ترکیب راکتورهای ایده‌آل جهت شبیه‌سازی راکتور حلقوی تولید پلی‌پروپیلن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی دانشگاه تهران

2 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران

3 عضو هیات علمی دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران

4 شرکت پتروشیمی نوید زر شیمی

10.22078/pr.2023.5166.3298

چکیده

فناوری اسفریپول تحت لیسانس شرکت LyondellBasell یکی از پرکاربردترین فناوری‌های دنیا جهت تولید پلی‌پروپیلن است. در این فرایند از یک راکتور حلقوی جهت پیش پلیمریزاسیون و دو راکتور حلقوی جهت پلیمریزاسیون در فاز مایع جهت تولید هموپلیمر و رندم کوپولیمر و یک راکتور فاز گاز جهت تولید کوپولیمر ضربه پذیر استفاده می‌شود. هر کدام از راکتورهای پلیمریزاسیون از 4 پایه و 4 اتصال تشکیل شده است. هندسه راکتور و پمپ مورد استفاده به اختلاط بهتر مواد، بهبود انتقال جرم و انتقال حرارت کمک می‌کند. هندسه راکتور به گونه‌ای است که استفاده از راکتور‌های ایده‌آل به تنهایی موجب ایجاد خطا در نتایج شبیه‌سازی می‌شود به همین علت در این پژوهش سعی شده است با ترکیب راکتورهای ایده‌آل موجود در نرم افزار Aspen Plus.v11، دقیق‌ترین نتایج بدست آید. در بخش دیگری از پژوهش، اثر متانول به عنوان سم کاتالیست بر میزان تولید و میانگین عددی درجه پلیمریزاسیون بررسی شده است. نتایج بدست آمده از طریق مقایسه با داده‌های شرکت صاحب فناوری یا داده‌های موجود در مقالات دیگر محققان، اعتبار سنجی شده اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Combination of ideal reactors to simulate the loop reactor of polypropylene production

نویسندگان [English]

  • Mohammadali Babanejadi Sorkhab 1
  • Aliasghar Hamidi 2
  • Mohammad Najafi 3
  • Farzin Sadeghvandi 4
1 Graduated from University of Tehran, Master's degree in Chemical Engineering
2 Faculty Member School of Chemical Engineering. College of Engineering. University of Tehran
3 Faculty Member School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran
4 Navid Zar Petrochemical Company
چکیده [English]

The Spheripol process is one of the most widely used technologies in the world for the production of polypropylene (PP). The geometry of the reactor is such that the use of ideal reactors alone causes an error in the simulation results. Therefore, in this research, we have tried to combine the ideal reactors modules in Aspen Plus. v11 to get the most accurate results. In order to calculate the volume of the ideal reactor, we used the concept of "required length for fully developed flow" and considered the inlets, outlet, and pump of the reactor as a continuously stirred tank reactor (CSTR) while the other part of the reactor considered as plug flow reactor (PFR). We also used three different kinetic constants reported by three different research groups and compared the result with the licensor data. Due to the importance of the thermodynamic model for the prediction of phase behavior, we used the Perturbed Chain Statistical Associating Fluid Theory (PC-SAFT) equation of state that was used by previous authors. The results are validated with the licensor data and previous articles. Also, the effect of methanol as a catalyst poison is investigated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Polypropylene
  • Loop Reactor
  • Spheripol Process
  • Aspen Plus
  • Process Simulation