عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی و پایداری فرایند تولید دی متیل اتر از متانول با استفاده از روش پیوستگی هموتوپی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-انرژی و محیط زیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1638.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70428
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- جواد اسدی
- استاد راهنما
- فرهنگ جلالی فراهانی
- چکیده
- با افزایش فعالیت‌های صنعتی و تأثیرات منفی آن بر محیط‌زیست و جامعه، معیارهای سنتی طراحی فرآیندها که تنها جنبه‌های اقتصادی فرآیند را مدنظر قرار می‌داد، دیگر موردقبول نیست. معیارهای پایداری شامل اقتصاد، محیط‌زیست، ایمنی و اجتماعی لازم است در گسترش فرآیندهای شیمیایی در نظر گرفته شود تا از لطمه زدن به نیازهای نسل آینده جلوگیری شود و همچنین با توجه به نیاز بازار در حال و آینده، نیازهای نسل امروزی نیز برطرف گردد. تحقیقات گسترده‌ای بر چگونگی اعمال معیارهای پایداری در طراحی فرآیندهای شیمیایی صورت گرفته است به صورتی که از میان متغیرهای عملیاتی و گزینه های طراحی موجود، بهترین گزینه متناسب با عوامل پایداری انتخاب گردد. از طرفی، یکی از مهم‌ترین عناصر آلاینده محیط‌زیست سوخت‌های فسیلی است؛ لذا تحقیقات گسترده‌ای در مورد سوخت‌های پاک و سازگار با محیط‌زیست در مراکز تحقیقاتی در حال انجام است. در میان گزینه‌های مطرح شده، با توجه به مشخصات مناسب بهسوزی و زیست‌محیطی دی متیل اتر، این ماده بسیار مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به مطالب ذکرشده، فرآیندهای تولید دی متیل اتر از متانول و گاز سنتز از نظر معیارهای پایداری مورد ارزیابی قرار گرفت که در نتیجه آن فرآیند تولید دی متیل اتر از متانول پایدارتر بود. سپس با استفاده از روش بهینه‌سازی پیوستگی هموتوپی در نرم‌افزار MATLAB که یکی از بهترین روش‌ها برای حل دستگاه معادلات غیرخطی می‌باشد و اتصال آن با نرم‌افزار شبیه‌سازی فرآیند Aspen HYSYS ، بهترین وضیعت و شرایط عملکردی واحد دی متیل اتر براساس معیارهای پایداری به دست آمد و با طرح اولیه مقایسه شد که در نتیجه آن فرآیند بهینه شده، گرچه از نظر اقتصادی کاهش اندکی داشته است، ولی از نظر معیارهای محیط¬زیستی و اجتماعی بهبود قابل توجه¬ای یافته است.
- Abstract
- By increase in industrial activities and negative impacts on environment and society, traditional criteria for processes design which implies only economic aspects of process is not anymore acceptable. Sustainability criteria including economic, environment, safety and social is necessary to consider in development of chemical processes to inhibit damage to next generation demands and in according to markets demand in todays and futures, current generation demands also solve. Many researches on sustainability criteria implication in chemical processes design has done in a way that among available operational variables, the most desirable condition proportional with sustainability criteria choose that need to control a multi-objectives optimization problem and exact process variables evaluation to choose the best sustainable design. On the other hand, one of the most important environment pollutants is fossil fuels, therefore at research centers, extended researches for clean and environmentally friendly fuels are conducting. Among proposed items, with respect to proper characteristics of well-ignition and environmentally of Dimethyl ether, this fuel has been paid attention. All aforementioned above, the processes of Dimethyl ether production from methanol and synthesis gas from the sustainability criteria points of view were evaluated that as a result, the Dimethyl ether production process from methanol was more sustainable. Then by using homotopy continuation optimization method in MATLAB software, which is one of the best methods for solving of nonlinear equations, and connection with ASPEN HYSYS simulation process, the best operational conditions for Dimethyl ether process based on sustainability criteria gained and was compared with initial design that as a result of the optimized process, also from economic point of view has had a bit reduction, but from the environmental and social points of view, has considerably improved.
