بخشی از مقاله
چکیده
متانول یکی از مهمترین الکلهاست که به دلیل کاربرد فراوان آن، به خصوص در مصارف عمومی، مورد توجه قرار گرفته است. متانول را میتوان از گاز سنتز - مخلوطی از گاز هیدروژن و منوکسید کربن - تهیه کرد. متانول ماده اولیه تولید ترکیبات شیمیایی ارزشمند است و تولید آن همواره مورد توجه محققان بوده است. در این مقاله طراحی فرایند سنتز متانول با روش داگلاس مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق پس از انتخاب شرایط عملیاتی مناسب و واکنشهای تاثیرگذار، اطلاعات اولیه فرایند، ساختار جریانهای ورودی و خروجی و قیمت تقریبی تجهیزات مورد استفاده تعیین شد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که تولید این محصول از پتانسیل اقتصادی خوبی برخوردار است.
-1 مقدمه
متانول یکی از محصولات استراتژیکی است که مصرف زیادی دز صنایع شیمیایی دارد و به عنوان ماده اولیه، محصولات زیادی از آن مشتق میشود.از مصارف عمده آن میتوان به عنوان حلال،سوخت و ماده اولیه تولید فنل فرمالدهید، دی متیل اتر و متیل هالیدها اشاره کرد. سنتز متانول در محدوده دمایی 300- 200 درجه سانتیگراد و فشار 100-50 بار انجام میشود1]و.[5 میزان تبدیل تعادلی، تابع دما، فشار و نسبت مولی واکنشگرها است، به طوری که با کاهش دما،افزایش فشار، و افزایش میزان هیدروژن،زیاد میشود.
از طرفی کاهش دما،باعث کاهش سرعت واکنش میشود و بنابراین زمان ماند افزایش یافته و به راکتور بزرگتری نیاز داریم، در نتیجه هزینه راکتور زیاد میشود. افزایش فشار نیز تبدیل تعادلی را زیاد میکند اما به کمپرسور بزرگتری نیاز است و هزینه کمپرسور بالا میرود. افزایش میزان هیدروژن نیز تعادل را به سمت تولید بیشتر متانول پیش میبرد، البته میزان هیدروژن موجود درPurge را افزایش میدهد که چون از گازPurge به عنوان سوخت استفاده میشود، میتوان هیدروژن را به مقدار اضافی وارد کرد، تا تعادل به سمت تولید متانول بیشتر پیش رود.بنابراین بین دما و فشار با میزان تبدیل، trade offوجود دارد.
-2 مراحل طراحی مفهومی
1-2 مرحله اول طراحی ورود اطلاعات
دادههای مربوط به بررسی میزان گزینش پذیری متانول و درصد تبدیل دی اکسید کربن و مونو اکسید کربن در دمای 250 درجه سانتیگراد در جداول 1 و 2 ارایه شده است .[2] با توجه به دادههای فوق در محدوده مجاز فشار - 100-50بار - ، گزینشپذیری متانول بیش از 99 درصد است و تغییر چندانی ندارد. اما با افزایش فشار، درصد تبدیل افزایش پیدا میکند در نتیجه، خوراک تبدیل نشده کاهش یافته و جریان برگشتی کمتر میشود و از طرفی، به راکتوری با مقاومت بیشتر در برابر افزایش فشار احتیاج داریم.
ولی با کاهش فشار، با افزایش خوراک تبدیل نشده، میزان جریان برگشتی افزایش یافته و به راکتور با حجم بزرگتری نیاز است همچنین هزینههای کمپرسور جریان برگشتی افزایش پیدا میکند، بنابراین فشار عملیاتی 100 را برای طراحی فرایند در نظر میگیریم در این صورت با توجه به اینکه از خوراک گازی تبدیل نشده میتوان به عنوان سوخت استفاده کرد. از جریان برگشتی که که نیاز به کمپرسور با هزینه بالا دارد صرفنظر میکنیم.
