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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳昭佑
研究生(外文):Chao-Yu Chen
論文名稱:異丁烷裂解反應器之數學模式
論文名稱(外文):A Mathematical Model of an Isobutane Cracker
指導教授:陳錫仁陳錫仁引用關係
指導教授(外文):Hsi-Jen Chen
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1995
畢業學年度:83
語文別:中文
論文頁數:82
中文關鍵詞:熱裂解裂解爐數學模式異丁烷丙烯異丁烯
外文關鍵詞:pyrolysiscrackermodelisobutanepropyleneisobutene
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熱裂解技術是目前石化工業產製烯烴 (olefins) 的主要方法,所謂熱裂
解 (pyrolysis) 是將碳氫裂解油料透過強烈加熱方式,利用其高溫不穩
定、易斷鏈、分解的原理,使其裂解成多種產品的製程。隨石化工業的發
展丙烯需求量與日俱增,這種僅次於乙烯的石化基本原料,由於過去丙烯
的產製是伴隨乙烯的聯產物,裂解原料並非針對丙烯生產而來,因此丙烯
產率不高。所以獨立於乙烯以生產丙烯為主的製程有其必要性,而異丁烷
是相當具有吸引力的裂解進料。此外以異丁烯為原料與甲醇反應生成的甲
基第三丁基醚 MTBE 為目前汽油中所摻配的重要含氧燃料,隨環保意識抬
頭,促使 MTBE 辛烷值提昇劑需求家量大增。本論文提出以異丁烷為裂解
進料,是以聯產丙烯、異丁烯為目的,因其分子結構關係,是所有碳氫化
合物中最能兼顧丙烯與異丁烯的生產。本篇針對裂解核心 即裂解反應器
提出一套數學模式,模式中考慮異丁烷裂解反應的動力學、反應器內各裂
解成份的質量結算、反應器內能量結算及反應器熱傳遞現象(包括裂解爐
的輻射與爐管的熱傳導 熱對流);此外,模式中亦考慮機械能均衡以求模
式的完整性。由數學模式所推出的非線性聯立微分方程組 (包括十三個裂
解氣的質量微分式、能量微分式、壓降微分式,共十五個),配合數值分
析預測反應爐管出口的產物分佈狀況 並藉由裂解操作參數的選擇,影響
熱裂解轉化,改變產品分佈找尋最佳操作條件。

The pyrolysis technology is a major approach for production of
olefins in the petrochemical industry today. Pyrolysis means
thermal cracking of hydrocarbon feedstocks by means of heating
intensively. The basic theory behind pyrolysis is the scission
and coupling, hydrogen abstraction along with decomposition and
addition of hydrocarbon molecules at high temperature. As a
result, pyrolysis of hydrocarbon forms many products. The
rapidly growing demand for propylene may lead to a need for
processes producing propylene independently from ethylene.
Isobutane is an attractive feedstock for cracking because
isobutene is also produced in addition to propylene.Isobutene
and methanol react to form methyl tert-butyl ether (MTBE). It
is an important oxygenated gasoline. Today, the demand of MTBE
is skyrocketing as a result of environmental consciousness. The
molecular structure of isobutane leads to produce high yield of
propylene and isobutene among most of hydrocarbon feedstocks.
This paper deals with a mathematical model of the cracking
reactor. In the model,isobutane reaction kinetics, material/
energy balance of cracked gases, heat transfer mechanism such
as radiation in the cracking furnace, heat conduction and
convection of tube, pressure drop across the tubular reactor
are all considered. The model leads to a set of nonlinear
ordinary differential equations,including thirteen crack-gas
mass balances plus overall energy and pressure drop
differential equations.By means of the model, we are able to
solve and predict product in the exit coil numerically. In
addition,we can take advantage of this model by selecting
proper operating parameters and thus obtain optimal product
yields.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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