مدل سازی و شبیه سازی برج تقطیر واکنشی تولید متیل استات

زمان عظیمی

چکیده

فرایند تقطیر واکنشی به عنوان عمومی ترین و کاربردی ترین شکل جداسازی واکنشی اخیرا کاربرد گسترده ای در مهندسی شیمی پیدا کرده است. این فرایند به دلیل مجتمع کردن دو واحد عملیاتی واکنشگر و جداساز توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است. در این میان فرایند تولید متیل استات به عنوان فرایند پایه وفرایندی که تقطیر واکنشی با این فرایند شکل تجاری گسترده ای به خود گرفت اهمیت خاص دارد. در تحقیقاتی که بر روی فرایند تقطیر واکنشی صورت گرفتهاست و بنای آنها بر روی مدلسازی این فرایند می باشد کمتر بر روی ترمودینامیک و سینتیک این فرایند تاکید شده است. اما در این تحقیق ترمو دینامیک و سیتیک فرایند تقطیر واکنشی تولید متیل استات با کاتالیست غیر همگن نیز مورد توجه قرار گرفته است و بحث و برری نسبتاکاملی بر روی ان شده است. در بخش ترمودیامیک نمودارهای x-t دو جزیی ترکیبات مختلف در فشاهای مختلف تولید شده است و آزیوتروپ برخی ترکیبات دو جزیی محاسبه شده است. با لحاظ کردن سینتیک تولید این ماده در یک محیط باکاتالیست غیر همگن نمودارای rcm مربوط به تولید متیل استات با لحاظ نمودن واکنش جانبی تولید دی متیل اتر از متانول نیز تولید شده است. نقش عدد دامکوهلر (da) که نشان دهنده رژیم کنترل کننده (ترمودینامیک یا ترمودینامیک-سینتیک) می باشد نیز مورد بررسی قرار گرفتهاست. در قسمت دیگر مدلسازی برج تقطیر سینی دار واکنشی دارای کاتالیست غیر همگن آمبر لیست 15 با استفاده از نرم افزار matlab ver.7 انجام گرفته است. این برج در دو حالت تعادلی و rate based مدلسازی شده است و نتایج آن در یک مورد با نتایج کار تجربی bessling و در یکسری دیگر با نتایج حاصل ازنرم افزار hysys ver.3.1. مقایسه شده است. پروفیلهای دما، فشار، ترکیب و جریانهای داخلی مایع و بخار نیز بدست آمده اد. به ازای یک مقدار معین مایع برگشتتیreflex یک max برای میزان خلوص متیل استات در جریان بالای برج بدست می اید که نشاندهنده رفتاری متفاوت نسبت به برج تقطیر معمولی می باشد. نتایج بدست آمده در تواق نزدیکی با نتایج تجربی ونتایج حاصل از نرم افزار می باشند.

اساتید راهنما و مشاور

منصور شیروانی، محمدعلی موسویان