مدل سازي و شبيه سازي راكتور فرايند توليد دو اتيل هگزانول

كارشناسي ‌ارشد

اصلي¬ترين بخش فرايند توليد دو اتيل هگزانول، واكنش هيدروژناسيون ماده دو اتيل هگزنال در راكتور بستر ثابت سه فازي مي¬باشد. در اين تحقيق به مدل¬سازي و شبيه¬سازي راكتور هيدروژناسيون دو اتيل هگزنال پرداخته شد. شبيه¬سازي در شرايط مختلف فرايندي و با هدف رسيدن به شرايط بهينه فرايندي صورت گرفت. به منظور مدل¬سازي، معادلات انتقال جرم اجزاء در دو فاز مايع و گاز به همراه موازنه جرم كلي دو فاز با در نظر گرفتن مدل هموژن و با فرض جريان يك بعدي و دماي ثابت در طول راكتور نوشته شدند. از ميان مدل¬هاي سينتيكي مختلف، مدل سينتيكي مناسب براساس مكانيسم جذب لانگموير- هينشلوود انتخاب شد. معادلات مدل از نوع معادلات ديفرانسيل پاره¬اي بوده¬اند كه با استفاده از روش خطوط به معادلات ديفرانسيل معمولي بر حسب زمان تبديل شده¬ و دستگاه معادلات ديفرانسيل معمولي حاصل حل شده است. شبيه¬سازي با تعداد المان¬هاي مختلف راكتور انجام گرديد. داده¬هاي تجربي به دست آمده از راكتور هيدروژناسيون در مقياس آزمايشگاهي براي ارزيابي نتايج شبيه¬سازي راكتور فرايند توليد دو اتيل هگزانول استفاده گرديد. دقيق¬ترين شبيه¬سازي و كمترين ميزان خطا با تعداد 80 المان به دست آمد. در دقيق¬ترين شبيه¬سازي، ميزان خطاي متوسط برابر 89/4 درصد محاسبه شد. نتايج حاصل به صورت نمودارهاي تغييرات غلظت اجزاء در طول راكتور و نيز تغييرات غلظت برحسب هر دو متغير زمان و مكان ارائه گرديد. سپس با تغييرات دما در محدوده¬ي 130 تا 160 درجه سانتي¬گراد، تغيرات فشار در محدوده¬ 16 تا 78 psi، تغييرات دبي گاز هيدروژن در محدوده 150 تا 220 ميلي¬ليتر بر دقيقه و تغييرات دبي ماده دو اتيل هگزنال در محدوده 04/0 تا 11/0 ميلي¬ليتر بر دقيقه به بررسي تأثير شرايط عملياتي بر توليد محصول پرداخته¬¬¬ شد. نتايج نشان داد كه با افزايش دما، فشار و دبي گاز هيدروژن ورودي، درصد تبديل افزايش مي¬يابد و افزايش دبي دو اتيل هگزنال ورودي تأثير زيادي بر درصد تبديل نداشته و از حد مشخصي به بعد باعث كاهش درصد تبديل مي¬شود. واژه‌هاي كليدي: هيدروژناسيون، دو اتيل هگزانول، راكتور بستر ثابت سه فازي، مدل¬سازي، شبيه¬سازي

193120

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر احد قائمي - دكتر اميد وحيدي