تعميم ماتريس جداسازي/واكنش به برج‌هاي تقطير واكنشي يكپارچه حرارتي (R-HIDiC)

كارشناسي ارشد

اگرچه تقطير پركاربردترين روش جداسازي در صنايع شيميايي است، اما مصرف انرژي بالا و بازدهي پايين ترموديناميكي از جمله معايب مهم اين فرآيند است. يكپارچه¬سازي حرارتي به عنوان يكي از جديدترين و مؤثرترين روش¬هاي كاهش مصرف انرژي و بهبود عملكرد در برج¬هاي تقطير (HIDiC) و تقطير واكنشي (R-HIDiC)، در سال¬هاي اخير مورد توجه محققين قرار گرفته است. از آن¬جايي كه يكپارچه¬سازي حرارتي در برج تقطير نياز به شبيه¬سازي اوليه دارد، بررسي آن در مرحله سنتز فرآيند تاكنون انجام‌نشده است و همچنين حالت¬هايي از يكپارچه¬سازي حرارتي كه تاكنون ارائه‌شده محدود به حالت¬هاي خاص و تكراري است. در اين پايان¬نامه ابتدا ادبيات و لزوم برج¬هاي يكپارچه حرارتي و تقطير واكنشي/يكپارچه حرارتي را بررسي كرده و به مطالعه تحقيقات انجام‌شده در اين موضوع مي¬پردازيم. در فصل سوم نسخه قبلي ماتريسي انتگراسيون حرارتي HIDiC بررسي‌شده و اصلاحات لازم روي آن اعمال‌شده است تا فضاي جستجوي كاملي از چيدمان¬هاي انتگراسيون حرارتي HIDiC ارائه دهد. سپس تغييرات جديدي در آخرين نسخه الگوريتم ماتريس جداسازي/واكنش تقطير واكنشي همراه با جريان برگشتي در حالت مصرف كامل جزء واكنش‌دهنده ايجادشده است. در انتها الگوريتم ماتريس جداسازي/واكنش به توليد چيدمان¬هاي انتگراسيون حرارتي HIDiC توسعه‌يافته است. در فصل چهارم ضمن معرفي مطالعه موردي فرآيند توليد دي¬متيل كربنات، چيدمان¬هاي آن با استفاده از الگوريتم ماتريس جداسازي/واكنش توسعه داده‌شده است. چيدمان¬هاي بدست آمده با استفاده از الگوريتم ژنتيك بهينه¬سازي شده و نتايج بهينه¬سازي به‌عنوان چيدمان پايه جهت شبيه-سازي و بررسي چيدمان¬هاي انتگراسيون حرارتي HIDiC بدست آمده از الگوريتم، مورداستفاده قرارگرفته است. درنهايت ضمن معرفي چيدمان¬هاي جديد انتگراسيون حرارتي، تمامي چيدمان¬ها در اين فرآيند ازلحاظ موارد مختلف مقايسه شده¬اند و چيدمان بهينه جهت كاهش مصرف انرژي و هزينه كلي ساليانه بدست آمده است. چيدمان بهينه توانسته تا حدود 42% هزينه كلي ساليانه و مصرف انرژي كلي را نسبت به چيدمان پايه كاهش دهد. از نكات برجسته اين پايان¬نامه معرفي يكپارچه‌سازي حرارتي HIDiC دو برج مجزا، يكپارچه-سازي حرارتي مؤثر ستون پرفشار در جداسازي تركيب آزئوتروپي و يكپارچه‌سازي حرارتي ستون تقطير واكنشي در فرآيند توليد دي¬متيل كربنات مي¬باشد.

210998

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي-گرايش مدلسازي، شبيه سازي و كنترل

نوراله كثيري، اميرحسين خليلي گركاني