دراسة محاكاة لإنتاج ميثيل ساليسيلات عبر أعمدة التقطير التفاعلية
DOI:
https://doi.org/10.52716/jprs.v15i2.976الكلمات المفتاحية:
gPROMs, Methyl salicylate, Optimization, Reactive distillation, Simulation.الملخص
في هذا البحث، تم استكشاف ومناقشة محاكاة عمود التقطير التفاعلي لتصنيع ميثيل الساليسيلات .ميثيل الساليسيلات هو أحد الاسترات الشائعة المستخدمة في صناعات مثل صناعة الأدوية والعطور والنكهات ويتم إنتاجه من خلال أسترة حمض الساليسيليك والميثانول. التقطير التفاعلي، الذي يجمع بين حركية التفاعل وعمليات الفصل معًا في نفس الوعاء، يمكن اعتباره أسلوبًا فعالاً للغاية. وبتطبيق متغيرات مختلفة باستخدام برنامج محاكاة العمليات الكيميائية تم تحديد أفضل ظروف التشغيل لتكوين ميثيل الساليسيلات بما في ذلك درجة الحرارة ونوع العمود. يتم إجراء البحث هنا بهدف تقييم أداء العمليات الدفعية (CBD) وشبه الدفعة (SBD) للتقطير التفاعلي وتحديد معدلات التحويل بالإضافة إلى كفاءات التحويل. يتم تسهيل إنجاز محاكاة عملية الإنتاج بواسطة برنامج المحاكاة gPROMS Module Builder الذي يمكنه تصميم أكثر من تفاعلات بسيطة لإنتاج ساليسيلات الميثيل عالية النقاء من خلال التقطير. يقارن هذا البحث أيضًا كفاءة الانتاج. اظهرت طريقة SBD معدل تحويل 85% ولها أعلى درجة نقاء تبلغ 99%.
توفر الرؤى المستمدة من المحاكاة إرشادات قيمة لتحسين كفاءة العملية واختيار وضع التقطير الأنسب للإنتاج على نطاق صناعي. يساهم هذا البحث في الجهود المستمرة لتكثيف العملية ويؤكد على إمكانية التقطير التفاعلي كطريقة قابلة للتطبيق لانتاج ميثيل ساليسيلات.
المراجع
D. Y. Aqar, N. Rahmanian, and I. M. Mujtaba, “A novel split-reflux policy in batch reactive distillation for the optimum synthesis of a number of methyl esters”, Separation Purification Technology, vol. 221, pp. 363-377, 2019. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.03.071.
S. R. Kirumakki, N. Nagaraju, K. Murthy, and S. Narayanan, “Esterification of salicylic acid over zeolites using dimethyl carbonate”, Applied Catalysis A: General, vol. 226, no. 1-2, pp. 175-182, 2002. https://doi.org/10.1016/S0926-860X(01)00900-0
W. Backhouse, “The concept of reactive distillation", Chemical Engineering Journal, vol. 22, pp. 466-472, 1932.
J. G. Segovia-Hernández, S. Hernandez, and A. B. Petriciolet, “Reactive Distillation: A Review of Optimal Design Using Deterministic and Stochastic Techniques”, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 97, pp. 134-143, 2015. https://doi.org/10.1016/j.cep.2015.09.004
H. Lee, S. Kim, and Y. Park, “Optimization of methyl salicylate synthesis by reactive distillation: a simulation study”, Journal of Process Engineering, vol. 45, pp. 789-798, 2020.
A. Tsatse, S. R. G. Oudenhoven, A. J. B. T. Kate, and E. Sorensen, “Optimal design and operation of reactive distillation systems based on a superstructure methodology”, Chemical Engineering Research and Design, vol. 170, pp. 107-133. 2021. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2021.03.017
H. Shi, W. Zhu, H. Li, H. Liu, M. Zhang, Y. Yan, and Z. Wang, “Microwave-accelerated esterification of salicylic acid using Brönsted acidic ionic liquids as catalysts”, Catalysis Communications, vol. 11, no. 7, pp. 588-591, 2010. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2009.12.025
J. G. Segovia-Hernández, S. Hernández, and A. B. Petriciolet, “Reactive distillation: A review of optimal design using deterministic and stochastic techniques”, Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 97, pp. 134-143. 2015. https://doi.org/10.1016/j.cep.2015.09.004
I. M. Mujtaba, “Batch distillation: Design and operation”, vol. 3, World Scientific Publishing Company, 2004.
T. Chien, D. R. Jones, and T. Danino, “Engineered bacterial production of volatile methyl salicylate”, ACS Synthetic Biology, vol. 10, no. 1, pp. 204-208, 2020. https://doi.org/10.1021/acssynbio.0c00497
D. Y. Aqar, “Modelling and Optimization of Conventional and Unconventional Batch Reactive Distillation Processes. Investigation of Different Types Batch Reactive Distillation Columns for the Production of a Number of Esters such as Methyl Lactate, Methyl Decanoate, Ethyl Benzoate, and Benzyl Acetate using gPROMS”, (Doctoral dissertation, University of Bradford), 2018.
Y. L. Kao, and J. D. Ward, “Simultaneous optimization of the design and operation of batch reactive distillation processes”, Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 55, no. 1, pp. 267-278, 2016. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5b03170
C. L. Yaws, “Handbook of chemical compound data for process safety”, Elsevier, 1997.
Y. Ren, M. R. McGillen, V. Daële, J. Casas, and A. Mellouki, “The fate of methyl salicylate in the environment and its role as signal in multitrophic interactions”, Science of The Total Environment, vol. 749, p. 141406, 2020. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141406
التنزيلات
منشور
كيفية الاقتباس
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2025 Mohammed Jassim, Dhia Y. Aqar, Safaa M. R. Ahmed
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
