتان به V-3301، جریان برگشتی نرمال هگزان به ورودی راکتور و جریان گاز برگشتی را طبق داده های پالایشگاه به نرم افزار می دهیم.
دما و فشار این جریان ها در جدول ۴-۸ آمده است. جریان های برگشتی مواد و گاز برگشتی در مراحل بعدی شبیه سازی با ابزار منطقی Recycle به تجهیزات مربوطه شان، متصل می شوند.
جدول ۴-۸- دما و فشار جریان های ورودی [۱۲]
نام جریان | دما oC | فشار bar |
خوراک تازه (F.FEED) | ۵۰ | ۴ |
جریان برگشتی نرمال پنتان | ۷۲ | ۴/۲ |
جریان برگشتی نرمال هگزان | ۹۶ | ۴/۲۸ |
جریان گاز برگشتی | ۶۹ | ۶/۲۹ |
در سر راه جریان های خوراک شیرهای V3,V2,V1, و V4 را قرار داده و افت فشار هر کدام از شیرها را معادل bar 4/0 در نظر می گیریم. این میزان افت فشار فقط به این جهت وارد می شود که پارامتر مجهولی در اطلاعات شیر نباشد. افت فشار صحیح هر شیر به درصد باز بودن آن بستگی دارد که پس از سایزینگ و در هنگام اجرای مدل دینامیکی با تغییراتی همراه خواهد بود[۲۳].
جریان خوراک تازه از سینی۱۲ و جریان برگشتی نرمال پنتان وایزوپنتان از سینی۲۶ وارد V-3301 که برج دی ایزوپنتانایزر نام دارد، می شود. جریان بالای برج همان ایزوپنتان است که جهت افزایش فشار تا bar5/6 وارد P-3302 می شود و نهایتا با جریان ایزومریت مخلوط می شود. جریان خروجی پایین برج جهت افزایش فشار تا bar4/28 به P-3301 وارد می شود. جریان خروجی پمپ با جریان برگشتی گاز و جریان برگشتی نرمال هگزان مخلوط شده و وارد پوسته ی
مبدل E-3304 می شود و دمای خروجی آن تا oC190 افزایش می یابد. جریان خروجی از مبدل وارد کوره H-3301 شده و دمای آن تا oC220 افزایش یافته و آماده ی ورود به راکتور می شود.
شکل۴-۱- جریان ها و تجهیزات قبل از راکتور
شکل۴-۱- جریان ها و تجهیزات قبل از راکتور
۴-۴-۲- راکتور و مبدل های بعد از آن
جریان خروجی از H-3301 وارد راکتور ایزومریزاسیون R-3301 می شود. واکنشهایی که در مراحل قبل شبیه سازی شد به عنوان معادلات واکنش این راکتور در نظر می گیریم. راکتور ایزومریزاسیون آدیاباتیک بوده به همین جهت جریان انرژی به راکتور داده نمی شود. جریان خروجی از راکتور وارد لوله های مبدل E-3304 می شود و جریان ورودی به راکتور را گرم می کند. جریان خروجی از لوله های این مبدل، وارد فن هوایی E-3305 و بعد وارد پوسته ی کولر آبی E-3306 شده و خنک می شود و نهایتا وارد جدا کننده فشار بالا V-3303 می شود[۱۲].
شکل۴-۲- راکتور و مبدل های بعد آن
۴-۴-۳- هیدروژن جبرانی، جداکننده فشار بالا[۳۳] و گاز گردشی[۱۲]
جریان هیدروژن جبرانی جهت حفظ فشار سیستم با جریان خروجی کمپرسور مخلوط می شود و به خوراک تزریق می شود. مشخصات هیدروژن جبرانی طبق جدول ۴-۵ بوده و دما و فشار آن oC 80 و bar 6/30 می باشد. دمای جریان خروجی از کولر آبی E-3306 باید oC38 باشد. جریان خروجی از E-3306 وارد جدا کننده فشار بالا V-3303 می شود. در این ظرف گاز برگشتی با فشار bar9/21 از محصولات مایع خروجی از راکتور جدا شده و فشار آن در کمپرسور گاز گردشی تا bar6/ 29 افزایش می یابد. جریان گاز گردشی که غنی از هیدروژن می باشد با خوراک تازه و خوراک برگشتی مخلوط شده و مجددا وارد راکتور می شود.
۴-۴-۴- فشار شکنی و برج تثبیت کننده[۳۴][۱۲]
مایعات خروجی از پایین ظرف جدا کننده فشار بالا V-3303 جهت جداسازی بعد از عبور از E-3307 ابتدا وارد برج تثبیت کننده (Stabilizer) می شود. فشار ظرف جدا کننده فشار بالا bar9/21 می باشد که فشار مایعات خروجی از آن در شیر فشار شکن V8 تا bar 19 کاهش می یابد. جداساز V-3303 علاوه بر انجام عملیات جداسازی گاز و مایع به عنوان یک Suction Surge Drum برای کمپرسور C-3301 A/B عمل می کند. بر روی مسیر خروجی بالای جداساز یک شبکه فلزی (wire mesh) با قطر mm150 به منظور جلوگیری از رفتن مایع با گاز خوراک کمپرسور تعبیه شده است.