سید رضا نبوی

با توجه به ذخایر عظیم نفت و گاز در ایران، تولید محصولاتی که از مشتقات نفتی بدست می آیند ضروری و لازم است. یکی از این مشتقات نفتی اسید آکریلیک است که تقاضای آن در دنیا در حال افزایش روزافزون می باشد. اسید آکریلیک کاربردهای زیادی در صنعت از جمله صنایع نساجی و چرم دارد و عمده مصرف آن به عنوان پلیمرهای سوپرجاذب مانند پوشک بچه و پلیمرهای مواد شوینده است. در این پژوهش، شبیه سازی و بهینه سازی فرایند تولید اسید آکریلیک از پروپیلن که رایج ترین تولید تجاری در دنیاست انجام شده است. شبیه سازی فرآیند تولید اسید آکریلیک به کمک نرم افزار شبیه سازی ASPEN PLUS V.11 انجام شده است. در این شبیه سازی، از پروپیلن، بخار آب و هوا به عنوان ماده اولیه استفاده شده که در یک راکتور CSTR با اختلاط کامل واکنش داده و سپس طی مراحل جداسازی و استخراج و تقطیر به اسید آکریلیک تبدیل خواهند شد. بهینه سازی اقتصادی (شامل هزینه های خرید تجهیزات و هزینه های عملیاتی)، ایمنی و پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) این فرایند که شامل متغیرهای تصمیم گیری مقدار دبی پروپیلن، هوا و بخار آب ورودی به راکتور، دمای راکتور و نسبت برگشتی برج تقطیر می باشد تحت دو سناریو بهینه سازی دو هدفه و سه هدفه با کمک الگوریتم MOPSO به منظور کمینه کردن توابع اقتصادی و GWP و بیشینه کردن تابع ایمنی مورد مطالعه قرار گرفت. مجموعه جواب های پارتو در این پژوهش در محدوده وسیعی به دست آمد. مطابق نتایج به دست آمده از بهینه سازی سه هدفه و مقایسه با مقادیر اصلی توابع هدف در شرایط عملیاتی اصلی فرایند، تابع اقتصادی 57/48 درصد و تابع GWP 2/16 درصد کاهش و تابع ایمنی 9/1 درصد افزایش یافته است. نتایج این پژوهش می تواند به عنوان یک چارچوب کاری مفید در بهینه سازی فرایند تولید اسید آکریلیک استفاده شود و کمک شایانی به بهبود کارایی و بازده فرآیند کند