کروی

قطر (mm)

۲-۴

چگالی (kg/m³)

۶۶۰

سیکل پیش ­بینی شده (ماه)

۱۵

عمر پیش ­بینی شده (ماه)

۶۰

حل عددی و روش بهینه سازی

از آن­جا که این نوشتار بر آن است که به شرح رفتار رآکتور بستر چکه­ای در طول بستر کاتالیستی آن بپردازد، لازم است تا ۲۱ معادله­ دیفرانسیل معمولی^[۷۹] به طور همزمان حل گردد. سیستم معادلات دیفرانسیل معمولی از نوع غیر خطی می­باشد که نیاز به استفاده از یک روش حل عددی مناسب را تشدید می­ کند. در این تحقیق از روش تفاضل محدود رو به جلو^[۸۰] که از فرمول­های رانگ کاتای درجه چهار و پنج استفاده کرده به عنوان یک تکنیک تکرار شونده­ی صریح^[۸۱] به منظور حل عددی استفاده گردیده است. به منظور آغاز حل عددی مقادیر مرزی شامل ترکیب شیمیایی اجزاء، دما و فشار در ناحیه­ی ورودی رآکتور نیز تعیین گردیده است. در این روش رآکتور به گره­های^[۸۲] مختلفی تقسیم بندی شده است و مشتقات توسط مقادیر به دست آمده در گره قبلی حل می­گردند.
به علاوه، به منظور بهینه سازی ثوابت سرعت واکنش، روش تکامل تفاضلی^[۸۳] به عنوان راهکاری ساده و مؤثر به کار گرفته شده است. در این روش نیاز به متغییرهای ورودی کمی شامل مقدار جمعیت^[۸۴]، ضریب سنجش^[۸۵] و ثابت متقاطع ^[۸۶]دارد. در فرایند بهینه­سازی کنونی، تعداد جمعیت برابر با عدد ۵۰۰ و ضریب سنجش و ثابت متقاطع برابر با عدد ۸/۰ در نظر گرفته شده است.
فصل چهارم

نتایج، بحث و پیشنهادات

ارزیابی مدل

به منظور بررسی خود به خودی^[۸۷] بودن مدل سینتیکی پیشنهاد شده لازم است تا مقادیر متوسط K_eq و ΔG° در طول رآکتور محاسبه گردد. نتایج نشان داده شده در جدول ۵ بر خود به خودی بودن واکنش­های ایزومریزاسیون صحه می­ گذارد.
به علاوه، به منظور ارزیابی مدل ریاضی به دست آمده، خروجی­های مدل با خروجی­های رآکتور صنعتی مجتمع پتروشیمی جم مورد مقایسه قرار گرفتند. در این راستا، خطای نسبی^[۸۸] تمام پارامترهای کلیدی مطابق آن­چه که در جدول ۶ آمده است محاسبه گردید. پس از آن خطای نسبی کل بر اساس رابطه­ ارائه شده در زیر تخمین زده شد. نتایج نشان داد که مدل در تطابق کامل با داده ­های صنعتی می­باشد. از این رو می­توان با اطمینان کامل ادعا کرد که مدل ارائه شده قادر به توصیف ویژگی­های اصلی رآکتور تجاری R-681 می­باشد، همچنین می­توان بیان کرد که تمام فرضیات ساده کننده­ اعمال شده به اندازه کافی منطقی بوده ­اند.

(۱۳)

جدول ۵- مقادیر متوسط K_eq و ΔG° در طول رآکتور برای واکنش­های پیشنهادی