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Abstract

Data collected with forced uncorrelated sinusoidal changes of the process variables are used to simulate the behaviour of a non-isothermal non-adiabatic pilot plant fixed-bed reactor. The test reaction applied is the hydrogenation of toluene to methylcyclohexane on an industrial nickel catalyst. A pseudo-homogeneous two-dimensional model as well as a one-dimensional model are applied to describe the reactor behaviour. The model parameters are estimated by defining an objective function based upon residuals of the discretized differential equations instead of upon deviation from the observed variables. This procedure leads to a drastic reduction of computer expenditure. Measured and simulated temperature and concentration profiles are compared on the basis of a number of plots and fitting quality criteria. The model parameters estimated from data collected during dynamic runs are comparable to those obtained from a series of stationary experiments (23 experimental design). However, with the dynamic experiments the data necessary for modelling can be collected much more efficiently.

On a employé des donnéees recueillies pour des variations sinusoldales forcées non corréelées, des variables opératoires pour simuler le comportement d'un réacteur non isotherme, non adiabatique à lit fixe B I'échelle-pilote. La réaction utilisée dans ce but a été I'hydrogénation du toluène en méthylcyclohexane sur un catalyseur industriel au nickel. On a eu recours à un modèle pseudo-homogéne à deux dimensions ainsi qu'à un modéle à une dimension pour décrire le comportement du réacteur. On a évalué les parambtres des modbles en définissant une fonction objective basée sur les résidues des équations différentielles discrétisées, plutot que sur les écarts aux variables observées; cette proc%édure a permis de faire unc réduction spectaculaire des dépenses d'ordinateur. On a comparé les profils mesurés et simulés de temperature et de concentration, en se basant sur un certain nombre de graphiques et de critéres de la qualité de la représentation. Les paramàtres des modéles, évalués a partir de données recueillies au cours d'expériences dynamiques, se sont avéarés comparables à ceux obtenus partir d'une séie d'expékriences en régime stationnaire (plan d'expérience 2'); toutefois, dans le cas des expériences dynamiques, les données nécessaires à la modélisation sont obtenues d'une manikre bien plus efficace.