پايان نامه كارشناسی ارشد

162 صفحه

ارائه 1389

چكیده

در عصر حاضر كه مباحث استفاده از روشهای نوین جهت كاهش مصرف انرژی از اهمیت بسزایی
برخوردار شده است باید كه از این روند غافل نشد لذا در این پروژه برآن شدیم تا به بررسی یكی
از واحد های صنعتی كشور كه دارای خصوصیات منحصر به فردی است بپردازیم زیرا مختص به
جداسازی آروماتیك ها (جداسازی زایلین) است كه این دسته مواد هیدروكربنی دارای مشخصات
منحصر به فردی هستند.

برای انجام این كار از روشی كه در طی مقاله در سال 2001 مطرح شده است بهره جستیم تا به
انجام امر بهینه سازی انرژی به میزان kj/yr 2690000000 نائل شویم. اما جهت انجام این كار نیاز
به انجام مقدماتی مانند شبیه سازی فرآیند نیز بودیم كه در طی پروژه به آن پرداخته شد و در
قسمت نهایی پروژه نیز گریزی به مبحث طراحی مفهومی با در نظر گرفتن ملاحظات انرژی زده
شده است و در این قسمت نیز نتایجی به دست آمد كه میتوان از آنها در جای خود بهره برد.

مقدمه

تقطیر روشی است برای جداسازی اجزای یك محلول، بر اساس قابلیت توزیع مواد بین فازهای گاز و مایع،
وقتی كه تمام اجزا در هر دو فاز موجود باشند.
در اینجا بر خلاف عمل جذب یا دفع گازی، كه در آنها ماده جدیدی به منظور ایجاد فاز دوم به
مخلوط اضافه می شود ، فاز جدید به وسیله تبخیر یا میعان از محلول اولیه تشكیل می شود .

برای روشن شدن تفاوت بین تقطیر و سایر عملیات، به ذكر چند مثال می پردازم. در جداسازی آب و نمك
معمولی، چون نمك در شرایط موجود كاملاً غیر فرار است باقی می ماند و آب تبخیر میشود. این عملیات
تبخیر نام دارد. و اما تقطیر جداسازی محلول هایی است كه تمام اجزا آن فراریت نسبی داشته باشند.

از این دسته ، جداسازی اجزای محلول مایعی از آمونیاك و آب را در نظر بگیرید. همانگونه كه می دانیم
وقتی محلول آمونیاك - آب را در مجاورت هوا (كه اساساً در مایع نامحلول است) قرار دهیم،

آمونیاك دفع میشود اما به دلیل مخلوط بودن با بخار آب و هوا خالص نیست. به عبارت دیگر،
با حرارت دادن، میتوانیم محلول را به طور جزئی تبخیر كنیم به طوریكه فاز گازی شامل آب
و آمونیاك تشكیل گردد و از آنجایی كه فاز گاز، نسبت به مایع باقی مانده ، از نظر آمونیاك
غنی تر است، مقداری جداسازی صورت می گیرد. با دستكاری مناسب فازها یا تكرار تبخیر و میعان،
میتوان به طور معمول هر دو جزء مخلوط را به صورت خالص كاملاً جدا كرد.

مزایای چنین روش جداسازی ای روشن است. در عمل تقطیر ، فاز جدید از جهت ارزش گرمایی با محلول
اولیه تفاوت دارد؛ ولی دادن یا گرفتن حرارت به راحتی صورت میگیرد كه البته هزینه انجام این عمل باید
همیشه در نظر گرفته شود.

تقطیر

به عبارت دیگر، در عملیات جذب یا دفع، كه با افزودن یك ماده خارجی همراه است، محلول جدیدی
به دست می آید كه به نوبه خود باید بوسیله یكی از عملیات انتقال جرم جداسازی شود مگر اینكه
محلول جدید مستقیماً قابل استفاده باشد. (جداسازی زایلین ها)

تقطیر نیز، به عنوان یك فرآیند جداسازی، به نوبه خود محدودیتهای ویژه ای دارد. در جذب یا عملیات، كه
در آن یك ماده خارجی برای ایجاد فاز جدید جهت توزیع اجزاء استفاده میشود ، میتوان حلالی را انتخاب
كرد كه بیشترین جداسازی را فراهم كند؛ مثلاً، چون آب برای جذب هیدروكربورهای گازی از یك مخلوط
گازی مناسب نیست، بجای آن می توان از یك روغن هیدروكربوری كه حلالیت بهتری داشته باشد استفاده
كرد. ولی در تقطیر چنین آزادی انتخابی وجود ندارد. با به كار بردن حرارت در تقطیر، به تنهایی، گاز ایجاد
شده فقط شامل اجزاء موجود در مایع خواهد بود؛ بنابراین به علت شباهت زیاد گاز و مایع از نظر شیمیایی،
اختلاف غلظت ناشی از توزیع اجزاء بین دو فاز معمولاً زیاد نیست.

در واقع گاهی اختلاف غلظت آنقدر كم است كه فرآیند ، عملاً ممكن نیست و حتی ممكن است
اختلاف غلظتی وجود نداشته باشد. با این وجود، در جداسازی مستقیم كه با تقطیر نیز انجام می شود،
فرآیند دیگری برای جداسازی لازم نیست و به همین خاطر این عمل یكی از مهمترین عملیات های
انتقال جرم است.

با توجه به تفصیل فوق به بررسی یكی از گزینه های حساس جداسازی كه مربوط به
جداسازی (جداسازی زایلین ها) اجزایی با نقطه جوش های نزدیك پرداختیم و سعی كردیم
از نقطه نظر های گوناگونی به بررسی این واحد بپردازیم.

متن کامل را می توانید بعد از خرید دریافت نمایید.