مدل سازی بستر سیال فرایند FCC بر مبنای تغییر اندازه ذرات کلاستر در طول رایزر

کراکینگ کاتالیستی بستر سیال یا FCC (Fluid Catalytic Cracking) از روش‌های مهم تبدیل برش‌های سنگین نفتی به برش‌های سبکی چون بنزین و LPG (Liquid Petroleum Gas) است. در این مطالعه، مدل‌سازی پایا و یک بعدی رایزر (بالابرنده) فرایند FCC، با در‌نظرگرفتن مدل سینتیکی 4 لامپ (Lump)، انجام شد. مدل با استفاده از موازنه جرم، مومنتوم و انرژی به کمک MATLAB برنامه‌نویسی گردید. مدل بر اساس این واقعیت که ذرات کاتالیست در طول رایزر به صورت کلاستر (Cluster) حرکت می‌کند، ایجاد شده است. در این مقاله، از فرض ثابت بودن قطر کلاستر در طول رایزر صرف نظر شده و مدل‌سازی با در‌نظرگرفتن تغییرات قطر کلاستر در طول رایزر انجام شده است. با استفاده از مدل حاصل، بازده محصولات، پروفایل دمای درون رایزر، سرعت فاز گاز و جامد، سرعت کاهش فعالیت کاتالیست و تغییر اندازه قطر کلاستر در طول رایزر بررسی شده است. صحت این مدل با 4 نمونه صنعتی گزارش شده در مقالات، معتبرسازی شده است. نتایج بدست آمده در انتهای رایزر با درصد خطای میانگین 12/3 درصد برای بازده بنزین، 35/5 درصد برای بازده کک و 81/1 درصد برای دمای رایزر، مطابقت خوبی با داده‌های صنعتی نشان داده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که درصد خطا نسبت به حالتی که قطر کلاستر در طول رایزر مقدار ثابتی فرض شده، کاهش می‌یابد.