شبیه سازی و کنترل پذیری فرآیند آبزدایی اتانول بوسیله سیکلوهگزان با نرم افزار aspen dynamic and simulink matlab
چکیده
اتانول کاربردهای متنوعی در صنایع داروسازی، لاستیک سازی، رنگسازی، حلالها و مکمل سوخت خودرو دارد. اتانول برخلاف نفتاازجمله مواد تجدید پذیر محسوب می شود که مشکلات زیست محیطی و آلودگی نیز ایجاد نمی کند. استفاده از اتانول به عنوان مکمل سوخت خودروها از جمله مهمترین مصارف صنعتی این ماده بشمار می رود. با توجه به این موضوع تحقیق وتوسعه در زمینه تولید اتانول با درجه خلوص بالا در سطح جهان، و نه تنها در کشور های پیشرفته، از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. یکی از روشهای تولید اتانول، استحصال آن از منابع طبیعی مانند ضایعات کشاورزی و دامی می باشد، که طی روشهای خاصی از قبیل فرآیند تخمیر، از این مواد اتانول تولید می شود. اتانول حاصل از روشهای تخمیری که درجه خلوص نسبتا پایینی دارد و برای استفاده در بعضی مصارف صنعتی بخصوص به عنوان مکمل سوخت مناسب نمی باشد، را برای رساندن به کیفیتهای بالا به واحدهای خالص سازی می فرستند. از آنجا که اتانول حاصل از روشهای تخمیری حاوی مقدار زیادی آب می باشد، لذا در حین خالص سازی تشکیل ترکیب آزئوتروپی می دهد. یکی از روشهای خالص سازی اتانول در این شرایط استفاده از روش تقطیر آزئوتروپی می باشد. در این روش ماده سومی که آزئوتروپ شکن نامیده می شود (بنزن، تولوئن، سیکلوهگزان و...) به مخلوط اتانول و آب اضافه می شود. این ماده، نقطه آزئوتروپیک اتانول و آب را می شکند و یا به عبارت دیگر میزان فراریت نسبی آب را افزایش می دهد.از طرفی درک صحیح و شناخت چنین فرآیند صنعتی مهمی از جایگاه ویژه ای برخوردار است. با استفاده از شبیه سازی دینامیکی می توان اطمینان حاصل کرد که محصول مطلوب با رفتار آسان و ایمن تولید می شود و همچنین می توان هزینه های فرآیند بویژه مصرف انرژی را بهینه ساخت.استفاده از بنزن به عنوان آزئوتروپ شکن در صنعت بسیار معمول است، لذا از یکسو بدلیل سمیت بالا و سرطانزا بودن بنزن و از سوی دیگر بدلیل نوآوری صنعت دراین پروژهفرآیند آبزدایی اتانول با سیکلوهگزان به عنوان آزئوتروپ شکن مورد استفاده قرار گرفته و سپس این سیستم هم درحالتپایاوهم در حالت دینامیک با استفاده از نرم-افزارهای aspen plus،aspen dynamic، simulink شبیه سازی شد. در نهایت مقایسه ای هم بین این سیستم شبیه سازی شده با سیستمی که از بنزن استفاده شده بود، به عمل آمد. لذا پس از بررسی دینامیکی سیستم ها دریافتیم که، سیستمی که از سیکلوهگزان استفاده کرده بود نیاز به انرژی مصرفی کمتر و همچنین هزینه مواد اولیه کمتر داشت.