نام پژوهشگر: مهدی منفرد راد

توسعه کاربرد همزمان تکنولوژی انتگراسیون حرارتی و نرم افزارهای ‏مهندسی شیمی برای کاهش گازهای آلاینده کوره های صنعتی
پایان نامه دانشگاه آزاد اسلامی - دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود - دانشکده علوم پایه 1393
  مهدی منفرد راد   حسن زارع علی آبادی

در بخش سنتز فرآیند تولید ایزو پروپیل بنزن (کومن) ، خوراک که مخلوطی از بنزن و پروپیلن است قبل از ورود به ‏راکتور ابتدا در یک مبدل حرارتی توسط بخار آب فشار بالا به شدت 7600 کیلوگرم در ساعت تبدیل به بخار شده و در ‏نهایت در یک هیتر که سوخت آن از گاز طبیعی تامین می شود تا دمای 350 درجه سلسیوس داغ و به راکتور سنتز ‏ارسال می شود. در این مقاله با اصلاح شبکه مبدل حرارتی و بهره گیری از شبیه ساز تجاری ‏aspen hysys‏ ‏روشی با هدف بهینه سازی انرژی برای فرآیند تولید کومن ارائه گردید. ابتدا این فرآیند با استفاده از بسته ترمودینامیکی ‏uniquac-pr‏ با در نظر گرفتن تمامی جزئیات شبیه سازی گردیدف در مرحله بعد با استفاده از انتگراسیون انرژی ‏امکانات و نیازهای فرآیندی بررسی و مشخص شد که بر این اساس سناریو جهت اصلاح شبکه مبدل های گرمائی ‏فرایند مذکور تعریف شد. براساس این سناریو می توان انرژی سیال داغ خروجی از راکتور سنتز را به خدمت گرفته و از ‏آن جهت جبران مصرف بخار فشار بالا بعنوان یک سیال فرآیندی بسیار با ارزش که دارای هزینه تولید بالائی نیز می ‏باشد، استفاده نمود. به این ترتیب استفاده از یک مبدل گرمائی (مبدل ‏pie‏) در دستور کار قرار گرفت که از آن جهت ‏تبادل انرژی میان جریان های گرم (سیال خروجی از راکتور) و سرد (خوراک) استفاده گردید. در ادامه افزایش دمای ‏پیشگرمایش خوراک با استفاده از سیال مذکئر بررسی و منتج به نتیجه گردید. نتایج مدلسازی نشان داد که می توان با ‏استفاده از دمای بالای سیال مذکور دمای پیشگرمایش خوراک را تا 321 درجه سلسیوس افزایش داد که در نتیجه ‏مصرف سوخت در کوره تا 82% ف میزان تولید گازهای آلاینده 3/85% کاهش خواهد یافت. مزیت دیگر روش ارائه ‏شده کاهش 08/6% آب خنک کننده بعنوان ‏cold utility‏ می باشد. براساس برآورد اقتصادی انجام شده سود ‏حاصل از انجام پروژه برابر با 711203 دلار در سال با نرخ بازگشت سرمایه 68 روز می باشد که نشان از نوجیه پذیری ‏پروژه می باشد.‏