مدل سازي و بهينه سازي فرآيند آلكيلاسيون با روش پاسخ سطح

Modeling and Optimization of Alkylation Process Using Response Surface Methodology

در اين پژوهش به بهينه سازي واحد آلكيلاسيون با هدف حداكثر كردن توليد محصولات، با حفظ كيفيت و شرايط عملياتي، بر مبناي اطلاعات يك واحد صنعتي پرداخته شده است. متغير هاي ورودي فرآيند آكيلاسيون عموما شامل خوراك هاي ورودي، و متغير هاي خروجي كه شامل محصولات (آلكيليت، نرمال بوتان و پروپان)، مقدار مصرف اسيد، عدد اكتان آلكيليت، مقدار جريان برگشتي ايزو بوتان به راكتور و نسبت ايزو بوتان به اولفين در راكتور است. با استفاده از اطلاعات عملياتي واحد آلكيلاسيون، مدل رياضي فرآيند با استفاده از روش پاسخ سطح به دست آمد. اين روش در زمينه هاي مختلف از جمله تحقيقات آزمايشگاهي و صنعتي بسيار استفاده شده و نتايج قابل اطمينان ارائه داده است. دقت و صحت مدل هاي ارائه شده به كمك تحليل واريانس (ANOVA) بررسي شد. پس از بررسي صحت مدل هاي ارائه شده، متغير هاي خروجي فرآيند بر مبناي تغيير در متغيرهاي ورودي پيش بيني شد. در انتها بهينه سازي شرايط عملياتي فرآيند آلكيلاسيون با روش بهينه سازي عددي به كمك نرم افزار Design Expert 7 انجام و ارائه گرديد.

The goal of this paper is to optimize Alkylation unit based on industrial data in order to maximize the production rate as well as keeping operational condition of the unit at the desired values. The input variables of alkylation unit are usually input feeds, and output variables are products (i.e. alkylate, normal butane and propane), acid consumption, alkylate octane number, reflux flow of isobutene to reactor and isobutene to olefin ratio in the reactor. Based on industrial data of alkylation unit, the mathematical process model has been obtained using response surface method (RSM). The method has a dominated application in numerous areas of research particularly in chemical process industries. The accuracy of the proposed method has been validated using an analysis of variance (ANOVA). Finally, the optimization of operational condition for an alkylation unit has been carried out using Design Expert 7.