دانلودتحقیق کامل اعمال دینامیکی در طراحی سنتز متانول به منظور جلوگیری از کاهش تولید محصول

اختصاصی از فایلکو دانلودتحقیق کامل اعمال دینامیکی در طراحی سنتز متانول به منظور جلوگیری از کاهش تولید محصول دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

متانول یکی از مهمترین الکل ها است که به دلیل کاربرد فراوان آن به خصوص در مصارف عمومی مورد توجه قرار گرفته است. موارد مصرف این ماده زیاد است و از جمله آن می توان به سه مصرف عمده به عنوان حلال، سوخت و ماده اولیه تهیه مواد شیمیایی اشاره کرد.

در این تحقیق تولید متانول که شامل یک راکتور، مبدل حرارتی و جداساز می باشد به صورت دینامیکی شبیه سازی شده است. فرض شده است. پیش بینی رفتار فرآیند تولید متانول از گاز سنتز، از طریق حل دستگاه های معادلات دیفرانسیل غیر خطی مرتبه اول و دستگاه های معادلات جبری غیر خطی انجام گردیده است.

با استفاده از مدل فوق تاثیر چندین پارامتر مهم شامل نسبت جریان برگشتی، دمای ورودی به راکتور و فشار پوسته اطراف راکتور به منظور جبران افت فعالیت کاتالیست بررسی شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهدکه از طریق تغییر دادن شرایط عملیاتی به مقدار قابل توجهی می توان اثر افت فعالیت کاتالیست را در کاهش تولید متانول کم رنگ تر نمود

1-1- معرفی متانول

متانول یکی از مهمترین الکل‏ها است که به دلیل کاربرد فراوان آن به خصوص در مصارف عمومی مورد‏ توجه قرار گرفته است. موارد مصرف این ماده در صنعت زیاد است و از آن ‏جمله می‏توان به سه مصرف عمده به عنوان حلال، سوخت و ماده اولیه تهیه مواد شیمیایی از قبیل فرمالدئید، دی متیل ترفتالات، متیل آمینها و اسید استیک اشاره کرد (Kirk-Othmer 1974).

مصرف این ماده به عنوان سوخت به این دلیل است که متانول دارای نقطه جوش نرمال پایین (7/64) بوده و دمای اشتعال آن نیز کم (385) است. از طرفی به‌خاطر پایین بودن نقطه انجماد این ماده (56-)، از آن برای کاهش نقطه انجماد آب نیز استفاده می‏کنند (Alvin 1997).

سنتز متانول را می‏توان به قدمت استفاده از شعله چوب دانست. تا کنون متانول از روشهای مختلفی ساخته شده است. روشهای قدیمیتر به صورت تقطیر چوب بوده است و روشهای پیشرفته‏تر استفاده از گاز سنتز در مجاورت کاتالیزور می‏باشد. این روش شامل تهیه گاز سنتز، بررسی واکنشهای رقابتی انجام شده در راکتور و مشخص نمودن کاتالیزور برتر، تراکم ‏سازی گاز سنتز برای ورود به راکتور و خالص سازی محصول می‏باشد.

متانول را اکثرا به اسم الکل چوب می‏شناسند و علت آن این است که اولین منبع تجارتی آن چوب بوده است. الکل چوب اولین بار توسط در سال 1661 شناخته شد. ولی تا سال 1812 اختلاف بین متانول و اتیل الکل کشف نشد. حتی در سال 1930 این اختلاف اندک فرض می‏شد. قبل از سال 1930، این ماده یک ماده پرهزینه بود چرا که متانول تهیه شده شامل ناخالصیهای فراوان مثل استون، استات متیل، آلیل الکل، اسید استیک، نفتالین، فنل و … بود و جداسازی این مواد کاری پر هزینه بود (Andrzej Cybulski 1988).

• مشخصات متانول:

متانول مایعی است بی‌ رنگ، قابل اشتعال و دارای بویی تقریبا تند که با هر نسبتی با آب ترکیب می‌شود. فرمول شیمیایـی این ماده و دانسیته آن 792 می‌باشد. از آنجائـیکه در حدود یک قرن متانول به وسیله تقطیر تخریبی چوب تولید می‏گردید، لذا به آن الکل چوب می‌گویند. الکل چوب واقعی شامل موادی مانند استن، اسیداستیک و آلیل الکل نسبت به متانول تجارتی موجود امروزه می‏باشد. سالهای زیادی بزرگترین استفاده متانول در تولید فرمالدئید بوده است، که تقربیا نیمی از متانول تولید شده را مصرف می‏نمود. بعدها به علت استفاده‌های جدیدتر از متانول برای تولید موادی همچون اسید استیک و متیل ترشری بوتیل ‏اتر اهمیت متانول افزایش یافت. استفاده مستقیم از متانول به عنوان سوخت نیز دارای اهمیت ویژه‏ای است.

متانول ماده‌ای است سمی، که حتی خوردن کمی از آن مرگ آور است. در بیشتر مواقع اثرات سمی آن بعد از چند ساعت و بعضی اوقات، 2 تا 3 روز بعد ظاهر می‌شود. متانول در بیشتر مواقع روی اعصاب بینایی نیز اثر می‌گذارد. خوردن 5 میلی لیتر از متانول کافی است، تا بینایی را از بین ببرد. تنفس آن نیز به مدت طولانی همان اثرات مسموم کننده قبلی را دارد.

متانول مایعی است با بویی تقریبا تند که در صورت خالص بودن بوی ملایم الکل را دارد. متانول با حرارت تجزیه می‏شود و ایجاد دی ‏اکسید کربن و فرمالدئید می‏کند. متانول با مواد اکسید کننده نظیر پرکلراتها، تری اکسید کرم، برم، هیپوکلریت سدیم، کلرین و پراکسید هیدروژن به ‏شدت واکنش می‌دهد که منجر به ایجاد حریق و مخلوطهای قابل انفجار می‏گردد.

متانول به ‏خوبی با هوا ترکیب شده و به آسانی مخلوطهای قابل انفجار ایجاد می‏کند. متانول با آب، الکلها، استرها،کتونها و اکثر حلالهای آلی میل ترکیبی داشته و مخلوطهای آزئوتروپ زیادی به وجود می‏‏آورد.