عنوان پایان‌نامه
مدل سازی ریاضی وبهینه سازی فرایند جداسازی گازهای متان-اتن واتیلن حاصل ازواکنش زوج شدن اکسایشی متان
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 828.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41013
- تاریخ دفاع
- ۲۹ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- محدثه مهدی پور
- استاد راهنما
- شهره فاطمی
- چکیده
- گازهای اتان و اتیلن به عنوان خوراک اصلی صنعت پتروشیمی و ماده اولیه ترکیبات پلیمری بوده و منابع انها در طبیعت بسیار محدود می باشد. لذا برای تهیه آن ها واکنشهای مختلفی مطرح شده است. یکی از این روشها، واکنش جفت شدن اکسایشی متان می باشد. از انجا که راندمان تولید محصولات این فرایند پایین می باشد و مقدار زیادی از متان به صورت تبدیل نشده باقی می ماند ، روش جذب سطحی به عنوان یکی از روش های اقتصادی و موثر برای جداسازی گازهای سبک متان ، اتان و اتیلن در این پروژه پیشنهاد شده است. هدف این پروژه مدلسازی و شبیه سازی فرایند جداسازی این گازها در بسترثابت جاذب زیولیتی می باشد. به این منظور در تحقیق حاضر نرم افزار ریاضی جهت شبیه سازی فرآیند جذب سطحی و جداسازی گازهای متان، اتان و اتیلن طراحی شده است. نرم افزار موجود توانایی شبیه سازی فرآیند جذب و دفع دینامیک در شرایط هم دما و غیرهم دما و همچنین فرآیندهای سیکلی پیوسته جذب سطحی را دارا می باشد. در این پروژه، ابتدا نتایج نرم افزار موجود جهت شبیه سازی فرآیندهای جذب و دفع دینامیک مخلوط گازهای متان، اتان و اتیلن مورد بررسی و ارزشگذاری قرارگرفت و صحت مدل با استفاده از داده-های تجربی انجام شده در این پروژه تایید شد. سپس شبیه سازی فرآیندهای سیکلی با موج فشار(PSA) و فرایند ترکیبی موج فشار و دما ( (PSA-TSA جهت جداسازی مخلوط گازهای مذکور انجام شده و شرایط عملیاتی موثر، تعداد و نحوه بکارکیری مراحل سیکل‌های جذب و دفع جهت افزایش راندمان جداسازی و بازیافت هریک از محصولات مورد بررسی و پیشنهاد واقع شده است.
- Abstract
- Ethane and Ethylene are the most favorable compounds in petrochemical and polymer processes, although they are rarely found as the initial sources. Due to this fact, reaction processing is required for production of these gases from the natural gas. Oxidative coupled methane is one of the most recommended reactions for production of C2s from methane, however the yield of the C2s is low and a separation process is required after the reaction stage. In this project, adsorption is proposed as an effective and economic process for separation of methane from C2s products. The objective of this research is the modeling and simulation of the multi-component adsorption of the mentioned gaseous mixture on 10X zeolites as the adsorbent. Additionally, the PSA process and combination of PSA-TSA are simulated as the cyclic separation process for effective separation of methane, ethane and ethylene. The effects of operational conditions are studied in the simulation and the model is validated by experimental data of the breakthrough curves of the three components in the packed bed of 10X zeolites. A combination of PSA and TSA has shown higher efficiency of the mentioned gases separation. The results indicate that the new suggested process has advantages as an alternative design for the PSA separation of methane, ethane and ethylene gases mixtures.
