15116

ررسي مطالعات صورت گرفته درسينيهاي برج هاي تقطير صنايع شيميايي به روش CFD

1403

دكتر نورالله كثيري

دكتر سپيده رشدي

ستون‌هاي تقطير از مهم‌ترين واحدهاي جداسازي در صنايع شيميايي، پالايشگاهي و پتروشيمي به‌شمار مي‌آيند و نقش تعيين‌كننده‌اي در توليد محصولات با خلوص بالا و ارزش اقتصادي قابل‌توجه دارند. طراحي و بهينه‌سازي اين ستون‌ها، به‌ويژه براي سيستم‌هاي جداسازي ويژه مانند توليد متيل‌استات، سوخت‌هاي زيستي، گازوئيل سنتزي و جداسازي‌هاي آزئوتروپي، نيازمند شناخت دقيق رفتار جريان، انتقال جرم و انرژي در سيني‌ها و بخش‌هاي مختلف برج است. در اين پژوهش با هدف تحليل جامع عملكرد برج‌هاي تقطير و ارتقاي كارايي آن‌ها و حل چالش كمبود داده تجربي براي شبيه‌سازي از تلفيق شبيه‌سازي عددي CFD با نرم‌افزار اسپن استفاده شده است. ابتدا مروري بر انواع سيني‌هاي متداول از جمله سيني‌هاي مشبك، دريچه‌اي و كلاهكي از منظر هندسي شامل ارتفاع بند، قطر و زاويه سوراخ‌ها و ضخامت سيني انجام گرفت. سپس با استفاده از داده‌هاي فرآيندي استخراج‌شده از اسپن شامل نرخ جريان فازهاي گاز و مايع، دما و تركيب اجزاء، مدل‌هاي CFD براي بررسي رفتار هيدروديناميكي و انتقال جرم توسعه يافتند. نتايج حاصل نشان دادند كه افزايش نرخ بخار و بهينه‌سازي هندسه سيني مي‌تواند بهبود قابل‌توجهي در راندمان انتقال جرم و افزايش بازده جداسازي در سيستم‌هاي آزئوتروپي ايجاد كند. داده‌هاي تجربي موجود نيز براي ارزيابي صحت مدل‌ها مورد استفاده قرار گرفته و مقايسه نتايج عددي با داده‌هاي آزمايشگاهي تطابق مناسبي را در پارامترهايي نظير پروفيل غلظت، راندمان نقطه‌اي و راندمان مورفي نشان داد. در مجموع، يافته‌ها بيانگر آن است كه مدل‌سازي CFD در كنار داده‌هاي فرآيندي و تجربي مي‌تواند به‌عنوان ابزاري كارآمد براي طراحي بهينه، توسعه صنعتي و بهبود عملكرد فرآيندهاي جداسازي در برج‌هاي تقطير مورد استفاده قرار گيرد. همچنين پيشنهاد شد در مطالعات آينده، مدلسازي سيني‌هاي دريچه‌اي، غربالي و كلاهكي با تمركز بر بهينه‌سازي جرمي و تلفيق كامل داده‌هاي عددي و تجربي توسعه يابد تا مسير طراحي هوشمند و بهينه‌سازي برج‌هاي تقطير صنعتي فراهم گردد.

10/13/2025 12:00:00 AM

87718

1404/07/27

Review of studies conducted on the trays of distillation towers in the chemical industry using CFD method

ستون تقطير، شبيه‌سازي CFD، انتقال جرم، راندمان سيني، داده‌هاي تجربي

Distillation column, CFD simulation, mass transfer, tray efficiency, experimental data