research centers


Search results: Found 8

Listing 1 - 8 of 8
Sort by

Article
Hydrodynamics, Mass and Heat Transferin Reactive Distillation
دراســــة سلوكيــــة وانتقال الكتلة والحرارة في أعمدة التقطـــير ذات المفاعـــل

Loading...
Loading...
Abstract

The ethyl acetate synthesis via heterogeneous reactive distillation is studied experimentally using ethanol and acetic acid. Three types of cation exchanging resins were used as catalysts: Zerolit 225, Zerolit 226 and Ambylite 400. Experiments were carried out in two units of the same dimensions. Each unit consisted of three sections: rectifying, reactive and stripping sections of heights (60+25+20) cm respectively and 2.5cm column diameter. The first unit (column-A-) was a fractionation type and the second unit (column-B-) was packed column. The packing type was hollow glass cylinders with 10 mm height, and 4, 5 mm inner and outer diameter respectively.
The experiments were carried out by using two operation modes. The semi-batch and continuous operation mode. In the first part of present investigation, the semi-batch mode was used to evaluate the catalyst type and to evaluate the performance of reactive distillation unit configuration (Fractionation and packed column). Results show that, the column-B- gave higher conversion rates than column-A-. This is attributed to the high surface area available for liquid vapour contact in packed type column, which leads to increasing mass transfer rates. On the other hand, Ambylite 400 catalyst showed higher activity for esterification reaction than other two types of catalysts.
The second part of work continued with column -B- only. It is well known that, the esterification process is regarded one of exothermic reactions. Therefore, the monitoring of the temperature distribution along column axial for all three types of catalysts showed that the temperature distribution was essentially the same due to steady state operation in continuous operation mode. On the other hand, the effect of reflux ratio on temperature distribution was clearly noted, that is as the reflux ratio increased the temperature distribution along the column was reduced for each type of catalysts.
On the other hand, the experimental results point that, as a reflux ratio increases the conversion rates of acetic acid is increased too because such increasing is related to high mass transfer rates between vapour and liquid along reactive distillation column.

في هذا البحث تم دراسة عملية تحضير خلات الاثيل Ethyl Acetate باستخدام تقنية المفاعل ذو التقطير Reactive Distillation باستخدام الايثانول وحامض ألخليك كمواد أولية للتفاعل واستخدام العوامل المساعدة الصلبة. حيث تم استخدام ثلاثة أنواع مـن العـوامل المساعدة Cation Exchanging Resins والتي هي: Zerolit 225, Zerolit 226 , and Ambylite 400. خلال البحث تم بناء منظومتين رياديتين بأبعاد موحدة لإجراء التجارب. كل منظومة تتكون من ثلاث مناطق هي Rectifying, Reactive and Stripping section بأرتفاعات (60+25+20) سم على التوالي و2,5 سم قطر للعمود. اعتمدت المنظومة الأولى (Column-A-) في تصميمها كونها تحتوي على صواني نوع (Trays (Fractionation, أما المنظومة الثانية (Column-B-)فصممت على أنها عمود تقطير محشو ((Packed Distillation Column تحتوي على حشوات زجاجية اسطوانية الشكل بطول 10ملم وقطر داخلي 4 ملم وقطر خارجي 5 ملم. أجريت التجارب باستخدام نمطين من التشغيل على أساس مرور المواد الأولية: النمط الأول هو عمل نصف الوجــــبةSemi-batch والنمط الثاني هو الأسلوب المستمرContinuous . حيث استخدم النمط الأول لغرض تقييم كفاءة العوامل المساعدة المستخدمة وتحليل وتقييم أداء التصميمين للمنظومتين (Fractionation and packed column) الأتي استخدمن في البحث. حيث أظهرت النتائج أن المنظومة الثانية Column-B- أعطت معدلات كفاءة وتحول عالية نحو النواتج المرغوب بها أكثر من المنظومة الأولى Column-A-. وهذا في حقيقة الأمر يعود إلى المساحة السطحية العالية للحشوات والتي توفر مساحة تلامس جيدة بين البخار الصاعد والسائل الذي ينزل من أعلى البرج, والذي يؤدي بطبيعة إلى زيادة معدلات انتقال الكتلة. من ناحية أخرى أظهرت النتائج أن العامل المساعد نوع Ambylite 400 أعطى فعالية أعلى في تفاعل الاسترة من النوعين الآخرين. من ناحية أخرى تم اعتماد العمل باستخدام المنظومة Column-B-فقط وبالأسلوب التشغيلي المستمر. حيث تعد تفاعلات الاسترة من التفاعلات الباعثة للحرارة, ولهذا متابعة توزيع درجات الحرارة على طـــول البرج وللأنواع الثلاثة من العوامل المساعدة أظهرت النتائج بان التوزيع الحراري تقريباً متساوي لجميع العوامل المساعدة, وهذا يعزى إلى حالة الاستقرار التشغيلي في أسلوب التشغيل المستمر. ومن خلال دراسة تأثير نسبة الراجع Reflux Ratio على توزيع درجات الحرارة في البرج, أظهرت النتائج انه كلما زادت معدلات الراجع كلما انخفضت معدلات توزيع الحرارة داخل البرج ولجميع الأنواع من العوامل المساعدة. أشارت النتائج العملية إلى لا انه بزيادة قيم الراجع فان معدلات تحول حمض ألخليك سوف تزداد , حيث يمكن تفسير مثل هذه الزيادة على أساس التحسن الحاصل بمعدلات انتقال الكتلة بين البخار الصاعد والسائل النازل في برج التقطير ذو المفاعل.


Article
Esterification of Free Fatty Acid with High Chain Alcohol for Biodiesel Production Using Semi-Batch Reactive Distillation

Authors: Wadood T. Mohammed --- Marwa F. Abdul Jabbar
Journal: Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering المجلة العراقية للهندسة الكيمياوية وهندسة النفط ISSN: 19974884/E26180707 Year: 2015 Volume: 16 Issue: 4 Pages: 11-19
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

The esterification of oleic acid with 2-ethylhexanol in presence of sulfuric acid as homogeneous catalyst was investigated in this work to produce 2-ethylhexyl oleate (biodiesel) by using semi batch reactive distillation. The effect of reaction temperature (100 to 130°C), 2-ethylhexanol:oleic acid molar ratio (1:1 to 1:3) and catalysts concentration (0.2 to 1wt%) were studied. Higher conversion of 97% was achieved with operating conditions of reaction temperature of 130°C, molar ratio of free fatty acid to alcohol of 1:2 and catalyst concentration of 1wt%. A simulation was adopted from basic principles of the reactive distillation using MATLAB to describe the process. Good agreement was achieved.


Article
Dynamic Simulation of Semi-Batch Catalytic Distillation Used for Esterfication Reaction

Authors: Ziadoon M. Shakor --- Khalid A. Sukkar
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2008 Volume: 26 Issue: 7 Pages: 777-796
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper the detailed mathematical dynamic model of semi-batch reactivedistillation is formulated for ethyl acetate synthesis (estrefication reaction).The model is composed of material balance, heat balance, and equilibriumequations. The set of nonlinear ordinary differential equations governing theunsteady state composition profile in a semi-batch reactive distillation columnwere solved by using fourth order Runge-Kutta integration method with the aid ofthe powerful MATLAB 6.5 program which used to simulate and optimize thesemi-batch reactive distillation column.The simulation provides compositions, temperatures and holdups profilesalong the column as a function of time. Also the reactant conversion and ethylacetate purity in distillate are calculated.Finally, the simulation results are analyzed to find the optimum operatingpolicy of reflux ratio, Ethanol/Acetic acid and catalyst weight.

من المعدات الحديثة التي تجمع (Reactive Distillation) تعتبر معدات التقطيرذات المفاعلعملتي التقطير والتفاعل في نفس المعدة . في هذا البحث تم التوصيف والتمثيل الرياضي لهذاالنوع من المعدات في تفاعل الاسترة لانتاج خلات الاثيل .حيث تمت النمذجة الرياضية على اساس منظومة ريادية سابقة والتي تعمل باسلوب نصفوكان الموديل الرياضي مبنيًا على اساس اعتماد موازنة الكتلة (Semi-batch) الوجبةوالحرارة وخصائص الاتزان بين الطورين. وعليه فان مجموعة المعادلات التفاضلية اللاخطيةتم حلها بطريقة التكامل بواسطة (Unsteady state) التي توصف الحالة غير الستقرةللحل MATLAB ومن خلال استخدام برنامج 6.5 Fourth Order Runge-Kuttaواستحصال النتائج الخاصة بالمنمذ جة الرياضية لها النوع من المعدات .من خلال الموديل تم استحصال نتائج التركيز ودرجة الحرارة ومعدلات الجريان لكل اجزاء برجكدالة للزمن . كما تم حساب نسبة (Reboiler, Column and condenser ) التقطير التفاعلي.(Ethyl Acetate) التحول للمواد المتفاعلة وحساب نقاوة المادة الناتجة والتي هي خلات الاثيلومن خلال التحليل الرياضي تم استحصال نتائج من الموديل تمثل افضل قيم لنسبة.(Reflux Ratio) (Catalyst Weight) and , (Ethanol/Acetic acid ratio) الراجع


Article
Study in Kinetics of Saponification Reaction of Diethyl Adipate with Sodium Hydroxide Solution under Reactive Distillation

Authors: Raghad fareed kasim --- rouaa ali shokorr
Journal: Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering المجلة العراقية للهندسة الكيمياوية وهندسة النفط ISSN: 19974884/E26180707 Year: 2016 Volume: 17 Issue: 1 Pages: 99-108
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This research presents a new study in kinetics under reactive distillation by using consecutive two – step reaction : the saponification reaction of diethyl adipate with sodium hydroxide solution . The distillation process takes the role of withdrawing the intermediate product (sodium monoethyladipate SMA) which otherwise converts to the final product of low purity.The effect of three parameters were studied through a design of experiments applying 23 factorial design. These parameters were : the mole ratio of DA to NaOH solution (0.1 and 1) , NaOH solution concentration (3 N and 8 N) , and batch time (1.5 hr. and 3.5 hr.) . The conversion of DA to sodium monoethyladipate(SMA)(intermediate product) was the effect of these parameters which was detected .The results showed that increasing mole ratio of DA to NaOHsolution increases the conversionto a maximum value within the range of study.The effect of NaOH solution concentration decreases the conversion to a specified value within the range of study . The effect of batch time on conversion was decreasing the conversion to a specified value within the range of study . The maximum attainable conversion within the studied range of parameters was eighteen fold of thebase case.Reaction rate constant k and the order of reaction n of first reaction weredetrminedusing the differential method . The study attempted to determine n and k under the maximum conversion condition obtained in this system which corresponds to : feed mole ratio of diethyl adipateDA to NaOH solution of 0.3,NaOH solution concentration of3 Nandtime of1.5 hr.The study showed that the reaction order was 1.5and reaction rate constant was 0.8m3/kmol.s at a temperature of 100 ℃ .


Article
Zirconium Sulfate as Catalyst for Biodiesel Production by Using Reactive Distillation
كبريتات الزركونيوم كعامل مساعد لأنتاج البايوديزل بأستخدام التقطير التفاعلي

Authors: Marwa Faeq Abdul Jabbar مروة فائق عبد الجبار --- Wadood Taher Mohammed . ودود طاهر محمد
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2016 Volume: 22 Issue: 1 Pages: 68-82
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Production of fatty acid esters (biodiesel) from oleic acid and 2-ethylhexanol using sulfated zirconia as solid catalyst for the production of biodiesel was investigated in this work. The parameters studied were temperature of reaction (100 to 130°C), molar ratio of alcohol to free fatty acid (1:1 to 3:1), concentration of catalyst (0.5 to 3%wt), mixing speed (500 to 900 rpm) and types of sulfated zirconia (i.e modified, commercial, prepared catalyst according to literature and reused catalyst). The results show the best conversion to biodiesel was 97.74% at conditions of 130°C, 3:1, 2wt% and 650 rpm using modified catalyst respectively. Also, modified catalyst gave identical results to that of commercial one. Simulation study was adopted from basic principles of reactive distillation and the results were close to an acceptable degree.

في هذا البحث تم دراسة أنتاج البايوديزل باستخدام التقطير التفاعلي خلال تفاعل حامض الاوليك مع كحول ٢– أثيل هكسانول واستخدام كبريتات الزركونيوم كعامل مساعد صلب. مثل هذه العوامل المساعدة يمكن فصلها بسهولة من محلول التفاعل واعادة استخدامها مرة أخرى وليس كما في العوامل المساعدة السائلة وكذلك ممكن أستخدامها في العمليات المستمرة. على الرغم من أن كفاءتها أعلى من السائل الا انها مستخدمة في السنوات الاخيرة.المتغيرات التي تم دراستها هي درجة حرارة التفاعل, النسبة المولية للكحول الى الحامض الشحمي, تركيز العامل المساعد, سرعة الخلط, طرق مختلفة لتحضير كبريتات الزركونيوم. أظهرت النتائج ان أعلى تحول يصل ال ٩٧.٧٤% عند ظروف ١٣٠ م°, ١:٣ , ٢% وزنا, ٦٥٠ دورة/دقيقة عند أستخدام العامل المساعد المحسن. كذلك أظهرت النتائج أن التجاري أقرب الى العامل المساعد المحسن. تم أيضا دراسة محاكاة لنتائج التقطير التفاعلي ولوحظ أن هناك تقارب بينهم.


Article
Multilayer Perceptron prediction for the Production of Methyl Acetate via Reactive Distillation

Authors: Salih A. Rushdi --- Taha Mahdi
Journal: Journal of University of Babylon مجلة جامعة بابل ISSN: 19920652 23128135 Year: 2016 Volume: 24 Issue: 4 Pages: 1023-1030
Publisher: Babylon University جامعة بابل

Loading...
Loading...
Abstract

In this paper, it was given a profile for the design of reactive distillation to produce methyl acetate from acetic acid and methanol in the presence of sulfuric acid as catalyst. The conversion of the reaction was studied as function to time, reflux ratio and feed mole ratio and predicted using Multilayer Perceptron through SPSS software 21. The result shows that using ANN will reduce the Squares Error to 0.262 and the Relative Error to 12.1%.

في هذه البحث نعطي لمحة عن تصميم التقطير التفاعلي لإنتاج خلات الميثيل من حامض الخليك والميثانول في وجود حامض الكبريتيك. وقد درس متغيرالتحويل من خلال كونه داله الى، نسبة العائد والزمن واللقم وتنبأ عن طريق استخدام متعدد الطبقات من خلال برنامج SPSS مايكروسوفت 21. والنتيجة تظهر أن استخدام ANN سوف يقلل من الخطأ المربع إلى 0،262 والخطأ النسبي إلى 12.1٪.


Article
PROCESS SIMULATION STUDY OF ETHYL ACETATE REACTIVE DISTILLATION COLUMN BY HYSYS® 3.2 SIMULATOR
دراسة في المحاكاة النظرية لتحليل عمود التقطير التفاعلي لخلات الاثيل باستخدام برنامج المحاكاة HYSYS® 3.2

Author: Ahmed D. Wiheeb احمد دحام وحيد
Journal: DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية ISSN: 19998716/26166909 Year: 2011 Volume: 4 Issue: 2 Pages: 39-56
Publisher: Diyala University جامعة ديالى

Loading...
Loading...
Abstract

ABSTRACT:- In this paper, reactive distillation column for the production of ethyl acetate from ethanol and acetic acid has been simulated by the simulator tool of HYSYS. This reactive distillation is a promising operation whereby reaction and separation take place within a single distillation column. The thermodynamic properties are calculated with the Wilson, NTRL and UNIQUAC Property Package models which are available in HYSYS simulator program. The effects of water content in feed, bottom temperature and reflux ratio on top temperature and conversion of ethanol are studied when using three thermodynamic models and three feed statuses (upper, intermediate and spilt). The results showed that the best conditions are: bottom temperature (83-86)0C, reflux ratio (2-5) without water content in feed at spilt condition using Wilson as the best model. The study gives evidence about a successful simulation with HYSYS because the results are close with the experimental data of (Calvar et al)[18].Keywords: HYSYS Simulator, Reactive Distillation, Esterification processes, Ethyl Acetate production.

الخلاصة في هذا البحث تم محاكاة عمود التقطير التفاعلي لإنتاج خلات الأثيل من الايثانول وحامض الخليك باستخدام برنامج المحاكاةHYSYS . وهذا التقطير التفاعلي عبارة عن عملية واحدة حيث التفاعل والفصل يحدثان بداخل برج تقطير مفرد. تم حساب الخواص الثرموديناميكية باستخدام ثلاث موديلات (,Wilson, UNIQUA NRTL ) وهي متوفرة ضمن برنامج HYSYS . وتم دراسة تأثير كل من درجة حرارة أسفل العمود, المحتوى المائي في المادة الداخلة ونسبة الراجع على درجة حرارة أعلى العمود ونسبة تحول الأيثانول باستخدام هذه الموديلات الثلاث عند حالات المادة الداخلة الثلاث (العلوي, المتوسط, المتجزئ). وأفضل الظروف التشغيلية التي تم الوصول إليها هي : درجة حرارة أسفل العمود (83-860C), نسبة الراجع (2-5 ) بدون محتوى مائي في المادة الداخلة بالحالة المتجزئة باستخدام Wilson كأفضل موديل. هذه الدراسة تعطي دليل على نجاح المحاكاة باستخدام HYSYS بسبب تقارب نتائج المحاكاة مع النتائج العملية للباحث ( [19](Calvar. الكلمات الدالة:برنامج المحاكاة HYSYS ، التقطيرالتفاعلي ، عمليات الأسترة , أنتاج خلات الأثيل .


Article
Saponification of Diethyl Adipate with Sodium Hydroxide Using Reactive Distillation
صوبنة ثنائي اثيل اديبيت مع هيدروكسيد الصوديوم باستخدام التقطير التفاعلي

Authors: Raghad Fareed Kassim Almilly رغد فريد قاسم الملي --- Asrar Abdullah Alobaidy اسرار عبد الله العبيدي --- Maha Hadi Alhassani مها هادي الحسني
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2014 Volume: 20 Issue: 11 Pages: 20-34
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This research presents a new study in reactive distillation by adopting a consecutive reaction . The adopted consecutive reaction was the saponification reaction of diethyl adipate with NaOH solution. The saponification reaction occurs in two steps. The distillation process had the role of withdrawing the intermediate product i.e. monoethyl adipate from the reacting mixture before the second conversion to disodium adipate occurred. It was found that monoethyl adipate appeared successfully in the distillate liquid. The percentage conversion from di-ester to monoester was greatly enhanced (reaching 86%) relative to only 15.3% for the case of reaction without distillation .This means 5 times enhancement . The presence of two layers in both the distillate and residual liquids was noticed ,the upper (water) layer and the lower (ester) layer. However, water layer was dominant in the distillate .The percentage excess of NaOH solution was calculated with respect to the concentration of monoester (9%-79%) and it was found that increasing the concentration of NaOH solution( until 40%) led to increase in the percentage conversion to monoester. It also led to get a pure monoester in the distillate and made the residual liquid appear as one layer. Maximum conversion had been occurred in the rang (40%-60%). After 60% the percentage conversion lowered noticeably.

يقدم هذا البحث دراسة جديدة في التقطير التفاعلي باعتماد التفاعل المتسلسل. ان التفاعل المتسلسل المعتمد هو تفاعل صوبنة ثنائي اثيل اديبيت مع محلول هيدروكسيد الصوديوم . ان تفاعل الصوبنة يحدث بخطوتين. وان دور عملية التقطير هو في سحب المركب الوسطي اي احادي اثيل اديبيت من المزيج المتفاعل قبل حدوث التحول الثاني الى ثنائي صوديوم اديبيت. لقد ظهر احادي اثيل اديبيت بنجاح في السائل المتقطر. ان النسبة المئوية للتحول من الاستر الثنائي الى الاستر الاحادي قد تحسنت بصورة كبيرة ( وصولا الى 86%) نسبة الى 15٫3% فقط في حالة التفاعل بدون التقطير. هذا يعني التحسن لخمسة اضعاف. لقد لوحظ وجود طبقتين في كلا السائلين المتقطر والمتبقي. الطبقة العلوية ( الماء) والطبقة السفلية ( الاستر) . ولوان طبقة الماء كانت هي السائدة في السائل المتقطر. تم احتساب النسبة المئوية للزيادة في محلول هيدروكسيد الصوديوم بالنسبة الى تركيز الاستر الاحادي(9%-79%) ولقد وجد ان الزيادة في محلول هيدروكسيد الصوديوم( الى حد 40%) يؤدي الى زيادة النسبة المئوية للتحول الى الاستر الاحادي. كما تؤدي الى الحصول على الاستر الاحادي نقيا في السائل المتقطر وظهور السائل المتبقي كطبقة واحدة .ان اعظم تحول حصل في المدى (40%-60%). بعد 60% انخفضت النسبة المئوية للتحول بصورة ملحوظة .

Listing 1 - 8 of 8
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (8)


Language

English (7)

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2016 (3)

2015 (1)

2014 (1)

2011 (1)

2008 (2)