مدل سازي فرآيندهاي جداسازي واكنش: جذب و تقطير واكنشي

Modelling of reactive separation processes: reactive absorption and reactive distillation

در سال هاي گذشته صنايع فرآيندهاي شيميايي هميشه علاقه زيادي به توسعه فرآيندهاي جداسازي واكنشي (RSP) نشان داده اند كه اين فرآيندها، مكانيزم هاي واكنش و جداسازي را به يك واحد تنها و يكپارچه تركيب مي كنند. اين تلفيق عملياتي واكنش و جدايي را به يك عمليات مشترك با ارزش براي سادگي و تازگي اين فرايند به ارمغان مي آورد. اين جداسازي واكنش براي سرمايه گذاري مطلوب و صرفه جويي در هزينه عملياتي نسبت به عمليات تجاري در مقياس بالا مي توان بدست آورد.چنين فرآيندهايي چند مزيت مهم مثل افزايش محصولات و حسن انتخاب واكنش، غلبه بر محدوديت هاي ترموديناميكي مثل آزئوتروپ ها و كاهش قابل ملاحظه در مصرف انرژي، آب و حلال دارند. مثال هاي مهم از جداسازي هاي واكنشي، تقطير واكنشي (RD) و جذب واكنشي (RA) مي باشد. به دليل تعاملات قوي واكنش شيميايي و انتقال حرارت و جرم، رفتار فرآيند RSP تمايل به پيچيدگي زيادي دارد. اين مقاله يك بازبيني از روش هاي مدل سازي و طراحي به روز شده از جداسازي واكنشي را ارائه كرده و هر دو شرايط پايا و ديناميك را پوشش مي دهد. در اين مقاله براي فرآيند RA تصفيه گاز كك و براي فرآيند RD سنتز متيل استات شرح داده مي شود.

In the last years chemical process industries have shown permanently increasing interest in the development of reactive separation processes (RSP) combining reaction and separation mechanisms into a single, integrated unit. Such processes bring several important advantages among which are increase of reaction yield and selectivity, overcoming thermodynamic restrictions, e.g. azeotropes, and considerable reduction in energy, water and solvent consumption. Important examples of reactive separations are reactive distillation (RD) and reactive absorption (RA). Due to strong interactions of chemical reaction and heat and mass transfer, the process behavior of RSP tends to be quite complex. This paper gives an overview of up-to-date reactive separation modelling and design approaches and covers both steady-state and dynamic issues. These approaches have been applied to several different RA and RD processes including the absorption of NOx , coke gas purification, methyl acetate synthesis and methyl tertiary butyl ether (MTBE) synthesis. In this paper, coke gas purification for RA process and methyl acetate synthesis for RD process will be explained.