شماره ركورد
15729
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
15729
پديد آورنده
اميرحسين خليلي گركاني
عنوان
ارائه الگويي جديد براي سنتز چيدمان برج هاي تقطير با استفاده از روش هاي انتگراسيون فرآيند
مقطع تحصيلي
دكتري
سال تحصيل
ارديبهشت ماه1395
تاريخ دفاع
ارديبهشت ماه1395
استاد راهنما
دكتر نوراله كثيري - دكتر جواد ايوك پور
دانشكده
شيمي
چكيده
چكيده
تقطير مهمترين و پركاربردترينفرآيند جداسازي در صنايع شيميايي است.رويكرد ترموديناميكي در فرآيندهاي جداسازي مي¬تواند از مشكلات اينفرآيندها نظير هزينه بالاي انرژي مصرفي، ناكارآمدي ترموديناميكي سيستم و تخريب¬هاي زيست محيطي بكاهد.در اين پروژه از آناليز اكسرژي براي ارزيابي و بهبود عملكرد چيدمانبرج¬هاي تقطير در كنار آناليز اقتصادي بهره گرفته شده است.
اين پژوهش به دو بخش تقسيم شده است. در بخش اول يك روش ماتريسي براي توليد فضاي جستجو چيدمان¬هاي برج¬هاي تقطير (با تعداد كمتر از n-1 برج) بصورت سيستماتيك ارائه شده است. فضاي جستجوي كامل ارائه شده امكان دستيابي به چيدمان بهينه را افزايش مي¬دهد. ماتريس جداسازي پيشنهادي در اين كار، بيان ديگري از روش شناخته شده بيان شبكهاي ميباشد. روش ارائه شده قادر است، انواع چيدمان¬هاي زوج حرارتي، معادل ترموديناميكي، كاهش¬يافته، چيدمان¬هاي يكپارچه جرم و حرارت و چيدمان¬هايي با برج¬هاي ديواره تقسيم را توليد كند. روش ابداعي براي تركيبات سه و چهارجزيي ارائه شده است، اما قابليت استفاده از آن براي هر تعداد از اجزا وجود دارد.
در بخش دوم طراحي چيدمان برج¬هاي تقطير مدنظر قرار گرفته است. در اين بخش هدف ارائه الگوريتمي براي انتخاب چيدمان بهينه است، كه از آناليز اكسرژي براي كاهش فضاي جستجو بهره مي¬برد. هدف رسيدن به چيدماني با كمترين ميزان هزينه ساليانه و ميزان تلفات اكسرژي مي¬باشد. تمامي چيدمان¬هاي ساده و پيچيده مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا تمامي چيدمان¬ها بصورت مجزا شبيه-سازي و بهينه¬سازي شده و به عنوان بانك اوليه براي آزمايش عملكرد روش كاهش فضاي جستجو مورد استفاده قرار مي¬گيرند. سپس بر مبناي توزيع اتلاف اكسرژي در برج¬هاي موجود در چيدمان، با حذف چيدمانهاي غيربهينه و محدود كردن چيدمانهاي بهينه ممكن حجم محاسبات كاهش مييابد. بدين جهت با توجه به نمودار اتلاف اكسرژي، بخش¬هاي مرتبط با بيشترين تلفات، بين برج¬هاي متوالي جابجا شده و در نتيجه چيدمان¬هاي جديد توليد مي¬گردد. نتايج بيانگر كاهش قابل توجه محاسبات و تعداد چيدمان¬هاي مورد بررسي در جداسازي¬هاي قطعي و غيرقطعيمي¬باشد. همچنين مقايسه نتايج حاصل از الگوريتم با بانك داده تهيه شده از بررسي تك تك چيدمان¬ها نشانگر دقت عملكرد الگوريتم پيشنهادي مي¬باشد. نتايج حاصل از الگوريتم پيشنهادي نشان مي¬دهد كه اين روش مي¬تواند در مواردي تا 50% تعداد گزينه¬هاي مورد نظر را كاهش دهد.
واژگان كليدي فارسي: سنتز فرآيند، چيدمان برج¬هاي تقطير، آناليز اكسرژي،كاهش فضاي جستجو