28941

بررسي فني اقتصادي چيدمان¬هاي PSDدر فرآيندهاي جداسازي تركيبات آزئوتروپ حساس به فشار

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي گرايش طراحي فرآيند

1399

1402/4/30

نورالله كثيري

امير حسين خليلي

مهندسي شيمي

جداسازي آزئوتروپ¬ها همواره از چالش¬هاي مهم پژوهشگران بوده¬است. براي جداسازي آزئوتروپ¬هاي حساس به فشار از روش تقطير نوسان فشار استفاده مي¬گردد. اگرچه بكارگيري اين روش منجر به توليد محصولاتي با خلوص بالا شده اما بايد توجه داشت كه ميزان انرژي مصرفي در اين روش بالا بوده كه باعث افزايش هزينه¬هاي عملياتي مي¬گردد. ويژگي بسيار مهم اين فرآيند، وجود اختلاف دما بين دو برج مي¬باشد كه با استفاده از انتگراسيون حرارتي مي¬توان ميزان مصرف انرژي در اين فرايند را كاهش داد كه منجر به كاهش هزينه¬هاي عملياتي و در نتيجه كاهش هزينه¬هاي ساليانه شده و اقتصادي¬تر شدن اين روش مي¬گردد. در اين پايان نامه پس از معرفي تقطير نوسان فشار در فصل اول، مروري بر پيشينه پژوهشي انجام شده و به معرفي جامع اين فرآيند و روش¬هاي مختلف انتگراسيون حرارتي مانند انتگراسيون حرارتي داخلي و خارجي و تكنيك تراكم مجدد بخار پرداخته شده¬است. چيدمان¬هاي مختلف با استفاده از تركيب ايده¬هاي مختلف ارائه شده و اين چيدمان¬ها با استفاده از نرم¬افزار Aspen plus شبيه¬سازي شده¬اند. بهينه¬سازي اقتصادي چيدمان¬هاي توليد شده توسط الگوريتم ژنتيك انجام گرديده¬است. روش جامع جهت طراحي و بهينه¬سازي چيدمان¬هاي پيچيده مبتني بر انتگراسيون حرارتي داخلي توسط دو ستون هم¬مركز معرفي شده است. پس از تعيين نقطه بهينه اقتصادي، چيدمان¬هاي ارائه شده توسط شاخص¬هاي ديگري نظير انتشار كربن دي اكسيد، بازدهي ترموديناميكي و ضريب عملكردي مورد بررسي قرار گرفته¬اند. طبق نتايج بدست آمده مشخص شده¬است كه چيدمان منتخب منجر به كاهش 66.5 درصدي هزينه¬هاي ساليانه و كاهش 96.3 درصدي انتشار كربن دي اكسيد نسبت به چيدمان معمولي گرديده است.

1402/07/30

Technical and economical investigation of PSD arrangements in the pressure-sensitive azeotropic mixture separation processes of

7/20/2024 12:00:00 AM

Separation of azeotropic mixture always has an important challenge for researchers. Pressure swing distillation process is used to separate pressure sensitive azeotropes. Although the use of this method has led to the production of products with high purity, it should be noted that the amount of energy consumed in this process is high and led to increases operating costs. The principal feature of this process is the existence of temperature difference between two columns. In this process, can reduce the amount of energy consumption by using heat integration, which has led to the reduction of operating and total annualized costs. In this thesis, after the introduction of pressure swing distillation in the first chapter, a review of the literature on this subject was done and a comprehensive introduction of this process and various methods of thermal integration such as internal and external thermal integration and vapor recompression technique were discussed. In the third chapter, different layouts presented by using the combination of different ideas and these layouts are simulated using Aspen plus software. In the fourth chapter, the economic optimization of the arrangements has been done by the genetic algorithm. A comprehensive method for designing and optimizing complex layouts based on internal heat integration by two concentric columns has been introduced. After determining the optimal economic point of this layouts, other indicators such as carbon dioxide emission, thermodynamic efficiency and performance coefficient have been investigated. According to the results, it has been determined that the Superior arrangement has led to a 66.5% reduction in annualized costs and a 96.3% reduction in carbon dioxide emissions compared to the conventional arrangement.

:انتگراسيون حرارتي داخلي , تقطير نوسان فشار , انتگراسيون حرارتي خارجي , بهينه سازي

Internal heat integration , External heat integration , Pressure swing distillation , Optimization

abbas gholami

Kasiri Norollah