Dynamic modelling of a reactive distillation column
Reaktif bir distilasyon kolonun dinamik modellemesi
- Tez No: 335712
- Danışmanlar: PROF. DR. DURSUNALİ ŞAŞMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Kimya endüstrisinde ayırma işlemlerine karşı çok büyük bir ilgi bulunmaktadır. En yaygın ayırma işlemleri ise distilasyon, ekstraksiyon, evaporasyon ve kristallendirmedir. Son yıllarda bu teknolojiler arasında en çok kullanılan ve bilinen işlem distilasyon olmuştur. Ayırma işlemleri endüstrisinde, enerji verimini artırarak daha ekonomik ve de daha çevreci işlemler gerçekleştirecek ekipmanların kullanılacağı yaklaşımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaçları gerçekleştirebilecek en makul yol ise endüstriyel operasyonlar için en uygun dinamik sistemin seçilmesidir. Reaktif distilasyon hem sıvı buhar ayrımının hem de bir veya daha fazla kimyasal reaksiyonun aynı anda gerçekleştiği bir prosestir. Böylece, sadece bir adet reaktif distilasyon kolonu kullanarak hem yatırım için hem de operasyon için kullanılan maliyetler azalmaktadır. Reaktif distilasyon kolonlarının kontrolü zor olmaktadır. Distilasyon kolonlarını çalıştırmak için, kolonların tasarımı matematiksel bir modeli esas almaktadır. Çünkü kütle, enerji ve kimyasal kinetik eşitlikleri gibi modelleme ve dizayn problemini çözmeyi zorlaştıracak ve bu nedenle simülasyon ve dizayn işlemini oldukça karmaşık hale getirecek bir çok lineer olmayan bağlantı bulunmaktadır. Bu projedeki temel amacımız reaktif distilasyon işlemini yeni bir sistematik dinamik modelleme yaklaşımıyla optimizasyon ve kontrol işlemlerinde kullanmaya hazır hale getirmektir. Bu çalışmada kinetik, termodinamik ve denge eşitlikleriyle (MESH) dinamik bir model oluşturulmuştur. Daha sonra bu model farklı raf sayıları için kullanılmıştır. Bu raflardaki bileşim profilleri basamak basamak incelenmiştir. Böylece, besleme akımındaki ve besleme bileşimindeki değişimlere karşı sistemin cevabı grafiksel olarak görülmüştür. Bununla beraber farklı ODE çözümleri kıyaslanarak en uygun adi diferansiyel çözüm seçilmiştir.
Özet (Çeviri)
There is a great interest for seperation processes in chemical industry. Common separation technologies are distillation, extraction, pervaporation, crystallization, etc. Distillation is the most used and known process between all these technologies for last years. In the separation processing industry, there is the need to approach the operation of industrial equipment so they increase their energy efficiency, leading to more-economical and environmentally oriented processes. A feasible way to achieve these purposes lies in the optimal dynamic operation of industrial operations. Reactive distillation (RD) is the process in which vapor-liquid separation and one or more chemical reactions occur simultaneously. In this way, only one piece of equipment (the RD column) is used, possibly reducing investment and operation costs. RD columns have a tendency to be difficult to control. To operate distillation columns, the design of the column will likely be based on a mathematical model of the process. Because there are strong nonlinearities (trough mass, energy and chemical kinetic couplings), the modeling and design problem could be difficult to handle, which means that simulation and design tasks will be rather complicated. The main goal of this project is to obtain new insights on systematic dynamic modeling of a reactive distillation with the aim to use it for optimization and control. In this study, a dynamic model has been obtained using kinetics, thermodynamics and equilibrium equations (MESH). Then, this model has been applied for different stages. Composition profiles and resolutions of these stages were observed step by step. It was shown on diagrams how we could gain step response while we were changing the feed flow and feed compositions. The best ODE function was selected for reactive distillation column.
Benzer Tezler
- Modeling and control studies for a reactive batch distillation column
Bir tepkimeli kesikli damıtma kolonunda modelleme ve denetim çalışmaları
ALMILA BAHAR
Doktora
İngilizce
2007
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. CANAN ÖZGEN
- Etil levulinat üretim sürecinin iki reaktif distilasyon kolonu kullanarak enerji verimli tasarımı ve kontrolü
Energy efficient design and control of ethyl levulinate production process using two reactive distillation columns
ASLIHAN ANTEP
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM BARIŞ KAYMAK
- Metil asetat üretiminin yapıldığı kesikli tepkimeli bir dolgulu damıtma kolonunun kontrolü
Control of a packed bed reactive distillation column methyl acetat produced in
ONUR AKMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SÜLEYMAN KARACAN
- Design and control of alternative downstream processes of IBE fermentation
IBE fermantasyon suyunu saflaştırmak için alternatif ayırma proseslerinin tasarım ve kontrolü
İLAYDA NUR OKSAL
Doktora
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM BARIŞ KAYMAK
- Transformatör sargılarında oluşan hızlı değişimli geçici olayların incelenmesi ve enerji iletim sistemlerinin modellenmesinde yeni bir yaklaşım
Investigation of high speed transients on transformer windings and a new approach in modelling of energy transmission systems
A.OĞUZ SOYSAL
Doktora
Türkçe
1985
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. M. KEMAL SARIOĞLU