در شبیهسازی فرایندهای شیمیایی، اعتبارسنجی نتایج بهدستآمده از مدلهای راکتوری اهمیت بالایی دارد، زیرا تصمیمگیریهای طراحی و بهرهبرداری بر اساس این نتایج انجام میشود. در تولید پروپیلن گلیکول، استفاده از راکتور CSTR آدیاباتیک زمانی معتبر تلقی میشود که بتوان نتایج آن را با یک مدل مرجع دقیقتر مانند راکتور پلاگ مقایسه کرد. نرمافزار Aspen Plus با در اختیار گذاشتن مدلهای متنوع راکتوری، بستری مناسب برای بررسی مفهومی صحت این نوع شبیهسازی فراهم میکند.
مبانی مفهومی مقایسه CSTR آدیاباتیک و راکتور پلاگ
راکتور CSTR آدیاباتیک بر پایه اختلاط کامل و یکنواختی دما و ترکیب در کل حجم راکتور تعریف میشود، در حالی که راکتور پلاگ رفتار واقعیتری از مسیر واکنش را نشان میدهد و تغییرات دما و غلظت را بهصورت تدریجی در طول راکتور نمایش میدهد. مقایسه این دو دیدگاه در Aspen Plus کمک میکند تا مشخص شود سادهسازیهای ذاتی CSTR چه میزان بر پیشبینی تولید پروپیلن گلیکول تأثیر گذاشتهاند. هرچه نتایج این دو راکتور به یکدیگر نزدیکتر باشند، اطمینان به اعتبار مدل CSTR افزایش مییابد.
شبیهسازی راکتور پلاگ بهعنوان مرجع اعتبارسنجی
در نرمافزار Aspen Plus، راکتور پلاگ معمولاً بهعنوان یک مرجع مفهومی برای بررسی صحت نتایج سایر راکتورها مورد استفاده قرار میگیرد. در این مقایسه، شرایط خوراک، فشار عملیاتی و ماهیت آدیاباتیک واکنش برای هر دو راکتور یکسان در نظر گرفته میشود تا تفاوت خروجیها تنها ناشی از نوع مدل راکتوری باشد. این رویکرد باعث میشود تحلیل انجامشده بیشتر جنبه اعتبارسنجی مفهومی داشته باشد تا صرفاً مقایسه عددی نتایج.
تحلیل نتایج تولید پروپیلن گلیکول در دو مدل راکتوری
در بررسی نتایج، تمرکز اصلی بر روند تبدیل مواد واکنشدهنده به پروپیلن گلیکول و رفتار دمایی سیستم است. در راکتور پلاگ، تغییرات تدریجی شرایط واکنش تصویر دقیقتری از فرایند ارائه میدهد، در حالی که در CSTR آدیاباتیک، خروجی بیانگر یک وضعیت میانگین است. اگر اختلاف میان این دو مدل در محدوده قابل قبول مهندسی باشد، میتوان نتیجه گرفت که پیشبینی تولید پروپیلن گلیکول توسط CSTR از اعتبار مناسبی برخوردار است.
ارزیابی نهایی اعتبارسنجی CSTR آدیاباتیک
اعتبارسنجی زمانی کامل تلقی میشود که نتایج راکتور CSTR آدیاباتیک با نتایج راکتور پلاگ همخوانی مفهومی داشته باشند. این همخوانی نشان میدهد که انتخاب مدل واکنش، شرایط عملیاتی و فرض آدیاباتیک در Aspen Plus بهدرستی انجام شده است و نتایج بهدستآمده میتوانند بهعنوان مبنایی مناسب برای تحلیل و طراحی فرایند در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گیرند.
جمعبندی
مقایسه نتایج تولید پروپیلن گلیکول در راکتور CSTR آدیاباتیک با راکتور پلاگ در نرمافزار Aspen Plus، روشی کارآمد برای افزایش اطمینان به صحت شبیهسازی است. این رویکرد نشان میدهد که در صورت نزدیک بودن رفتار دو مدل، میتوان از CSTR بهعنوان ابزاری سادهتر ولی قابل اعتماد برای بررسی واکنشهای صنعتی استفاده کرد.
کلیدواژه ها : اعتبارسنجی پروپیلن گلیکول در Aspen Plus-تولید پروپیلن گلیکول با راکتور CSTR آدیاباتیک-مقایسه CSTR و Plug Flow Reactor-شبیهسازی راکتور پلاگ RPlug-Propylene Glycol Simulation-Aspen Plus Reactor Validation
