مقدمه
پس از بررسی و شبیه‌سازی فرآیند آب‌زدایی اتانول با استفاده از مدل NRTL، که نتایج آن مورد تحلیل قرار گرفت، در این پروژه جدید به بررسی این فرآیند با استفاده از مدل ترمودینامیکی UNIQUAC پرداخته‌ایم. این مدل با در نظر گرفتن برهم‌کنش‌های غیر ایده‌آل بین اجزای مخلوط، دقت بالاتری در پیش‌بینی رفتار فازی و جداسازی مخلوط‌ها به ویژه در شرایط پیچیده‌تر از خود نشان می‌دهد.
مقدمه‌ای بر فرآیند آب‌زدایی اتانول
اتانول یکی از ترکیبات شیمیایی با کاربرد گسترده است که به دلیل تشکیل آزئوتروپ با آب در فرآیند تقطیر، جداسازی آن از آب چالش‌برانگیز است. آزئوتروپ اتانول-آب با حدود 95.63% وزنی اتانول، جداسازی بهینه این ترکیب را از طریق تقطیر ساده غیرممکن می‌سازد. در نتیجه، روش‌های پیشرفته‌تری مانند آب‌زدایی هتروژنی با استفاده از یک حلال ثالث (مانند بنزن یا سیکلوهگزان) برای شکست آزئوتروپ و تسهیل جداسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
استفاده از مدل UNIQUAC در شبیه‌سازی
در این پروژه، فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول با مدل UNIQUAC در نرم‌افزار Aspen Plus شبیه‌سازی شد. این مدل ترمودینامیکی با توجه به پارامترهای خاص خود، امکان پیش‌بینی دقیق‌تر رفتار فازی مخلوط‌ها را فراهم می‌آورد. تفاوت اصلی مدل UNIQUAC با NRTL در نحوه محاسبه برهم‌کنش‌های غیر ایده‌آل بین اجزا است که می‌تواند به دقت بیشتری در پیش‌بینی فازهای مختلف منجر شود.
مراحل شبیه‌سازی و تحلیل نتایج
تعریف اجزا و انتخاب مدل ترمودینامیکی:
-
- اجزای اصلی مخلوط (اتانول، آب و حلال) در نرم‌افزار تعریف و مدل ترمودینامیکی UNIQUAC برای شبیه‌سازی انتخاب شدند.
تنظیمات شرایط عملیاتی:
-
- مشابه با پروژه قبل، دما و فشار عملیاتی هر بخش از فرآیند مشخص و داده‌های فیزیکی و ترمودینامیکی مورد نیاز وارد نرم‌افزار شدند.
شبیه‌سازی ستون‌های تقطیر:
-
- فرآیند شامل سه ستون اصلی: پیش‌تغلیظ‌کننده، ستون آزئوتروپ، و ستون بازیابی بود. هر کدام از این ستون‌ها با مدل UNIQUAC شبیه‌سازی شدند تا رفتار جداسازی اتانول از آب با استفاده از حلال بررسی شود.
تحلیل نتایج:
-
- نتایج شبیه‌سازی نشان داد که مدل UNIQUAC در پیش‌بینی رفتار فازی و خلوص نهایی اتانول عملکرد قابل‌توجهی دارد. خلوص اتانول به دست آمده در این شبیه‌سازی در مقایسه با مدل NRTL، اندکی بالاتر و شرایط عملیاتی بهینه‌تر بود.
نتیجه‌گیری
این پروژه نشان داد که استفاده از مدل UNIQUAC در شبیه‌سازی فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول، می‌تواند دقت بیشتری در پیش‌بینی رفتار فازی سیستم و بهینه‌سازی فرآیند ارائه دهد. انتخاب مدل ترمودینامیکی مناسب می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی بر کارایی فرآیند داشته باشد.
پروژه های مرتبط
شرکت آنیل پارس با موفقیت، پروژه‌های متعددی را در زمینه آب زدایی هتروژنی اتانول اجرا نموده است، از جمله:
1.شبیه سازی فرآیند آب زدایی هتروژنی اتانول با نرم‌افزار اسپن پلاس
در این پروژه، شبیه سازی فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول با استفاده از نرم‌افزار Aspen Plus نسخه 10 و 12 بر مبنای روش‌ها و داده‌های مقاله انجام شده و به تحلیل و بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی پرداخته است.
2.بهبود شبیه‌سازی فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول با استفاده از رگرسیون داده در اسپن پلاس
در این پروژه، بهبود شبیه‌سازی فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول با استفاده از رگرسیون داده برای افزایش دقت شبیه‌سازی و دستیابی به نتایج بهینه‌تر در نرم‌افزار Aspen Plus انجام شده و به تحلیل و بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی پرداخته است.
3.شبیه سازی و بهینه‌سازی جداسازی اتانول از آب در اسپن پلاس
در این پژوهش، فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول با استفاده از نرم‌افزار Aspen Plus و با هدف تعمیم به یک واحد صنعتی، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی شده است. هدف اصلی این پروژه، کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش بهره‌وری انرژی با در نظر گرفتن شرایط واقعی واحد صنعتی است.
4.شبیه‌سازی دینامیک فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول با اسپن پلاس
در این پروژه، شبیه‌سازی دینامیک فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول با استفاده از نرم‌افزار Aspen Plus Dynamics شرح داده شده است. این گزارش با هدف تحلیل رفتار دینامیکی فرآیند و بهینه‌سازی شرایط عملیاتی و سیستم‌های کنترلی ارائه شده است.
شبیه سازی فرآیند آب‌زدایی اتانول با استفاده از مدل UNIQUAC در نرم‌افزار Aspen Plus
در این پروژه، شبیه سازی فرآیند آب‌زدایی اتانول با استفاده از مدل UNIQUAC با استفاده از نرم‌افزار Aspen Plus انجام شده است. جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.