مدل سازی ریاضی راکتور بسترثابت تولید پروپیلن از دی متیل اتر در فرایند تبدیل متانول به پروپیلن

چکیده پروپیلن یکی از اولفین های مهم و به عنوان ماده ی اولیه در صنایع پتروشیمی مطرح است. برای تولید این ماده فرایندهای متفاوتی وجود دارد. فرایند تبدیل متانول به پروپیلن یکی از جدیدترین فرایندهایی است که مزیت های قابل توجهی نسبت به سایر فرایندهای تولید پروپیلن دارد. این فرایند که هنوز به مرحله ی تجاری نرسیده است، به طور مشترک توسط شرکت لورگی آلمان و شرکت پژوهش و فن آوری پتروشیمی ایران در حال توسعه است. مهمترین قسمت این فرایند راکتورهای بستر ثابت آن است. بدیهی است با اعمال شرایط بهینه در مورد راکتورهای مذکور، می توان به سطح بالاتری در تولید پروپیلن دست یافت. مدل سازی و به عبارت دیگر پیش بینی رفتار این راکتورها در شرایط مختلف می تواند مرحله ی مهم و موثری در این مسیر محسوب شود؛ لازم به ذکر است که با توجه به جدید بودن این فرایند تا به حال در این زمینه کاری انجام نشده است. در این طرح ابتدا روش های مختلف تولید اولفین ها به طور مختصر بیان شده و سپس فرایند تبدیل متانول به اولفین ها و به طور ویژه فرایند تبدیل متانول به پروپیلن بررسی شده است. با انجام مطالعات کتابخانه ای و بررسی مقالات مربوطه، یک مکانیسم برای واکنش تبدیل متانول به پروپیلن انتخاب شد و با توجه به اینکه مدل سینتیکی که مجصوص این فرایند باشد در منابع موجود نبود، با انجام آزمایش ها به وسیله ی سیستم آزمایشگاهی شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی، مرکز تهران ابتدا محدوده اثر مقاومت های فیلمی و داخلی تعیین شدند و سپس با انجام آزمایش هایی دیگر و با کمک برنامه ی کامپیوتری تهیه شده، پارامترهای سینتیکی مکانیسم انتخاب شده، برای سه دسته از آزمایشات بدست آمدند و صحت و دقت آنها برای دو دسته ی دیگر از آزمایشات بررسی شدند؛ ضمنا وابستگی دمایی این پارامترها هم تعیین شد. در مرحله ی بعد با انجام آزمایش هایی دیگر و استفاده از نتایج آنها، فاکتورهای تاثیر واکنش های مختلف تعیین شدند. در قسمت بعد مدل سازی ریاضی راکتورهای بستر ثابت فرایند پیشتاز تبدیل متانول به پروپیلن در دو سطح یک بعدی و دوبعدی انجام شد و با انجام آزمایشاتی با استفاده از واحد پیشتاز تبدیل متانول به پروپیلن مستقر در شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی، مرکز ماهشهر، صحت و دقت نتایج این مدل سازی مورد تایید قرار گرفت. در نهایت با استفاده از مدل تهیه شده اثر پارامترهای مختلف عملیاتی بر روی میزان پروپیلن تولیدی بررسی شد و مقادیری برای این پارامترها جهت بیشینه کردن تولید پروپیلن پیشنهاد داده شد. در این پروژه برای اولین بار مدلسازی سینتیکی فرایند تبدیل متانول به پروپیلن و همچنین مدلسازی ریاضی راکتورهای بستر ثابت موجود در این فرایند انجام شد.