KFUPM ePrints

Simulation of a simulated moving bed reactor for hydrocarbon isomerization

Aminuddin, Mohammad (2003) Simulation of a simulated moving bed reactor for hydrocarbon isomerization. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
6Mb

Arabic Abstract

البحث يعرض ويحاكي الأيسرومرية للبنتين الطبيعي في مفاعل ذو صحيفة متحركة والذي يحتوي على محفز (Pd/Y-Zeolite) وصفائح ممتصة (5A Zeolite) من أجل فصل وإعادة المواد المتفاعلة الغير ملتقية كما أن التفاعل هو محدود بالتوازن . إن الهدف هو الحصول على نقاء بنسبة تزيد عن 99% من الناتج من الأيسوبنتين . نموذج رياضي تم تطويره ليحل أكثر الافتراضات السهلة مثل نظرية التوازن ، التدفق الكتلي والسرعة الثابتة . اثنان وعشرون حالة تمت دراستها التي تحتوي على تفاوت واختلاف في حالات التشغيل . المحاكاة ذات درجة الحرارة الثابتة والادياباتية لا تعطي النتائج المتوقعة . درجة حرارة الجدار الثابتة طبقت على صفائح الامتصاص للحصول على النقاء المطلوب ، التحول التوازني المحدود هو بحدود 60% الذي يزيد إلى أكثر من 99% بسبب التيار المعاد ، الأداء لم يتحسن بزيادة الهيدروجين أو بواسطة استخدام أكثر صفائح في القسم ، النموذج هو قوي للاختلاف البسيط في درجة حرارة التيار الداخل ، التيار المعكوس المعاد يعطي نسبة 100% نقاء . المفاعل المتجانس الكاذب أو الغير متجانس تم تطويره ، وهما يختلفان في الأداء الديناميكي لكن يعطيان نفس النتائج . المفاعل السندويش الذي هو عبارة عن صفيحة محفزة بين صفيحتين ممتصة تمت محاكاته وأعطى نسبة أداء لدرجة 100% نقاء .

English Abstract

A process for isomerizing n-pentane in a Simulated Moving Bed Reactor (SMBR) is proposed. It consists of a catalyst bed (Pd/Y-zeolite) and several adsorbent beds (5A zeolite) for separating and recycling the unconverted reactant, as the reaction is equilibrium limited. The objective is to obtain > 99% purity of the product isopentane. A mathematical model is developed that relaxes most simplified assumptions such as equilibrium theory, plug flow and constant velocity. Twenty-two cases are studied involving variation of operating conditions. Isothermal and adiabatic simulations do not give the desired results. Constant wall temperatures are thus applied over the adsorbers to produce a thermal sweing and achieve the desired purity. The equilibrium limited conversion is about 60% which increases to > 99% because of the recycle stream. The performance does not improve significantly by increasing hydrogen purge rate in modest amounts or using more beds in regeneration section. The model is robust to small variations in fresh feed temperature and flow rate. Maximum purity exists for every run at an optimum switch time. Reverse flow regeneration yields 100% purity. Both pseudo-homogeneous and heterogeneous reactor models are developed. They differ significantly in their dynamic performance but give similar results once attaining steady state and when incorporated in the SMBR. A sandwich reactor is also simulated that consists of a catalyst bed sandwiched between the adsorbent beds. It also yields the ideal performance of 100% purity.



Item Type:Thesis (Masters)
Date:January 2003
Date Type:Completion
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Creators:Aminuddin, Mohammad
Committee Advisor:Loughlin, Kevin F.
Committee Members:Fatehi, Ashraf I. and Zughbi, Habib D.
ID Code:9658
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:45
Last Modified:25 Apr 2011 09:10

Repository Staff Only: item control page