• عنوان

    توسعه ماتريس جداسازي براي فرايندهاي تقطير استخراجي

  • نويسنده اصلي

    نيلوفر مقدم خواه

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • چكيده
    صنايع شيميايي با چالش‌هاي جهاني در مسير يافتن فرايندهاي كارآمد مواجه هستند. تشديد فرايند به عنوان بخشي از سنتز فرايند، قابليت كشف راه‌حل‌هاي پايدار و كارگشا را دارد. فرايندهاي جداسازي هيبريدي يك گزينه طراحي تشديدشده براي جداسازي مخلوط‌هاي پيچيده را ارائه مي‌دهند. طراحي ساختارهاي فرايندي مناسب براي مخلوط‌هاي چندجزئي، به¬خصوص زماني كه فرايندهاي جداسازي آزئوتروپي يا هيبريدي در نظر گرفته مي¬شود، هنوز از چالش¬ها و مسائل برقرار اين حوزه است. به منظور سنتز همه توالي‌هاي ممكن فرايندهاي جداسازي، الگوريتم‌هاي مختلف توسط محققين پيشنهاد شده‌اند. ماتريس جداسازي يكي از اين الگوريتم‌ها است كه قادر است چيدمان¬هاي متفاوت تقطيري را ايجاد كند. از آن¬جا كه ادغام انواع مختلف عمليات واحد نياز به يك روش طراحي و سنتز براي بهره‌برداري از پتانسيل كامل فرايند هيبريدي دارد، هدف پروژه حاضر توسعه اولين نسخه از ماتريس جداسازي براي توليد چيدمان¬هاي مختلف فرايندهاي جداسازي تركيبي است. براي اين منظور، فرايند تقطير استخراجي كه يك فرايند هيبريدي كارآمد است براي افزودن و توليد نسخه جديدي از ماتريس جداسازي انتخاب شده‌است كه بدين ترتيب، اين نسخه از ماتريس جداسازي قادر است تمام توالي¬هاي كامل سامانه¬هاي آزئوتروپي، صرف¬نظر از نوع آزئوتروپ و نوع همراه¬بر مورد استفاده و هم¬چنين بدون محدوديت در نحوه فراريت اجزاِي آزئوتروپ را توليد و سنتز نمايد و مسير شبيه¬سازي و بهينه¬سازي چنين فرايندهايي را هموارتر نمايد. در ابتدا الگوريتمي براي توليد چيدمان¬هاي ساده ارائه گرديد و در گام بعد براي دست¬يابي به الگوريتمي جامع كه قادر به سنتز چيدمان¬هاي پيچيده نيز باشد، الگوريتم ديگري توسعه يافت. در هر مرحله از توسعه ماتريس جداسازي هيبريدي، الگوريتم به منظور بررسي عملكرد بر روي يك سامانه¬ي شيميايي پيچيده با تك آزئوتروپ دوتايي پياده¬سازي شد. در گام بعد تمام 24 چيدمان توليدي به روش دقيق شبيه¬سازي شدند. در هر مرحله از شبيه¬سازي، پارامترهاي فرايندي مورد بهينه¬سازي قرار گرفتند تا هر چيدمان در بهترين شرايط عملياتي خود قرار بگيرد. بهينه¬سازي¬ها به كمك الگوريتم ژنتيك انجام شده و از تابع هدف هزينه¬هاي كلي ساليانه به همراه تابع خطاي مربوط به ويژگي¬هاي محصولات نهايي فرآيند استفاده شده-است تا از يكسان بودن شرايط در تمام چيدمان¬ها اطمينان حاصل شده و علاوه بر كمينه¬سازي هزينه كلي سالانه، شرط رسيدن به خلوص مطلوب در محصولات نيز ارضا گردد. در پايان نيز بهترين چيدمان¬ها از منظر صرف هزينه¬هاي اقتصادي معرفي و ارائه شدند كه بدين ترتيب، بهترين چيدمان در مقايسه با پرهزينه¬ترين چيدمان 9/58% اقتصادي¬تر عمل كرده¬است.
  • شماره ركورد
    210492
  • دانشگاه
    دانشگاه علم و صنعت ايران
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي
  • استاد راهنما
    دكتر نوراله كثيري، دكتر جواد ايوك پور