بهینه سازی حرارتی فرآیند فتالیک انیدرید به روش IDM

فتالیک انیدرید را می توان از واکنش تبدیلی میان نفتالن و اکسیژن در فاز بخار سنتز نمود. در این فرآیند نفتالن بوسیله یک کوره و هوا که منبع اکسیژن برای احتراق می باشد در مبدل حرارتی بوسیله بخار فشار بالا پیشگرم می شوند. ابتدا نتفالن در فشار 350kpa بوسیله کوره H-701 تا 400 درجه سانتیگراد پیشگرم و آماده واکنش شده و هوا پس از رسیدن به فشار 310kpa در مبدل گرمائی E-701 در تماس با بخار فشار بالا به دمای 240 درجه سانتیگراد می رسد، این دو جریان در جمع کننده یکی شده و وارد راکتور سنتز R-701 می گردند. دمای راکتور بوسیله سیال خنک کننده در 360 درجه سانتیگراد کنترل خواهد شد. در این فرآیند دو شکل از انرژی (سوخت گازی و بخار فشار بالا) در میزان بالا مصرف می شوند که همین امر توجیه پذیری فرایند را از نظر اقتصادی با چالش مواجه می سازد. در این مقاله بهینه سازی حرارتی فرآیند فتالیک انیدرید به روش طراحی انتگراسیون (IDM) صورت گرفته است. به این ترتیب که ابتدا فرآیند فتالیک انیدرید در محیط نرم افزار تجاری Aspen HYSYS و بسته ترمودینامیکی PR طراحی گردید. سپس نمودار منحنی ترکیبی (Composite Curve) این فرآیند جهت آنالیز حرارتی بوسیله نرم افزار ترسیم و مورد بررسی قرار گرفت. بررسی منحنی ترکیبی نشان داد که سیال داغ خروجی از راکتور سنتز R-701 دارای انرژی بسیار مناسبی جهت بهینه سازی حرارتی می باشد بطوریکه استفاده از آن در فرآیند منجر به ΔTmin برابر با 2/49 درجه سانتیگراد در منحنی ترکیبی خواهد شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که استفاده از سیال خروجی راکتور می تواند منجر به کاهش 78/6% مصرف انرژی کوره H-701 و بازیافت 6730kg/h بخار فشار بالا گردد.

کلیدواژه ها:

منحنی ترکیبی ، بهینه سازی حرارتی ، مبدل گرمائی ، روش 1IDM