شبیه‌سازی جامع برج تزریق آمونیاک مجتمع پتروشیمی خراسان به همراه اصلاح و بهبود عملکرد آن

احسان رجایی باجگیران¹ بهروز محمودزاده وزیری²

1) کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قوچان، قوچان، ایران - Email:
2) دانشیار گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قوچان، قوچان، ایران - Email:

محل انتشار : دومین کنفرانس بین المللی مهندسی و علوم کاربردی(2iceasconf.com)
چکیده :
در این مقاله برای اولین بار به شبیه‌سازی دقیق و جامع برج تزریق آمونیاک واحد کریستال ملامین مجتمع پتروشیمی خراسان (واقع در شمال شرقی ایران) و ارزیابی عوامل کلیدی برافزایش راندمان تولید ملامین، کاهش ترکیبات اکسی آمینو تری آزین (OAT) و پلی کندانس پرداخته‌شده است. در این پژوهش سعی شده تا ابتدا با استفاده از شبیه‌سازی دقیق برج تزریق آمونیاک به کمک نرم‌افزار Aspen Plus V8.4 و پیش‌بینی رفتار ترمودینامیکی فرآیند و سپس بهینه‌سازی شرایط عملیاتی، میزان تولید ملامین را افزایش و مقدار ترکیبات OAT و پلی کندانس را که ازنظر زیست‌محیطی مشکل‌ساز هستند، کاهش داد. تحت شرایط عملیاتی برج تزریق آمونیاک، ترکیبات پلی کندانس به ملامین و OAT تجزیه می‌گردد، درنتیجه برج تزریق آمونیاک شبیه به یک راکتور عمل می‌نماید. بنابراین به‌منظور شبیه‌سازی برج تزریق آمونیاک از مدل‌های مختلف راکتور نظیر استوکیومتری، تعادلی، پلاگ و CSTR استفاده گردید. همچنین مدل‌های ترمودینامیکی مختلف اعم از معادلات حالت، مدل‌های اکتیویته و مدل‌های ترکیبی به‌منظور بررسی تعادل به کار گرفته شدند. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده و مقایسه این نتایج با داده‌های واحد کریستال ملامین مجتمع پتروشیمی خراسان، تمامی مدل‌های راکتور از عملکرد بسیار خوبی در شبیه‌سازی فرآیند برخوردار بودند اما در این میان، مدل راکتور CSTR نسبت به سایر مدل‌های راکتور از دقت بالاتری برخوردار بود. در پیش‌بینی رفتار ترمودینامیکی فرآیند، تمام معادلات ترمودینامیکی مورداستفاده عملکرد یکسان و برابری داشتند. با ارزیابی شرایط عملیاتی مختلف نهایتاً در دمای C°120 و فشار bar 26 کمترین مقدار OAT به دست آمد. این مقدار با حدود 12 درصد کاهش از مقدار فعلی 116.2Kg/hr به 102.44Kg/hr رسید. از طرفی در دمای C°170 و فشار bar 25 بیشترین مقدار ملامین تولید گردید. این مقدار با حدود 0.8 درصد افزایش، از مقدار فعلی 2833.1Kg/hr به 2855.64Kg/hr رسید.
کلمات کلیدی : مجتمع پتروشیمی خراسان برج تزریق آمونیاک شبیه‌سازی مدل‌های ترمودینامیکی ملامین OAT پلی کندانس