محاسبات ترکیب شیمیایی گازهای تعادلی واکنش رفرمینگ به کمک روش‌های عددی

در بسیاری از محاسبات فرایندهای شیمیایی، تعیین ترکیب درصد محصولات حائز اهمیت است. مدل‌سازی تعادل فاز در سیستم‌های چند جزئی به منظور طراحی، عملیات، بهینه‌سازی و کنترل طرح‌های جداسازی ضروری است. محاسبات تعادل فاز معمولاً در شبیه‌سازهای فرایندهای صنایع شیمیایی، نفت، پتروشیمی، دارویی و سایر صنایع اجرا می‌شود و واحدهای جداسازی هسته عملکرد پردازش‌اند. از این‌رو، این محاسبات باید با قابلیت اطمینان و به نحوی کارآمد انجام شوند تا از عدم قطعیت و اشتباه در طراحی فرایند جلوگیری شود. از آنجا که جرم مولکولی، ظرفیت‌های گرمایی و میزان محتوای انرژی مخلوط‌های گازی تابعی از غلظت اجزاء به‌شمار می‌آید، بنابراین دانستن ترکیب درصد اجزاء در محاسبه گرمای انتقال یافته، فشار کل مخلوط گازی و کنترل فرایندهای شیمیایی اهمیت دارد. در این مقاله، محاسبات تعادل شیمیایی مخلوط گازی با دو روش ثابت‌های تعادلی و حداقل انرژی آزاد گیبس مطالعه شده است. از روش بهینه ضرایب لاگرانژ برای محاسبات تعادل سیستم رفرمینگ متان با بخار آب در انرژی آزاد گیبس استفاده و تغییرات غلظت اجزای مخلوط گازی با دما مطالعه شد. نتایج نشان داد که با افزایش دمای واکنش از K800 تا K 1200 مقدار H2 و CO تولید شده افزایش می‌یابد، که این امر بیانگر گرماگیر بودن واکنش و انتخاب‌گری اجزای یادشده در دمای بالاست.