In tubular reactors inside a cracking furnace, heat transfer, thermal cracking reactions and coke buildup take place and closely interact with each other. It is important to understand the process and optimize its operation. A 1-dimensional (1D) pseudo-dynamic model was developed based on first principle and implemented in gPROMS®. Coke buildup inside the tube wall was also accounted for. The model was validated dynamically. The impact of process gas temperature profile, and constant tube outer wall temperature profile on product yields and coking rate are assessed. Finally, dynamic optimization was applied to the operation of this tubular reactor. The effects of coking on reduction of production time and the decoking cost have been considered. The tube outer wall temperature profile and steam to propane ratio in the feed were used as optimization variables. Dynamic optimization investigation indicates that it can improve operating profit by 13.1%

چکیده

در راکتورهای لوله ای در داخل کوره کراکینگ، انتقال حرارت،  واکنش های شکست حرارتی و ایجاد کک صورت می گیرد و از نزدیک با یکدیگر تداخل می کنند. درک فرآیند و بهینه سازی عملکرد آن مهم است. A مدل شبه پویا یک بعدی بر اساس اصل اول و اجرا شده در PROMS توسعه داده شده است. ایجاد کک در داخل دیواره لوله نیز به خود اختصاص داده شد. مدل به صورت پویا مورد تایید قرار گرفت. تاثیر پروفایل دمای گاز فرآیند، و پروفیل دمای دیواره بیرونی بر بازده محصول و نرخ کک سازی ارزیابی می شود. اثرات کک سازی بر کاهش زمان تولید و هزینه decoking در نظر گرفته شده است. پروفایل دمای لوله بیرونی و نسبت بخار به پروپان به عنوان متغیرهای بهینه استفاده شده است. تحقیقان بهینه سازی پویا نشان می دهد که سود عملیاتی را 13.1%. می تواند بهبود دهد.

1-مقدمه

اتیلن یکی از بلوک های سازنده اصلی در صنعت پتروشیمی است چون واسطه بسیار واکنش پذیری برای تولید پلاستیک، رزین و الیاف است. کراکینگ حرارتی نفتا، اتان یا پروپان گسترده ترین تکنولوژی پذیرفته شده برای تولید اتیلن است.کراکینگ حرارتی پروپان در راکتور لوله ای موضوع این مقاله خواهد بود. مزیت اصلی استفاده از پروپان به عنوان خوراک این است که هزینه های جداسازی قبل و بعد از فرایند کراکینگ در مقایسه با کراکینگ حرارتی نفتا، کمتر است، علاوه بر این بازده کل برای اتیلن و پروپیلن نسبت به کراکینگ حرارتی اتان بالاتر است ...