5108

5108

مدل سازي و شبيه سازي برج تقطير واكنشي توليد متيل استات

كارشناسي ارشد

شيمي -طراحي ،شبيه سازي و طراحي فرايندها

اسفند 1383

1383

دكتر منصور شيرواني

دكتر محمد علي موسويان

09

فرايند تقطير واكنشي (RD يا Reactive Distillation ) به عنوان عمومي ترين و كاربردي ترين شكل جداسازي واكنشي ((Reactive Separation) اخيرا كاربرد گسترده اي در مهندسي شيمي پيدا كرده است . اين فرايند به دليل مجتمع كردن دو واحد عملياتي واكنشگر (Reactor) و جداساز(Separator ) توجه بسياري از محققين را به خود جلب كرده است . در اين ميان فرايند توليد متيل استات به عنوان فرايند پايه و فرايندي كه تقطير واكنشي با اين فرايند شكل تجاري گسترده اي به خود گرفت ، اهميت خاص دارد . در تحقيقاتي كه بر روي فرايند تقطير واكنشي صورت گرفته است و بناي آنها بر روي مدلسازي اين فرايند مي باشد ، كمتر بر روي ترموديناميك و سينتيك اين فرايند تاكيد شده است . اما در اين تحقيق ترموديناميك و سينتيك فرايند تقطير واكنشي توليد متيل استات با كاتاليست غير همگن نيز مورد توجه قرار گرفته است . و بحث و بررسي نسبتا كاملي بر روي آن شده است . در بخش ترموديناميك ، نمودارهاي T-x دو جزئي تركيبات مختلف در فشارهاي مختلف توليد شده است و آرنوتروپ برخي تركيبات دو جزئي محاسبه شده است . با لحاظ كردن سينتيك توليد اين ماده در يك محيط با كاتاليست غير همگن ، نمودارهاي RCM مربوط به توليد متيل استات با لحاظ نمودن واكنش جانبي توليد دي متيل اتر از متانول نيز توليد شده است . نقش عدد دامكوهلر (Da) كه نشان دهنده رژيم كنترل كننده ( ترموديناميك يا ترموديناميك -سينتيك ) مي باشد نيز مورد بررسي قرار گرفته است . در قسمت ديگر ، مدلسازي برج تقطير سيني دار واكنشي ، داراي كاتاليست غير همگن آمبر ليست 15 ، با استفاده از نرم افزار MATLAB Ver.7 انجام گرفته است . اين برج ، در دو حالت تعادلي و Rate Based مدلسازي شده است و نتايج آن در يك مورد با نتايج كار تجربي Bessling و در يكسري موارد ديگر با نتايج حاصل ار نرم افزار Hysys Ver. 3.1 مقايسه شده است . پروفيلهاي دما ، فشار ، تركيب و جريانهاي داخلي مايع و بخار نيز بدست آمده اند . به ازاي يك مقدار معين مايع برگشتي (Reflux) ،يك Max براي ميزان خلوص متيل استات در جريان بالاي برج بدست مي آيد كه نشاندهنده رفتاري متفاوت نسبت به برج تقطير معمولي مي باشد . نتايج بدست آمده در توافق نزديكي با نتايج تجربي و نتايج حاصل از نرم افزار مي باشد .