Kinetic modelling of acetylene hydrogenation in ethylene production process
Küçük Resim Yok
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/closedAccess
Özet
Bu tezin amacı, asetilenin hidrojenasyon reaksiyonu sonucu etilen elde edilmesi için çalışma parametrelerinin optimize edilmesi ve reaktörde gerçekleşen ana ve yan reaksiyonların teorik ve pratik yönlerinin araştırılmasıyla etilenin seçici hidrojenasyonu reaksiyonunun kinetik modellemesinin elde edilmesidir. Tez çalışması Petkim İzmir etilen fabrikasından alınan işletme verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Literatür araştırması sonucunda asetilenin hidrojenasyon reaksiyonu için önerilen kinetik modeller ve bu çalışmalarda kullanılan katalizörlerin listesi oluşturulmuştur. Etilen üretim sürecinde kullanılan Pd/Al2O3 katalizörü göz önünde bulundurularak yapılan tarama sonucunda Langmuir-Hinschelwood, Langmuir-Hinschelwood-Hougen-Watson, Eley-Rideal ve Houriuti-Polanyi kinetik modelleri bu tezde ele alınıp incelenmiştir. Geliştirilen MATLAB kodu yardımı ile bu dört farklı kinetik modelin öngörüleri, Petkim etilen fabrikasından alınan süreç verilerine göre test edilmiştir. Sıcaklık ve konsantrasyon profilleri göz önünde bulundurularak, reaktör için en uygun model olarak Eley-Rideal kinetik modeli bulunmuş ve kinetik parametreleri hesaplanmıştır. ASPEN HYSYS programı ile proseste kullanılan reaktörlerin simülasyonu, MATLAB kodu ile bulunan değerler ile yapılmış olup, elde edilen ASPEN HYSYS sonuçları tesis verileri ile karşılaştırılmıştır. Buna ek olarak, ilk kolona beslenen akımda hidrojen mol fraksiyonundaki değişimin etilen ve etan dönüşümlerine etkisi analiz edilmiştir.
The aim of this thesis is to obtain kinetic modeling of the selective hydrogenation reaction of ethylene by optimizing the working parameters to obtain ethylene as a product of the hydrogenation reaction of acetylene and investigating the theoretical and practical aspects of the main and side reactions taking place in the reactor. The thesis study was carried out using process data from the Petkim İzmir ethylene factory. As a result of the literature research, the recommended kinetic models used in acetylene hydrogenation and the list of catalysts used in these studies are created. The kinetic models of Langmuir Hinschelwood, Langmuir Hinschelwood Hougen Watson, Eley Rideal and Houriuti Polanyi are discussed and analyzed in this thesis as a result of the scanning made considering the Pd/Al2O3 catalyst used in the ethylene production process. MATLAB codes are developed for these four different kinetic models by using Petkim ethylene plant data. With the codes, the changes of temperature and concentration parameters along the reactor are found. Considering the temperature profile, the Eley-Rideal kinetic model is chosen as the best model for the reactor and the kinetic parameters are calculated. The parameters obtained with the MATLAB code are used in the simulation by ASPEN HYSYS program and the simulation results are compared with the plant data. In addition to this, the effect of the change in hydrogen mole fraction in the stream fed to the first column on ethylene and ethane conversions are analyzed.
The aim of this thesis is to obtain kinetic modeling of the selective hydrogenation reaction of ethylene by optimizing the working parameters to obtain ethylene as a product of the hydrogenation reaction of acetylene and investigating the theoretical and practical aspects of the main and side reactions taking place in the reactor. The thesis study was carried out using process data from the Petkim İzmir ethylene factory. As a result of the literature research, the recommended kinetic models used in acetylene hydrogenation and the list of catalysts used in these studies are created. The kinetic models of Langmuir Hinschelwood, Langmuir Hinschelwood Hougen Watson, Eley Rideal and Houriuti Polanyi are discussed and analyzed in this thesis as a result of the scanning made considering the Pd/Al2O3 catalyst used in the ethylene production process. MATLAB codes are developed for these four different kinetic models by using Petkim ethylene plant data. With the codes, the changes of temperature and concentration parameters along the reactor are found. Considering the temperature profile, the Eley-Rideal kinetic model is chosen as the best model for the reactor and the kinetic parameters are calculated. The parameters obtained with the MATLAB code are used in the simulation by ASPEN HYSYS program and the simulation results are compared with the plant data. In addition to this, the effect of the change in hydrogen mole fraction in the stream fed to the first column on ethylene and ethane conversions are analyzed.
Açıklama
20.11.2025 tarihine kadar kullanımı yazar tarafından kısıtlanmıştır.
Anahtar Kelimeler
Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
