Симуляция реактивной дистилляции при производстве биодизеля (Soybean Biorefinery)
В статье рассматривается моделирование колонны реактивной дистилляции для производства биодизеля в Aspen HYSYS. Инженеры использовали встроенные инструменты оптимизации для максимизации целевой функции, варьируя флегмовое число, соотношение сырьевых потоков и тепловую нагрузку на кипятильник.
Симуляция реактивной дистилляции при производстве биодизеля (Soybean Biorefinery)
Задача
Изучение технологии получения биодизеля через реакцию переэтерификации (масло и метанол с щелочными катализаторами) путем совмещения реакции и разделения в одном аппарате — колонне реактивной дистилляции (Reactive Distillation) [cite: 14]. Этот процесс сильно нелинейный и сложен для стационарного моделирования из-за взаимозависимости массообмена, теплообмена и химической кинетики.
Используемое ПО
Aspen HYSYS (модуль стационарного моделирования Steady State) [cite: 14].
Методы и оптимизация
Построена модель колонны реактивной дистилляции. После инициализации модели инженеры применили встроенные инструменты оптимизации для поиска максимума целевой функции (чистота продукта/прибыль). В качестве варьируемых (независимых) переменных были выбраны: флегмовое число (reflux ratio), соотношение сырьевых потоков (feed ratio) и тепловая нагрузка на кипятильник (reboiler duty) [cite: 14].
Валидация и результат
Разработанная модель показала отличную математическую сходимость, продемонстрировав способность встроенных алгоритмов Aspen HYSYS успешно обрабатывать процессы реактивной дистилляции без сбоев матричных решателей. При подстановке рассчитанных оптимальных значений флегмового числа и тепловой нагрузки обратно в модель, результаты подтвердили их теоретическую и термодинамическую валидность [cite: 14].
Источник
Теги
- #AspenHYSYS
- #ReactiveDistillation
- #Optimization
- #Biofuels