19908

۱۹۹۰۸

شبيه سازي فرايندهاي تقطير، PSA و غشا براي جداسازي پروپان و پروپيلن

كارشناسي ارشد

فرايندهاي جداسازي

1394-139۷

۱۳۹۷/۶/۳۱

دكتر احمد رهبر

مهندسي شيمي

فرايندهاي جداسازي نقش مهم و ويژه اي در صنايع شيميايي دارند. در اين ميان، جداسازي پارافين‌ها و الفين ها هم يكي از پر اهميت ترين موارد شاخه جداسازي است. برخي از مهمترين تكنولوژيهاي مورد استفاده در اين زمينه عبارتند از: تقطير دما پايين، تقطير استخراجي، جذب سطحي و غشا. در اين كار، هدف، جداسازي پروپان و پروپيلن به سه روش مرسوم استفاده از برج تقطير، يونيت جذب سطحي تناوبي با نيرو محركه فشار و غشا مي باشد. شبيه سازي برج تقطير توسط نرم افزار Aspen Plus و Aspen Hysys نسخه 8.8، تجهيز جذب سطحي با نرم افزار Aspen Adsorption نسخه 8.8 و غشا با نرم افزار Comsol نسخه 5.3a انجام شده است. سپس نتايج با يكديگر مقايسه و ارزيابي شده اند. خلوص خوراك مورد مطالعه در هر سه تكنولوژي برابر 75% مولي پروپيلن و 25% مولي پروپان مي باشد. در بخش شبيه‌سازي برج تقطير، دو برج براي رسيدن به خلوص پروپيلن گريد شيميايي و گريد پليمري طراحي شده و با تغيير پارامترهاي كليدي فرايندي شامل رفلاكس، دبي جريان بالاي برج و سيني ورود خوراك، بهينه‌سازي در جهت كاهش مصرف انرژي صورت گرفته است. براي اين شبيه سازي ها از مدل Chao Seader استفاده شده كه برتري آن نسبت به دو مدل SRK و PR به وسيله نرم افزار، بررسي و اثبات شده است. خلوص پروپيلن گريد شيميايي در برجي به قطر 82.5 سانتي متر و ارتفاع 49 متر، برابر 94.83% مولي و پروپيلن گريد پليمري در برجي به قطر 97.2 سانتيمتر و ارتفاع 99.55 متر، برابر 99.48% به دست مي‌آيد. شبيه سازي يونيت جذب سطحي به دليل پيچيدگيهاي موجود در مدل سازي اين تجهيزات و نرم‌افزار مورد استفاده، به جواب نرسيده است. شبيه سازي غشا هم با استفاده از يك تماس دهنده غشايي همراه با محلول نمك نقره، در دو حالت جريانهاي همسو و ناهمسوي خوراك و حلال و با چهار نوع چيدمان انجام شده است. در سطح غشا، واكنش تبديل پروپيلن به كمپلكس پروپيلن – نقره رخ مي دهد. نتايج نشان مي دهند زماني كه خوراك گازي از پايين وارد پوسته و محلول نمك نقره از بالا وارد لوله فيبر غشايي شود، به كمترين مقدار غلظت پروپيلن در خروجي خوراك و خروجي حلال مي رسيم كه بهترين حالت است. پس از بهينه سازي سرعت متوسط جريانهاي حلال و خوراك در اين چيدمان، به غلظت 345.54 mol/m3 در خروجي خوراك و 2.32 mol/m3 در خروجي حلال مي رسيم. واژه هاي كليدي: برج تقطير، PSA، VSA ، غشا، زئوليت، جاذب، ستون جذب، معادلات ديفرانسيل جزئي، تماس دهنده غشايي، محلول نمك نقره

1397/10/10

Simulation of Distillation, PSA & Membrane Processes for Propane/Propylene Seperation

9/22/2018 12:00:00 AM