Аспекты математического моделирования и модернизация химико-технологических процессов на основе кинетической модели

Abstract

Пиролиз низших алканов является одним из основных промышленных процессов получения легких олефинов. В статье исследуется процесс пиролиз пропана в проточном реакторе в режиме подачи энергии через постоянный внешний нагрев. Для комплексного исследования процесса во всевозможных условиях, и для обеспечения перехода от лабораторных установок к промышленным, необходимо провести численный анализ результатов моделирования течения газа в реакторе с учётом химических процессов. В работе представлены результаты численного моделирования трехмерной динамики газового потока пиролиза пропана в реакторе в программном пакете ANSYS Fluent с использованием компактной кинетической модели. Определены зависимости выхода продуктов реакции от длины реакционной зоны при изменении температуры и скорости потока исходной смеси.// Pyrolysis of lower alkanes is one of the major industrial processes for producing light olefins. Homogeneous pyrolysis of propane was studied in a reactor with external heating. Mathematical modeling of the gas chemistry processes is widely demanded and used to provide a large-scale transition from laboratory to demonstration and pilot units. The results of numerical modeling of the three-dimensional gas flow dynamics of propane pyrolysis in the reactor is based on the ANSYS Fluent with the addition a compact kinetic model are presented. The dependences of the yield of the reaction products on the length of the reaction zone are found for the variation in temperature and the flow rate of the feed mixture.