در صنایع مختلف بویژه پتروشیمی واکنش تبدیل متان در حضور بخارآب به عنوان مهم ترین و هم چنین اصلی ترین فرآیند تولید گاز هیدروژن از گذشته مورد بهرهبرداری قرار گرفته است و به همین دلیل امروزه نیز توجه کارشناسان مربوطه را به عملکرد واحدهای تولید کننده هیدروژن معطوف نموده است واحد تولید هیدروژن مجتمع پتروشیمی ایلام، بخش اعظم گاز هیدروژن مورد نیاز واحدهای فرایندی این مجتمع و ... را فراهم میکند. در این واحد، گاز هیدروژن به واسطه تولید گاز سنتز از طریق واکنش ریفرمینگ متان در حضور بخار آب در راکتورهای لولهای پرشده با کاتالست نیکل بر پایه آلومینا، تولید میشود. در این پایان نامه برای برررسی پارامترهای مؤثر بر میزان تبدیل متان، از جمله اثر تغییر دما، نسبت میزان بخارآب به متان در ورودی راکتور و فشار محیط واکنش، این فرایند در مقیاس تجهیزاتی واحد هیدروژن مجتمع پتروشیمی ایلام مورد مدلسازی همدما و دوبعدی قرار گرفت. در این مدلسازی از روش دینامیک سیالات محاسباتی و از طریق نرمافزار کامسول، برای حل معادلات مربوط به انتقال جرم، انتقال انرژی (حرارت) و همچنین (افت فشار) انتقال مومنتم در دو فاز گاز و جامد در طول راکتور برای جریان خوراک گازی شکل وروردی به راکتور و در سطح کاتالیست، به جهت بررسی عملکرد راکتور مربوطه، استفاده شد. با توجه به مدلسازی انجام شده، با افزایش دما، درصد تبدیل متان افزایش مییابد. اما حد بالای دما را شرایط و هزینههای عملیاتی و سینترینگ کاتالیست محدود میکند، ولی میتوان با انتخاب کاتالیستهایی که در دامنه دمایی متوسط، کارایی قابل قبولی دارند (مانند ) در بازه دمایی پایینتر، ریفرمینگ را با درصد تبدیل بالا به انجام رساند. کاهش فشار، طبق اصل لوشاتلیه، بر درصد تبدیل متان تاثیر مثبت دارد. اما فشار عملیاتی را معمولا تجهیزات واحد تعیین میکند. زیرا حجم تجهیزات با کاهش فشار، افزایش مییابد و این مسیله از نظر اقتصادی بسیار مهم است. افزایش نسبت بخارآب به متان باعث افزایش تبدیل متان و در نتیجه کاهش تشکیل کک، کاهش انتخابپذیری منوکسیدکربن و در مقابل باعث افزایش مسمومیت کاتالیست با روش اکسیداسیون میشود. پس باید مقداری بهینه برای این نسبت در نظر گرفته بشود. در این تحقیق برای مطالعه و بررسی فرآیند ریفرمینگ متان از مدل متقارن دو بعدی در نرم افزار کامسول نسخه 5/5، استفاده شد، در تحقیقات بعدی می-توان از مدل سه بعدی استفاده نمود. به عنوان پیشنهاد، در تحقیقات بعدی میتوان برای رسیدن به نتایج دقیقتر و بهتر از کامپیوتر با رم بالا و قدرت پردازش بیشتر استفاده کرد؛ همچنین میتوان مطالعه را با در نظرگرفتن انتقال حرارت تشعشعی، کاتالیستهای مختلف، یا با در نظر گرفتن گرادیان دما در داخل کاتالیستها، شرایط عملیاتی ناپایا، حقیقی در نظر گرفتن خوراک ورودی و حتی با در نظر گرفتن تشکیل کک به منظور واقعیتر شدن شبیهسازی و کاهش درصد خطا انجام داد.
