مقدمه
بیودیزل یا دیزل زیستی نوعی سوخت است که از پردازش و تغییر خواص روغن های گیاهی تولید می شود. این سوخت به عنوان جایگزینی برای دیزل نفتی، اولین بار در دهه 1970 میلادی معرفی شد اما در آن زمان مورد استقبال قرار نگرفت. امروزه با توجه کاهش منابع نفتی و نیاز روز افزون به انواع سوخت، استفاده و تولید بیودیزل مورد توجه و اهمیت قرار گرفته است.
اندازه مولکول ها در بیودیزل و دیزل نفتی مشابه است، اما این دو سوخت در ساختار شیمیایی متفاوت هستند. مولکول های بیودیزل تقریبا کاملا از متیل استرهای اسید چرب که حاوی ترکیبات غیر اشباع الفینی هستند، تشکیل شده اند. از سوی دیگر 95 درصد از دیزل نفتی (دارای گوگرد کم)، از هیدروکربن های اشباع بوده و 5 درصد باقیمانده را نیز ترکیبات آروماتیک تشکیل می دهند. اگر در تولید بیو دیزل به جای متانول از اتانول استفاده شود، مولکول های حاصل شده اتیل استرهای اسید چرب خواهند بود.
نحوه تولید بیودیزل
بیودیزل را می توان از روغن های گیاهی، گریس زرد، روغن های پخت و پز یا چربی حیوانات تولید نمود. این کار با فرآیند ترنس استریفیکیشن انجام می شود که محصولات آن دیزل زیستی و گلیسیرین هستند. تقریبا 100 قسمت (وزنی) از روغن یا چربی با 10 قسمت از یک الکل زنجیره کوتاه (معمولا متانول) در حضور یک کاتالیست (معمولا سدیم هیدروکسید یا پتاسیم هیدروکسید) واکنش می دهند تا در نهایت 100 قسمت بیودیزل و 10 قسمت گلیسیرین تشکیل شود.
شبیه سازی فرایند تولید بیودیزل
شبیه‌سازی فرآیند تولید بیودیزل با استفاده از نرم‌افزار اسپن هایسیس (Aspen HYSYS) شامل مراحل مختلفی است که به تحلیل و بهینه‌سازی عملکرد این فرآیند کمک می‌کند. در ابتدا، ترکیبات اولیه برای تولید بیودیزل مشخص می‌شوند که معمولاً شامل روغن‌های گیاهی یا چربی‌های حیوانی و متانول هستند. سپس، مدل‌های ترمودینامیکی مناسب برای سیستم انتخاب می‌شود تا خواص فیزیکی و شیمیایی ترکیبات به درستی شبیه‌سازی شوند. در مرحله بعد، واحدهای عملیاتی مانند راکتورها (برای انجام واکنش ترنس استریفیکاسیون)، جداکننده‌ها (برای جدا کردن گلیسیرین و بیودیزل) و تجهیزات تصفیه (برای بهبود کیفیت بیودیزل) در نرم‌افزار ایجاد می‌شوند.
هر واحد با تعیین پارامترهای عملیاتی از جمله دما، فشار و زمان اقامت تنظیم می‌شود. پس از آن، شبیه‌سازی فرآیند اجرا شده و نتایج مانند بازده فرآیند، هزینه‌های تولید و کیفیت محصول ارزیابی می‌شوند. این تحلیل‌ها امکان بهینه‌سازی شرایط عملیاتی را فراهم کرده و به افزایش تولید و کاهش هزینه‌ها در فرآیند تولید بیودیزل کمک می‌کند.
در این پروژه شبیه سازی فرایند تولید بیودیزل در نرم افزار اسپن هایسیس انجام شده است.
نتیجه گیری
شبیه‌سازی فرآیند تولید بیودیزل با استفاده از نرم‌افزار اسپن هایسیس نشان می‌دهد که این ابزار به طور قابل توجهی می‌تواند به بهینه‌سازی و بهبود کارایی تولید بیودیزل کمک کند. با شبیه‌سازی دقیق واکنش‌ها و فرآیندهای مرتبط، پژوهشگران و مهندسان قادرند شرایط بهینه‌ای را برای افزایش بازده تبدیل روغن‌های گیاهی و چربی‌های حیوانی به بیودیزل شناسایی کنند.
همچنین، نتایج به‌دست‌آمده از شبیه‌سازی به تحلیل هزینه‌ها و تعیین نقاط قوت و ضعف فرآیند کمک کرده و می‌تواند به تصمیم‌گیری‌های بهتری در زمینه توسعه و تجاری‌سازی این فناوری منجر شود.
شبیه سازی فرآیند تولید بیودیزل (طرح شماره 4) توسط اسپن هایسیس
در این پروژه، فرآیند شبیه سازی تولید بیودیزل (طرح شماره 4) توسط نرم افزار اسپن هایسیس انجام شده است. جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.