تعميم ماتريس جداسازي-واكنش به فرآيندهاي پيچيده با راكتورهاي متعدد مطالعه موردي: فرآيند تبديل استيلن

كارشناسي ارشد

در جهت يافتن بهترين طراحي و سنتز فرآيند، يكي از روش¬هاي مورداستفاده، روش الگوريتمي ماتريس جداسازي است. اين روش قابليت دسترسي به انواع چيدمان¬ها و انتخاب ميان گزينه¬ها را به‌راحتي ميسر كرده است. به همين ترتيب در ماتريس جداسازي-واكنش با ديدي جامع و توجه ويژه به هر دو حوزه واكنش و جداسازي، به بررسي همه مسيرها و گزينه‌هاي ممكن در طراحي يك فرآيند جداسازي همراه با راكتورهاي واكنشي مي¬پردازد. در اين تحقيق به‌واسطه توسعه ماتريس جداسازي-واكنش، يك الگوريتم باقابليت جستجوي كامل ايجادشده است تا بتوان به نحوه تأثير وقوع واكنش به‌واسطه جايگشت و چيدمان بيش از يك راكتور، در بين چيدمان برجهي جداسازي پرداخت. اين الگوريتم، تحت عنوان الگوريتم ماتريس جداسازي-واكنش نسخه سوم، توسعه داده‌شده است و در بستر بررسي مطالعه موردي فرآيند تبديل استيلن و ام-استيلن به بيان چالش¬ها و نحوه توسعه الگوريتم مي¬پردازد. ازجمله تغييرات نسخه سوم نسبت به نسخه قبلي آن 1) اضافه شدن واكنش¬هاي يك¬طرفه در سيستم؛ 2) بسط ماتريس؛ كه به‌موجب انعطاف¬پذيري آن در مواجه با حذف واكنش¬دهنده و يا توليد محصول جديد امكان‌پذير شده است.همچنين به‌وسيله تغيير و اصلاح تعريف¬ها ازجمله تعريف ارائه واكنشي و نحوه ورود اطلاعات اوليه به سيستم، الگوريتم كامل¬تري براي ماتريس جداسازي-واكنش شكل‌گرفته است. مي‌توان با بهره¬گيري از اين فضاي جستجو ارائه‌شده كه هم‌زمان متأثر از هر دو حوزه جداسازي (تقطير) واكنش است، به پردازش مسيرهاي ممكن طراحي با دقت بيشتري دنبال كرد. در اين تحقيق شبيه¬سازي حذف استيلن¬ها در واحد توليدي الفين، بر اساس الگوريتم به‌دست‌آمده، تحت تأثير دو راكتور در چيدمان‌هاي جداسازي بررسي‌شده است. نتايج شبيه¬سازي اين مطالعه فرآيندي و تأثير عملكرد چينش راكتور در بين چينش برجهي جداسازي، با استفاده از يك شبكه چيدماني كه شامل 32 چيدمان حاصل از الگوريتم نسخه سوم ماتريس جداسازي-واكنش سه‌جزئي، به بحث گذاشته‌شده است. با استفاده از تحليلگر اقتصادي نرم‌افزار مورداستفاده درنهايت نشان داده‌شده است كه هزينه سرمايه¬گذاري كدام چيدمان¬ها قابل‌قبول است. به‌طوركلي چيدماني كه با شاخصه تفكيك دو جريان استيلن و ام-استيلن به‌صورت كاملاً جدا همراه¬بري مي¬كنند، فرآيند حذف در راكتورهاي موردنظر، باقيمت تمام¬شده كمتري انجام مي‌شود. دو چيدمان SM7 و SM26 به ترتيب چيدمان‌هاي بهينه اين نتايج معرفي شدند.

196414

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر اميرحسين خليلي گركاني

مهندسي شيمي- طراحي فرايند

دكتر نورالله كثيري- دكتر جواد ايوك پور