طراحی برج های تقطیر آزئوتروپیک به روش میانبر

حداقل انرژی مورد نیاز برای جداسازی مشخص به عنوان یک پارامتر کلیدی در طراحی فرایندهای تقطیر به حساب می آید. روش طراحی مقدار مرزی ابزار ارزشمندی برای ارزیابی امکان جداسازی و اندازه گیری حداقل انرژی مورد نیاز فرآیندهای جداسازی مختلف می باشد. در این پروژه به منظور ارزیابی امکان جداسازی و حداقل انرژی مورد نیاز برج تقطیر غیر ایده آل از روش مقدار مرزی (لوی در سال 1985) که شامل آنالیز هندسی از پروفایل های سینی به سینی و آنالیز نقاط پینچ می باشد، استفاده شده است. روش مقدار مرزی به عنوان یک روش شناخته شده ی خوب، با انجام محاسبات سینی به سینی برای هر دو بخش غنی سازی و بازیابی با شروع از هر دو انتهای برج و با در نظر گرفتن شرایط مرزی، موازنه ی جرم، موازنه ی انرژی و تعادل فازی روی هر سینی صورت می گیرد. در این پروژه مدل های حل تفاضل محدود و مدل های دیفرانسیلی برج، برای یافتن حداقل میزان انرژی برج های یک خوراکه و برج های دو خوراکه در فشار اتمسفری مورد مطالعه قرار گرفته است. در انجام این روش، بررسی برخورد پروفایل های ترکیب و امکان جداسازی مخلوط های ایده آل و غیر ایده آل در دو حالت جریان مولی ثابت (بدون در نظر گرفتن تاثیر گرما)، جریان مولی متغیر (با در نظر گرفتن تاثیر گرما) در فشار اتمسفری مورد بحث و بررسی قرارگرفته است. همچنین تقطیر مخلوط های صنعتی در برج های یک خوراکه تحت شرایط عملیاتی فشار متوسط نیز مورد بررسی قرار گرفته است. از طرفی برای تقریب حداقل رفلاکس، از دو روش میانبر معیار حجم صفر (جولکا و دوهرتی در سال1990) و معیار حداقل زاویه (کوهلر در سال1991) استفاده شده است. در این روش ها نقاط پینچ و حداقل میزان رفلاکس، با در نظر گرفتن شرایط مرزی، موازنه ی جرم و تعادل فازی محاسبه می شوند. در انتها عملکرد روش مقدار مرزی با بررسی نمونه مورد مطالعه ی صنعتی (جداسازی اتانول-آب) برجسته گردیده است. همچنین مقایسه ای بین نتایج به دست آمده از این روش ها، نتایج به دست آمده از نرم-افزار aspen-plus و روش میانبر fug صورت گرفته است. بررسی ها نشان می دهند استفاده از روش مقدار مرزی به منظور طراحی مفهومی از برج های تقطیر مخلوط های ایده آل، غیر ایده آل و تقطیر آزئوتروپی همگن به دلیل در نظر گرفتن تاثیر گرما و همچنین به دست آوردن تعداد کل سینی های برج و مکان سینی خوراک در مقایسه با روش های معیار حجم صفر و حداقل زاویه مناسب تر می باشد.