Modeling of an industrial hydrocracker reactor
Endüstriyel bir hidrokraker reaktörünün modellenmesi
- Tez No: 297781
- Danışmanlar: PROF. DR. YAMAN ARKUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 145
Özet
Bu çalışmanın amacı, endüstriyel bir Hidrokraker reaktörünü modellemektir. Ön çalışma olarak, endüstriyel Hidrokraker reaktörü Aspen HYSYS Hydrocracker kullanılarak simule edilmiştir. Daha sonra, kesikli gruplama yaklaşımının uygulanması ile model geliştirilmiştir. Model aynı anda çözülmesi gereken bir dizi diferansiyel ve cebirsel denklemlerden oluştuğu için, MATLAB kullanılarak bir kod yazılmıştır. Parametre tahmini gerçek veri ile model tahminlerini eşleştirmek için yapılmıştır. Sabit dönüşümlü operasyon koşulları altında, model tahminleri gerçek veriyle yakın bir şekilde örtüşmüştür. Sabit dönüşümlü model, kataliz deaktivasyonunun parametreler üzerindeki etkisini gözlemlemek için farklı kataliz aktivitesi olan operasyon günlerinin verileri kullanılarak güncellenmiştir. Ürün dağılım parametreleri ile reaksiyon ısısı parametrelerinde önemli değişiklikler gözlenmezken, reaksiyon hız sabiti parametreleri kataliz deaktivasyonu ile ilişkilidir. Rektör giriş sıcaklıkları bağımsız ve ayarlanabilir majör değişkenler oldukları için, onların ürünler ve dönüşüm üzerindeki etkileri de çalışılmıştır. Model, sabit dönüşüm verisi için, reaktör giriş sıcaklıklarına düşük dönüşüm hassasiyeti göstermiştir. Daha sonra, iki farklı dönüşüm verisi kullanılarak tahmin edilen parametrelerle yeni bir model geliştirilmiştir. Simulasyonlar reaktör boyunca giriş sıcaklıklarındaki toplam 3.1 °C lik artışın dönüşümü % 0.75 etkilediğini göstermiştir ki bu değer hidrokraker ünitesi için dikkat çekicidir. Son olarak, modelin öngörü kabiliyeti ünite verileri analiz edilerek sorgulanmıştır. Bazı operasyon günleri için giriş sıcaklıklarındaki artışların aynı dönüşümle sonuçlandığı gözlemlenmiştir. Bu, dönüşümü sabit tutabilmek için, reaktör giriş sıcaklıklarının ileri kontrol sistemi tarafından besleme özellikleri, kataliz deaktivasyonu yada diğer operasyon koşulları gibi bozan etkenleri elimine etmek için ayarlandığı anlamına gelir. Geliştirilmiş model bu değişiklikleri tahmin edemez. Bununla beraber, modelin parametreleri bozan etkenleri içeren farklı ünite verilerini eşleştirmek üzere güncellenebilir. Ya da, proses davranışını tahmin edebilmek için geliştirilmiş modele bir bozan etken modeli entegre edilebilir. ?
Özet (Çeviri)
The aim of this study is to model an industrial hydrocracker reactor. As preliminary work, the industrial hydrocracker reactor was simulated by the Aspen HYSYS Hydrocracker. Next, a first principle model was developed in which the discrete lumping approach was adopted. Since the model consists of a set of ordinary differential equations and algebraic equations which have to be solved simultaneously, a code was written by using MATLAB. Parameter estimation was performed to match model predictions with real plant data. Under constant conversion operating conditions model estimates matched the plant data closely. In order to investigate the effect of catalyst deactivation on parameters, the constant-conversion model was updated using data corresponding to operating days with different catalyst activity. While significant changes in the product distribution parameters and heat of reaction parameters were not observed, rate constant parameters correlated well with catalyst deactivation. Since the reactor inlet temperatures are the major independent and adjustable process variables, their effect on plant products and conversion was also studied. For the constant conversion training data, the model showed low sensitivity of conversion to reactor inlet temperatures. Next, a new model was developed by estimating the parameters using operating data at two different conversion levels. Simulations showed that an overall 3.1 °C increase in inlet temperatures along the reactor affected the conversion by 0.75 % which is a remarkable value for an Hydrocracker unit. Finally, the predictive ability of the model was questioned by analyzing the plant data. It was observed that increase in inlet temperatures resulted in the same conversion for some days of operation. This means that in order to keep conversion constant the reactor inlet temperatures are adjusted by the existing advanced control system to reject disturbances such as feed properties, catalyst deactivation or other operation conditions. The developed model cannot predict such changes. However its parameters can be updated on-line to match different plant data that includes disturbance effects. Alternatively, a fundamental or empirical disturbance model can be integrated into the developed model in order to predict the behavior of the process under realistic disturbances.
Benzer Tezler
- Kinetic modeling and simulation of an industrial diesel hydroprocessing plant
Endüstriyel dizel hidro-işleme ünitesinin kinetik modellenmesi ve simülasyonu
AYŞE DİLAN ÇELEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAMAN ARKUN
- Real-time optimization and control of refinery cracking processes: Theory and industrial applications
Rafineri kırılma ünitelerinin gerçek zamanlı optimizasyonu ve kontrolü: Teori ve endüstriyel uygulamalar
HASAN ŞILDIR
Doktora
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAMAN ARKUN
- Computer-aided exergy and energy analysis of the vacuum distillation unit
Vakum distilasyon ünitesinin bilgisayar destekli ekserji ve enerji analizi
SENA KURBAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR YAMAN
- Estimating process simulation errors of an industrial fractionator column by using data-driven modelling techniques
Endüstriyel fraksiyonlandırma kolonunun simulasyon hatalarını veri-bazlı modelleme teknikleri ile tahmin edilmesi
SADIK ÖDEMİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKoç ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZDEN GÜR ALI
- Bilinmeyen 3B nesnelerin endüstriyel robot kolu ile otonom yüzey modellemesi
Autonomous surface modeling of unknown 3D objects with an industrial robot manipulator
CANSU SÖYLEYİCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN ÖZKAN