سید علیرضا مصطفوی

فرآیند تقطیر واکنشی )Distillation Reactive )یا به اختصار RD ترک یبی از واکنشهای شیمیایی و جداسازی فیزیکی در داخل یک تک واحد عملیاتی است . امروزه استفاده از تقطیر واکنشی به علت مزایای فراوان آن از جمله کاهش هزینههای اولیه و عملیاتی، غلبه بر محدودیت های ناشی از تعادل شیمیایی، استفاده از گرمای واکنش در تقطیر، جداسازی مخلوط های آزئوتروپی و غیره رو به افزایش است . در این میان، فرآیند تولید متیل استات به عنوان فرآیند پایه و فرآیندی که تقطیر واکنشی با آن شکل تجاری گستردهای به خود گرفت، اهمیت خاص دارد. متیل استات مایعی بیرنگ، قابل اشتعال با بو یی مطبوع شبیه استرها با ماندگاری کم است و به عنوان حالل برای بسیاری از رزینها و روغنها استفاده می شود. همچنین متیل استات با خلوص باال میتواند جایگزین موثری برای استون و متیلاتیلکتون و یا یک حالل برای پوششها و چسب های پلیاورتان باشد. اگرچه تقطیر واکنشی دارای مزایای بسیاری است، اما بررسی عمل جداسازی و واکنش همزمان، منتهی به پیچیدگی میان تعادل و انتقال جرم میان مایع و بخار و نفوذ به درون کاتالیست در صورت فرآیند کاتالیستی ناهمگن و سرعت واکنش میشود؛ از این جهت طراحی و بهینهسازی پروژههای مربوط به تقطیر واکنشی تبدیل به یک چالش میان محققین شده است. طراحیهای موجود اکثرا بر اساس یک شبیه سازی اولیه شکل گرفته و بقیه جزئیات در یک مسیر سعی و خطا در مراحل تولید اتفاق میافتد. روشهایی مانند استفاده از سینیهای مختلف، محل ورود و دبیهای مختلف مواد اولیه، دمای واکنش، توزیع دما در برج و نسبت ریفالکس از عواملی است که میتواند بر ظرفیت تولید یک واحد تاثیر گذار باشد. در این پژوهش با شبیهسازی حالت پایای یک واحد تولید متیل استات در ابعاد صنعتی به روش مدل مراحل غیرتعادلی با نرم افزار plus Aspen؛ ابتدا اثر تغییر شرایط عملیاتی مانند تغییر نسبت ریفالکس، نسبت ورود خوراک، محل ورود خوراک و اندازه نواحی واکنشی و جدایش و همچنین تغییر مشخصات هندسی برج و داخلیها مانند قطر برج، فاصله سینیها از یکدیگر، نسبت سطحآزاد، عرض ناودان و ارتفاع بند بر توابع هدف مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سپس به کمک یک الگوریتم بهینهسازی تکاملی بهترین هندسه و بهترین شرایط عملیاتی برج به ازای ظرفیت های 50000 ،30000 ، 20000 ،10000 ،5000 و 1000 تن متیل استات در خلوص باال )5 /99 درصد( در سال با حداقل هزی