مدل سازی فرآیند تراوش تبخیری برای جداسازی مخلوط های آلی-آلی با استفاده از غشا زئولیتی

جداسازی مخلوط های آلی- آلی با استفاده از فناوری های جداسازی غشائی به دلیل اهمیت ویژه آن در صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. امروزه تراوش تبخیری به دلیل کارایی آن در جداسازی مخلوط های آزئوتروپیک، ایزومرها و ترکیبات حساس حرارتی، عملیات واحدی پایه برای جداسازی مخلوط های مایع آلی- آلی در نظر گرفته می شود. غشاهای مورد استفاده برای جداسازی چهار گروه اصلی از مخلوط های آلی- آلی شامل مخلوط های قطبی – غیر قطبی، آروماتیک- حلقوی، آلیفاتیک- آروماتیک و ایزومرهای آروماتیک از جنس مواد آلی و غیر آلی ساخته می شوند که یکی از کارهای انجام گرفته در این ارتباط، جداسازی اناتول/ اتیل استات در دمای 100-130 c با استفاده از غشاء زئولیتی nay توسط فرآیند تراوش تبخیری می باشد. اما مهمتر از نتایج آزمایشگاهی بدست آمده، ارائه مدلی می باشد که نه تنها برای فهم مناسب مکانیزم های مناسب باشد بلکه برای طراحی مدول های تراوش تبخیری مد نظر قرار گیرد. در واقع یک مدل نه تنها اندازه گیری های آزمایشگاهی را با روابط ریاضی پیش بینی و تایید می کند بلکه توانایی برون یابی خارج از شرایطی که پارامترهای مدل بدست آمده اند را نیز دارا می باشد. در این راستا با استفاده از تئوریماکسول- استفانبه طراحی مدلی پرداخته شده و مدل ارائه شده را با نرم افزار matlab حل کرده و نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی مطابقت داده شده است. نتایج نشان می دهند که برای مخلوط 30% وزنی اتانول که در واقع نقطه آزئوتروپ مخلوط می باشد.، نتایج پیش بینی مدل دارای میانگاین خطای نسبی 85/0% برای ضریب جداسازی و 75/2% برای شار کلی می باشد که از بین مخلوط های موجود بیشترین تطابق را نشان می دهد و با بررسی میانگین خطاهای نسبی مشاهده می کنیم که این مدل توانایی پیش بینی وابستگی های شارهای نفوذی و ضرایب جداسازی با شرایط عملیاتی مختلف نظیر دما، ترکیب درصد خوراک و فشار راد دارا می باشدو نتایج آن تطابق خوبی را با تایج آزمایشگاهی دارند. همچنین مشاهده می شود که از میان شرایط عملیاتی بررسی شده، دما بیشترین تاثیر را بر روی کارایی تراوش تبخیری دارد و میزان این تبعیت از نتایج آزمایشگاهی با استفاده از مدل ارائه شده به خوبی قابل پیش بینی مر باشد چرا که برای ضریب جداسازی، محدوده خطای پیش بینی مدل از 5/0% تا 7% و برای شار کلی، محدوده خطا از 75/2% تا 85/5% مشاهده می شود.