مقدمه
در این پروژه، هدف بهبود شبیه‌سازی فرآیند آب‌زدایی هتروژنی اتانول است که با استفاده از نرم‌افزار اسپن پلاس انجام شده بود. در شبیه‌سازی اولیه، مدل‌سازی فرآیند جداسازی اتانول، بنزن و آب با استفاده از داده‌های تجربی انجام شد. اما با تحلیل‌های بیشتر، نیاز به بهبود تطابق نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی احساس شد. بنابراین، در این پروژه از رگرسیون داده‌ها و شبیه‌سازی تقطیر برای افزایش دقت شبیه‌سازی و دستیابی به نتایج بهینه‌تر استفاده شد.
فرآیند رگرسیون داده‌ها
تحلیل اولیه داده‌ها
در شبیه‌سازی اولیه، داده‌های تجربی برای بررسی عملکرد فرآیند جداسازی استفاده شد. نمودار مثلثی زیر وضعیت این داده‌ها را قبل از اعمال رگرسیون نشان می‌دهد. همانطور که در شکل زیر مشاهده می‌شود، تفاوت‌هایی بین داده‌های تجربی و شبیه‌سازی وجود داشت که نیاز به بهبود داشت.
اعمال رگرسیون داده‌ها
رگرسیون داده‌ها به منظور بهبود دقت شبیه‌سازی و کاهش خطا بین داده‌های تجربی و شبیه‌سازی انجام شد. این فرآیند شامل تنظیم پارامترهای مدل‌های ترمودینامیکی و بهینه‌سازی آن‌ها بود.
نتایج پس از رگرسیون
نتایج پس از اعمال رگرسیون داده‌ها بهبود قابل توجهی را نشان داد. همانطور که در شکل مشاهده می‌شود، تطابق داده‌های شبیه‌سازی شده با داده‌های تجربی افزایش یافته و اختلافات کاهش یافته است.
معرفی شبیه‌سازی تقطیر
شبیه‌سازی تقطیر یکی از فرآیندهای حیاتی در صنایع شیمیایی است که برای جداسازی مخلوط‌های چند‌جزئی به اجزای خالص یا به درصد‌های خلوص بالاتر استفاده می‌شود. در این پروژه، پس از بهبود مدل‌های ترمودینامیکی با استفاده از رگرسیون داده‌ها، شبیه‌سازی تقطیر با استفاده از نرم‌افزار اسپن پلاس انجام شد.
هدف از این شبیه‌سازی، بررسی عملکرد ستون‌های تقطیر، شامل توزیع دماها و ترکیبات مختلف در طول مراحل تقطیر است. ستون تقطیر به بخش‌های مختلفی تقسیم می‌شود که در هر بخش، ترکیبات متفاوتی با دماهای مختلف جدا می‌شوند. این فرآیند به دلیل پیچیدگی‌های ترمودینامیکی و وابستگی شدید به شرایط عملیاتی، نیاز به مدل‌سازی دقیق و بهینه‌سازی دارد.
مدل‌های ترمودینامیکی که از طریق رگرسیون داده‌ها بهبود یافته‌اند، به این شبیه‌سازی کمک کردند تا بتوانند با دقت بیشتری شرایط واقعی را پیش‌بینی کنند. این بهبود دقت مدل‌ها، منجر به نتایج قابل اعتمادتری در پیش‌بینی عملکرد فرآیند شده است.
نتایج شبیه‌سازی تقطیر
پس از اجرای شبیه‌سازی تقطیر، نتایج نشان داد که بهبود مدل‌ها تاثیر قابل توجهی در دقت پیش‌بینی‌ها داشته است. در شبیه‌سازی تقطیر، اطلاعات کلیدی شامل موارد زیر است:
- دماهای تقطیر در هر مرحله: این دماها نشان می‌دهند که در هر نقطه از ستون تقطیر، چه مقدار انرژی برای جداسازی اجزا از یکدیگر نیاز است.
- ترکیبات موجود در هر مرحله: این بخش نشان می‌دهد که در هر مرحله، چه اجزایی و با چه خلوصی جدا شده‌اند.
بهینه‌سازی فرآیند تقطیر از این اطلاعات استفاده می‌کند تا شرایط عملیاتی بهینه‌تری تعیین شود. این بهینه‌سازی منجر به کاهش مصرف انرژی، افزایش خلوص محصولات و بهبود کلی بهره‌وری فرآیند خواهد شد. نمودار Distillation Synthesis نتایج شبیه‌سازی تقطیر را به نمایش می‌گذارد.
این نمودار:
- توزیع دماها در طول ستون تقطیر را نشان می‌دهد. هرچه به بالای ستون نزدیک‌تر می‌شویم، دما کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده افزایش خلوص اجزای سبک‌تر (مانند اتانول) است.
- ترکیبات مختلف را نشان می‌دهد که مشخص می‌کند در هر نقطه از ستون، چه مقدار از هر ترکیب وجود دارد و چگونه این ترکیبات در طول فرآیند جداسازی تغییر می‌کنند.
نتیجه‌گیری
نتایج این پروژه نشان داد که استفاده از رگرسیون داده‌ها و شبیه‌سازی تقطیر می‌تواند دقت شبیه‌سازی‌های ترمودینامیکی را بهبود بخشد. این اصلاحات باعث تطابق بیشتر بین داده‌های تجربی و نتایج شبیه‌سازی شده و منجر به پیش‌بینی دقیق‌تر رفتار فرآیند جداسازی شده است. این بهبودها می‌توانند در آینده به بهینه‌سازی بیشتر فرآیندهای صنعتی و تولید محصولات با کیفیت بالاتر کمک کنند.
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. شبیه‌سازی فرآیند آب‌زدایی اتانول با استفاده از مدل UNIQUAC در اسپن پلاس
پس از بررسی و شبیه‌سازی فرآیند آب‌زدایی اتانول با استفاده از مدل NRTL، که نتایج آن مورد تحلیل قرار گرفت، در این پروژه 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.
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.
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 در نرم‌افزار Aspen Plus انجام شده و به تحلیل و بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی پرداخته است. جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.