امکان سنجی و طراحی مفهومی سنتز متانول سبز با بهره گیری از گاز H۲ جریانات پرج به عنوان خوراک مستقل

با توجه به کاربرد متانول MOH به عنوان سوخت جایگزین و عامل کاهش CO۲ اهمیت آن در صنایع پتروشیمی افزایش یافته است. از این رو محققان در حال بررسی یک رویکرد پایدار برای سنتز کارآمد MeOH هستند. در مجتمع پتروشیمی فن آوران مقادیر قابل توجهی گاز H۲ در جریان های پرج وجود دارد که می توان از آن به عنوان یک جریان مستقل خوراک برای تولید MeOH بهره جست. پژوهش حاضر در قالب یک ایده نوآورانه با استفاده از یک طراحی مفهومی و تحلیل فنی به کمک فناوری کاملا بومی اقدام به تولید همزمان MeOH و بخار فشار بالا (HPS) از این منبع گاز H۲ کرد. در این راستا طرح پیشنهادی با در نظر گرفتن ملاحظات فنی از جمله انتخاب مدل سینتیکی مناسب و چیدمان بهینه تجهیزات و با استفاده از داده های طراحی برای برآورد اولیه و واقعی برای رسیدن به شرایط معقول مجتمع، با نرم افزار Aspen Plus شبیه سازی شد. برای بهینه سازی عملکردی طرح پیشنهادی فرآیند بومی سازی با توسعه کاتالیست نیمه صنعتی و با تعیین نسبت های بهینه اتمی (۹ = CuO/Al۲O۳ و ۲.۷ = CuO/ZnO) شرایط بهینه سنتز و نوع ارتقادهنده (۵-CuO/ZnO/Al۲O۳/ZrO۲-۵ (CZAZ)) همراه بود. عملکرد کاتالیست ۵-CZAZ در یک واحد پایلوت در مقیاس آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفت. در وهله اول طرح پیشنهادی به گونه ای بهینه شد تا اطمینان حاصل شود که خروجی آن با نتایج به دست آمده از پایلوت آزمایشگاهی مطابقت دارد. نتایج شبیه سازی بر اساس داده های طراحی واحد فن آوران نشان داد که طرح پیشنهادی حاضر قابلیت تولید MeOH و HPS به ترتیب ۱۶ تن بر ساعت و ۱۲۰۰۰ کیلوگرم بر ساعت را داراست. در وهله دوم بهینه سازی بر اساس میزان مصرف CO۲ طرح پیشنهادی با کاهش حدود ۵۰ درصدی در مصرف CO۲ تنها افت بسیار جزئی در میزان تولید MeOH و HPS را تجربه کرد که بعد اقتصادی بودن طرح حاضر را پررنگ می کند. در نتیجه با استفاده از این فناوری بومی امکان تولید MeOH و HPS با حداقل مصرف منبع کربن و بیشینه استفاده از آلاینده های جریانات پرج فراهم شده است.

Keywords:

گاز , پرج , هیدروژناسیون , CO۲ , متانول , شبیه سازی , Aspen Plus