دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی

عنوان:

شبیه سازی فرآیند تولید متیل استات با استفاده از Rate-Baded Model (تعادلی و غیرتعادلی)

چکیده:

به دلیل مشکلات ناشی از به کارگیری مدل های تعادلی که ناشی از نواقص موجود در مدل های مذکور است. درصد محاسبه از مدل های غیرتعادلی که به Rate-Bsed معروفند رفته، انواع مدلسازی غیرتعادلی را بررسی نموده، کاربردهای آن را بررسی و تقطیر واکنشی را به عنوان کاربرد مدل های غیرتعادلی در ستون های جداسازی بررسی و در نهایت فرایند متیل استات در برج تقطیر واکنش را توسط نرم افزار Aspen pluse شبیه سازی نموده و نتایج به دست آمده را با نتایج مدل تعادلی مقایسه نموده ایم.

مقدمه:

در منابع و تحقیقات موجود در کشور سابقه ای در زمینه بهره گیری از مدل Rate based در شبیه سازی فرآیند تقطیر واکنشی موجود نیست و مطالعات در خارج از کشور به ویژه امریکا و هلند در حال انجام است. از اینرو در این تحقیق به بررسی و تجزیه و تحلیل مواردی مانند معایب استفاده از مدل تعادلی و در مقابل مزایا و معایب روش هایی مبتنی بر مدل غیرتعادلی، معادلات، خواص فیزیکی و… مورد نیاز جهت استفاده از مدل غیرتعادلی خواهیم پرداخت.

شبیه سازی فرآند تقطیر واکنشی تولید متیل استات در برج های Pack و برج های سینی دار و مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج مدل تعادلی، تاثیر کاتالیست های مختلف، نرخ رفلاکس، فرمول فیک، فرمول ماکسول – استفان و… به عنوان پارامتر متغیر روی تولید متیل استات از نظر کمی و کیفی، بررسی تولید متیل استات در حالت های S.S و دنیامیکی، ذکر چند مثال و… خواهیم پرداخت.

هدف:

دستیابی به نتایج شبیه سازی فرآیند تقطیر واکنشی تولید متیل استات و مقایسه با نتایج به دست آمده از تعادلی و نتایج تجربی جهت بررسی دقت مفروضات فوق، بررسی امکان انجام شبیه سازی فوق با نرم افزارهای موجود.

ضرورت:

استفاده از مدل Rate based باعث افزایش درجه خلوص محصول و استفاده از برج تقطیر واکنشی باعث کاهش تجهیزات و هزینه های اولیه و عملیاتی خواهد شد.

1- مدل تعادلی (EQ)

1-1- روش سنتی

در دهه گذشته فرآیندهای جداسازی براساس مرحله تعادلی به انجام می رسد که باعث می گردید تا: 1- جریان خروجی بخار و مایع هر مرحله بدون توجه به نرخ واقعی انتقال جرم در تعادل با یکدیگر در نظر گرفته شوند در حالی که، واقعیت نشان می دهد به سختی ممکن است یک مرحله به تعادل برسد.

2- راندمان ترکیبات مختلف روی سینی و راندمان فاز بخار و مایع یکسان در نظر گرفته شود در حالی که راندمان به دست آمده ناشی از تقریبا تمامی پدیده ها اعم از هیدرونیامیک، انتقال جرم، اثر متقابل در فصل مشترک و… در دستگاه است که از آنها اغماض می گردد.

3- از تاثیر هیدرولیک سینی بر انتقال جرم صرف نظر گردد.

4- در صورتی که با سیستم های چند جزئی سروکار داشته باشیم: اثرات متقابل نفوذ که می تواند باعث پدیده های غیرمعمول مانند نفوذ معکوس گردد (انتقال جرم جزء در مسیر معکوس)، راندمان یک مرحله برای اجزاء متفاوت بسته به نفوذ اجزاء ممکن است بسیار متفاوت باشد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.