-
In a previous paper, pressure drop, flooding and mass-transfer characteristics of a novel pilot-scale distillation column called spinning cone column (SCC) were presented. Here, we present the result of comparison of mass-transfer efficiencies of SCC and structured packing. Comparison of SCC and structured packing mass-transfer characteristics show that the gas and liquid-side height of transfer units (HTUs) of the SCC are on the average 20% and 50% lower than the corresponding values for structured packing respectively. This in turn results in lower HETPs of the SCC for practical applications. Predicted HETPs in ethanol distillation using SCC are 30% lower than those of structured packing. Predicted HETPs for fusel oil and orange oil distillations are also 45% and 35% lower respectively than the experimental values obtained for structured packing. From these results, it is concluded that SCCs are more efficient with respect to mass-transfer than this particular structured packing, but to draw a general conclusion, more specific data on pressure drop per NTS, and liquid hold-up and residence time of the two columns should be available.
-
Mass transfer coefficients of rising drops in spray and packed columns with randomand structured packing in a liquid-liquid extraction operation were experimentallymeasured and the results compared. In this work, a high interfacial tension chemicalsystem of toluene-acetic acid-water in a structured packed column is investigated.Results of random and structured packing show that random types are effective only fora drop size less than 9 mm, while the structured ones are shown to have a positive effecton mass transfer coefficient in a wide drop size range. Furthermore, structured packingproved to be slightly more effective than random packing in improving the masstransfer coefficient. The effect of drop size on mass transfer coefficient has also beenstudied in this work and the results showed that when the drop diameter increases, themass transfer coefficient increases too. Finally, new correlations for the prediction ofthe mass transfer coefficient in both a random and structured packed column have beenintroduced which are in better agreement with the experimental data in comparisonwith those resulted from Newman, Kronig-Brink and Handlos-Baron models.
-
توزیع جریان دو فازی (گاز- مایع) در آکنه های منظم از اهمیت خاصی در انتقال جرم و گرما بین دو فاز برخوردار است. در سال های اخیر بررسی این سیستم توسط روش های دینامیک سیالات محاسباتی میسر شده است. در این تحقیق سعی شده است که تاثیر انواع شبکه بندی و نیز مدل های آشفتگی مختلف بر روی توزیع و کسر حجمی فاز مایع برای آکنه منظم مونتزپک 1250-YB در حالت پایا با استفاده از روش هایی بررسی شود. برای مدلسازی سیستم از دیدگاه حجم سیال استفاده شده و انواع شبکه بندی های مختلف (چهار وجهی و آلگوریتم کوپر) و همچنین مدل های مختلف آشفتگی استاندارد و RNG و Realizable به کار گرفته شده است. معادلات حاصل با استفاده از روش عددی حجم محدود حل شده اند. توزیع نامناسب فاز مایع به وسیله مقدار (Cv) و کسر حجمی فاز مایع در سرعت های مختلف در شرایط ذکر شده مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با داده های آزمایشگاهی مراجع مقایسه گردیده اند. نتایج حاصل بیانگر تاثیر زیاد انتخاب شبکه بندی و مدل های آشفتگی مناسب در شبیه سازی صحیح هیدرودینامیک آکنه های منظم می باشد.
کلید واژگان: جریان دو فازی, مدل های آشفتگی, شبکه بندی, حجم سیال, دینامیک سیالات محاسباتیThe effects of meshing type and turbulency model on distribution and volume fraction of the liquid phase on the MontzpakB1-250Y structured packing at steady state condition was investigated employing computational fluid dynamics (CFD) technique. The volume of fluid method was used to simulate the liquid distribution, while different meshing types (e.g. tetrahedron and cooper algorithm) and turbulency models (including Standard, RNG and Realizable) were used for modelling the system. Resulted equations were numerically solved employing the finite volume method. Liquid maldistribution was studied using parameter and volume fraction of the liquid phase at various velocities and conditions. The results were compared with experimental data reported in the literature indicating that a proper selection of meshing type and turbulency model can significantly affect hydrodynamics simulation of the structured packing. -
کمتر از 40 سال است که از پرکن های ساختاری (Structured Packing) در صنایع شیمیایی در فرایندهایی مثل تقطیر یا جذب استفاده می شود. این نوع پرکن ها دارای مزایایی از جمله افت فشار پایین و راندمان بالا نسبت به پرکن های نامنظم هستند. تا کنون تحقیقات زیادی جهت بهینه سازی عملکرد این برج ها انجام شده است و پارامترهای زیادی از جمله افت فشار در بستر، عملکرد توزیع کننده های مایع و گاز در برج و چگونگی الگوی جریان در بستر آکنده انجام شده است.کلید واژگان: برج های آکنده, پرکن های ساختاری, دینامیک سیالات محاسباتی CFD
-
رقابتهای جهانی بر سر تولید مونومر استایرن، تحول عمیقی را در تولید و احداث واحدهای مربوط به مونومر استایرن، به علت کاربردهای فراوان آن در صنعت لاستیک سازی، شاهد بوده اند. این امر به نوبه خود، منجر به افزایش چشمگیر ظرفیت تولید مونومر استایرن شده است به طوریکه مطالبات و ظرفیتهای موجود برای تولید استایرن، هنوز هم رو به افزایش است.
فناوری گوناگونی برای تولید مونومر استایرن وجود دارد. از مهمترین آنها می توان به فناوری (ای بی بی لوموس/یو ا پی)1، فناوری (ای پی آی یوروپا)2، فناوری (شو استون و وبستر بجر)3 که از هیدروژن زدایی اتیل بنزن استفاده می کنند و نیز فناوری هیدروپروکسیداسیون اتیل بنزن اشاره کرد. در این تحقیق، فناوری مربوط به هیدروژن زدایی اتیل بنزن مورد بررسی قرار می گیرد. سپس گونه های مختلف آکنه های مورد استفاده در جداسازی مونومر استایرن و اتیل بنزن و مزایای آنها در مقایسه با ستونهای سینی دار بررسی می گردد. طبق تحقیقات بعمل آمده، حدود 70% کل ظرفیت برجهای تقطیر مربوط به جداسازی مونومر استایرن و اتیل بنزن را آکنه های ملاپک تشکیل می دهند. آکنه های مکس پک، سولزر BX و انتالوکس در رده های بعدی قرار دارند.کلید واژگان: مونومر استایرن, اتیل بنزن, جداسازی, برج آکنده, برج سینی دار, فناوری تولید مونومر استایرن, آکنهWorld war period witenessed a boom in styrene demand due to its application in the manufacture of synthetic rubber. This led to a dramatic increase in styrene capacity. Since then demand and capacity have grown continuously. There is various Technologies for Styrene monomer production. ABB-lummus/Uop, Epi Europa and Shaw stone&Webster badger Technologies are samples of them. These Technologies used of Ethylbenzene dehydrogenation method. Ethylbenzene hydroperoxidation is other Technology. Present investigation discusses first type (Ethylbenzene dehydrogenation methods). Then various packing types used in Styrene monomer/Ethylbenzene separation, is discussed. Today, more than 70% of the world capacity for styrene monomer distillation have been equipped by Mellapak structured packings. Maxpak, Sulzer BX and Intalox structured packing are in the next grades.
-
مجله فرآیند نو، پیاپی 69 (بهار 1399)، صص 24 -34در آکنه های ساختاریافته افت فشار یکی از مهم ترین پارامترهای مهم در محاسبه قطر بهینه برج است. در پژوهش پیشرو افت فشار دوفازی در آکنه ساختاریافته SulzerBX توسط دینامیک سیالات محاسباتی محاسبه و با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است. درصد خطای نسبی %9/1 به دست آمده است. میزان افت فشارها در بیش ترین حالت 833/7 پاسکال بر متر به ترتیب در سرعت های گاز و مایع 0/899 و 0/0298 متر بر ثانیه و در کم ترین حالت، 25/1 پاسکال بر متر به ترتیب در سرعت های گاز و مایع 0/341 و 0/0298 متر بر ثانیه به دست آمده است. در مقایسه نتایج حاصل از افت فشار صفحات سوراخ دار با نتایج حاصل از افت فشار در صفحات ساده و بدون سوراخ، افت فشار در صفحات سوراخ دار %7 کاهش داشته است. در این پژوهش به بررسی اثر سوراخ های موجود بر روی صفحات آکنه بر افت فشار دوفازی پرداخته شده است.کلید واژگان: آکنه ساختاریافته, افت فشار دوفازی, دینامیک سیالات محاسباتیIn structured packings, the pressure drop is one of the critical factors in calculating the optimal diameter of the tower. In the present research, two phase pressure drop in SulzerBX structured packing was optaincd by computational fluid dynamics and compared with experimental data. The relative error was 9.1%. Furthermore, the amount of maximum pressure drop was 833.7 Pascal per meter at gas and liquid velocities of 0.899 and 0.0298 m/s, respectively. In addition, the minimum pressure drop was 25.1 Pascal per meter at gas and liquid velocities of 0.341 and 0.0298, respectively. Compared with conventional packings the pressure drop in perforated plates illustrated a 7% reduction. This study aims to investigate the influence of packing plates holes on two phase pressure drop.Keywords: Structured Packing, Computational fluid dynamics, Pressure drop, Sulzer, BX
-
در این تحقیق، پارامترهایی از قبیل تجمع مایع، افت فشار خشک و افت فشار دو فازی به کمک تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی برای چهار نوع آکنه ساختار یافته ملاپک نوع یک و دو1، فلکسیپک2 و جمپک3 محاسبه شده است. جهت تعیین افت فشار خشک، یک مدل سه بعدی و برای محاسبات دو فازی، یک مدل دو بعدی در نظر گرفته شد. نتایج تجمع مایع و افت فشار خشک حاصل از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی برای محاسبه افت فشار دو فازی بصورت غیر مستقیم بکار گرفته شده اند. با توجه به نتایج بدست آمده دراین تحقیق، مقدار متوسط ضخامت فیلم مایع در ناحیه زیر انباشتگی برای آکنه های ملاپک نوع دو، فلکسیپک، جمپک و ملاپک نوع یک، به ترتیب، 324/0، 1028/0، 34/0 و 3232/0 میلیمتر است. مقدار متوسط تجمع مایع درناحیه زیر انباشتگی 62/7%، 24/4%، 77/3% و 55/7%، به ترتیب، برای آکنه های ملاپک نوع دو، فلکسیپک، جمپک و ملاپک نوع یک است.
بطور کلی مطابقت خوبی بین داده های آزمایشگاهی و نتایج بدست آمده در این تحقیق وجود دارد بطوریکه می توان نشان داد که مدلهای ارائه شده در این تحقیق می توانند بخوبی برای پیشگویی پارامترهای هیدرودینامیکی در آکنه های ساختار یافته بکار روند.
کلید واژگان: دینامیک سیالات محاسباتی, آکنه های ساختار یافته, تجمع مایع, افت فشار خشک, افت فشار دو فازیPrediction of Liquid Hold up and Pressure Distribution in the Structured Packings Using CFD AnalysisIn this study, Computational Fluid Dynamics (CFD) has been used to determine the dry pressure drop, wet pressure drop and Liquid holdup in four types of structured Packings (Mellapak 250Y, Mellapak 250X, Flexipak 1Y and Gempak 1A). By predicting the dry pressure drop and liquid hold up, the two-phase pressure drop can be easily calculated from the correlations. The results show that the liquid film thickness in the Mellapak 250Y, Flexipak 1Y, Gempak 1A and Mellapak 250X are 0.324, 0.34 and 0.3232 mm in the preloading region, respectively. The liquid hold up in the Mellapak 250Y, Flexipak 1Y, Gempak 1A and Mellapak 250X are 7.62%, 4.24%, 3.77% and 7.55% in the preloading region, respectively. In general the predictions agree well with the experimental data, indicating the suitability of the proposed models for the simulation of the hydrodynamics and mass transfer in structured packed columns. -
Packed towers are continuous contact systems in which unlike tray towers, the liquid phase is dispersed, and the gas phase is continuous. Packed or packed distillation towers are widely used in chemical industries. The use of such towers is preferable to tray towers, especially in vacuum distillation operations. These columns are suitable in low pressure-drop or low liquid hold up operations. In this study, the pressure drop for the air-water system was simulated, and presented by a 3D model consisting of two layers of Gempak 2A structured packings by using computational fluid dynamics. Computational Fluid Dynamics is a useful tool for scale-up, design and optimization of chemical engineering equipment for its detailed prediction of hydrodynamic characteristics. The BSL turbulence model was used for simulation. The total number of meshes were 1315200. The simulation results were compared with laboratory and existing experimental data. The simulation error of the two-phase pressure drop compared with experimental data was 16.6%. The results of prediction agree well with the experimental data indicating the suitability of the proposed method for the simulation of the hydrodynamics in structured packed columns. The results of this study can be used in the hydraulic design of packed towers containing structured packings.
Keywords: packed tower, structured packings, Two-phase pressure drop, Gas velocity, Liquid velocity, Computational Fluid Dynamics -
مجله فرآیند نو، پیاپی 70 (تابستان 1399)، صص 48 -63
راه اندازی ستون های پایلوت به عنوان پیش زمینه طراحی فرایندها در مقیاس صنعتی از دیرباز موردتوجه بوده است. باوجود مزایای متعدد، ستون های تقطیر واکنشی پایلوت معدودی راه اندازی شده است. بررسی مطالعات انجام شده و واکنش های مشابه مشخص گردید که تقطیر واکنشی برای واکنش های استری شدن، استری شدن چندمرحله ای، تولید ترکیبات اتری، آلکیل دار کردن، رطوبت زدایی، استیل دار کردن و ایزومردار کردن می تواند کاربرد داشته باشد. تطابق ناحیه دمایی بهینه برای انجام واکنش شیمیایی مدنظر با ناحیه دمایی عملیاتی ستون تقطیر یکی از پارامترهای کلیدی در طراحی فرایند تقطیر واکنشی است. از طرفی یکی از مهم ترین پیش شرط های اجرای فرایند، بررسی نقاط هم جوشی واکنشی است. قطر ستون های پایلوت مورد استفاده در غالب تحقیق ها 50 میلی متر گزارش شده است. ارتفاع ستون ها با توجه به نوع فرایند و سختی جداسازی متفاوت است. آکنه های ساختاریافته کاتالیستی Sulzer بیش ترین کاربرد را در این ستون ها داشته اند.
کلید واژگان: افزایش مقیاس, واحد پیشتاز, تقطیر واکنشی, آکنه های ساختاریافتهThe design and operation of pilot columns have long been considered as a prerequisite for the design of industrial-scale processes. Despite the obvious benefits, a few reactive distillation pilot plants have been set up. Researches have been shown that reactions such as esterification, transesterification, etherification, alkylation, dehumidification, acetylation and isomerization are best suited in reactive distillation columns. In general, the adaptation of the optimal temperature zone for the chemical reaction is the key parameter in designing reactive distillation columns. On the other hand, one of the most important preconditions for the implementation of these processes is the study of reactive azeotrope points. The diameter of the pilot columns used in most studies is 50 mm and the height of the columns varies according to the type of the process. Sulzer catalytic structured packing has been used mostly in these columns.
Keywords: Pilot Plants, Reactive distillation, Scale Up, Structured Packings -
Type of packings and characteristics of their geometry can affect the flow behavior in the reactive distillation columns. KATAPAK SP is one the newest modular catalytic structured packings (MCSP) that has been used in the reactive distillation columns, recently. However, there is not any study on the hydrodynamics of this packing by using computational fluid dynamics. In the present work, a 3D VOF model was developed to evaluate dry and wet pressure drops of catalytic structured packings, MCSP-11 and 12. The module of MCSP is made of alternating vertical layers of structured packing sheets (Mellapak Plus) and catalyst bags. The goal of this paper is to illustrate the effect of geometry on the hydrodynamics and characterization of flow in the MCSP modules. Results showed that the mean relative errors for prediction of dry and wet pressure drops were 17% and 7% for MCSP-11 and 11% and 12% for MCSP-12, respectively. According to CFD results, pressure drop in closed channels was higher than that in open channels. The catalyst bags were simulated as porous media. The simulation led to determination of the liquid velocity distribution in the catalyst bags.Keywords: Reactive separation, Modular catalytic structured packing, Mellapak Plus, Multiphase model, Hydrodynamic, computational fluid dynamics
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
* ممکن است برخی از فیلترهای زیر دربردارنده هیچ نتیجهای نباشند.
-
معتبرحذف فیلتر