شبیه سازی سه بعدی یک ماژول غشایی بازیافت مونومر از جنس کامپوزیت pdms/pei با استفاده از نرم افزار comsol

با توجه به این که مونومرهایی مانند اتیلن و پروپیلن خوراک اصلی در واحدهای تولید پلیمرهایی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن هستند، هدررفت چنین ترکیبات ارزشمندی در جریانات مختلف فرآیندهای تولیدی مربوطه، موجب ایجاد خسارت‌های اقتصادی و هم چنین زیست محیطی می‌باشد. در این مطالعه، مدل سه بعدی فرایند غنی سازی گاز اتان و اتیلن از مخلوط گازی با بکارگیری تکنیک دینامیک سیالات بر پایه ماژول غشایی تخت حلزونی از جنس پلی دی متیل سیلوکسان مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از نرم افزار comsol multiphysics بازیافت مونومرهای اتان و اتیلن روی ماژول های ورق تخت شبیه سازی شد که تطابق قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی نشان داد. با افزایش دما میزان غنی سازی اتان افزایش ولی در اتیلن این روند کاهشی بوده است. با افزایش شدت جریان گاز، میزان غنی سازی هر دو گاز روند افزایشی داشته است. همچنین مشخص گردید که این مدل شبیه سازی شده قابلیت پیش بینی عملکرد این ماژول غشایی را برای بازیابی مونومرها در شرایط مختلف عملیاتی را دارا می باشد.

3D simulation of a monomer recycling membrane module made of PDMS/PEI composite using COMSOL software

Considering that monomers such as ethylene and propylene are the main feedstock in the production units of polymers, such as polyethylene and polypropylene, the waste of such valuable compounds in the various streams of the relevant production processes causes economic and also environmental damages. In this study, the three-dimensional model of the enrichment of ethane and ethylene components from a gas mixture was investigated using the fluid dynamics technique based on the PEI/PDMS spiral composite membrane modules. Using COMSOL Multiphysics software, the recycling of ethane and ethylene monomers on flat sheet modules was simulated, which showed acceptable agreement with the laboratory results. With temperature increment, the amount of ethane enrichment increased, but in ethylene, this trend was reverse and downward. With increasing the feed flow rate, the enrichment percentage of both gases has been increasing. Also, it is displayed that this simulated model is able to predict the performance of this membrane module for monomer recovery from the gas mixture in variety of operating conditions.