کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

صفحه اصلی / هفتمین کنفرانس ملی مهندسی و مدیریت محیط زیست

بهینه‌ سازی فرآیند ایزومریزاسیون کاتالیستی مالئیک اسید در پساب اسیدی تولید انیدرید فتالیک برای بازیابی فوماریک اسید

نویسندگان :

فرزاد صلبوخی¹ علی تنوره² بیژن قنواتی³ علیرضا بزرگیان⁴

1- دانشگاه آزاد اسلامی واحد ماهشهر 2- دانشگاه آزاد اسلامی واحد ماهشهر 3- دانشگاه آزاد اسلامی واحد ماهشهر 4- دانشگاه آزاد اسلامی واحد ماهشهر

کلمات کلیدی :

ایزومریزاسیون کاتالیستی،مالئیک اسید،فوماریک اسید،پساب اسیدی،انیدرید فتالیک،کاهش COD

چکیده :

پساب اسیدی حاصل از واحدهای تولید انیدرید فتالیک به دلیل غلظت بالای مالئیک اسید و فتالیک اسید، از بار آلی شدید و شاخص COD بسیار فراتر از مقادیر مجاز تخلیه برخوردار است. در این پژوهش، امکان بازیابی فوماریک اسید از این پساب از طریق ایزومریزاسیون کاتالیستی مالئیک اسید با استفاده از کاتالیست همگن تیو اوره به‌صورت تجربی بررسی شد. نوآوری اصلی این مطالعه در ارائه رویکردی یکپارچه است که در یک مسیر فرآیندی واحد، هم‌زمان موجب تبدیل یک آلاینده آلی پایدار به یک محصول با ارزش افزوده و کاهش قابل‌توجه بار آلودگی پساب می‌شود؛ رویکردی که قابلیت توسعه صنعتی و ادغام مستقیم در خطوط تولید پتروشیمیایی را دارد. فرآیند در یک سیستم ناپیوسته و با تمرکز بر بهینه‌سازی متغیرهای عملیاتی شامل pH، دما و غلظت کاتالیست انجام گرفت و برای تعیین نقطه بهینه از روش سطح پاسخ (RSM) مبتنی بر طرح Box–Behnken و تحلیل واریانس (ANOVA) استفاده شد. نتایج نشان داد که بازه pH برابر 1 تا 3 و دمای 60 تا 80 درجه سانتی‌گراد مناسب‌ترین شرایط عملکردی برای انجام واکنش هستند. بر اساس مدل RSM، شرایط بهینه در دمای حدود 70 درجه سانتی‌گراد، pH نزدیک به 1٫5 و غلظت تیو اوره حدود 1٫8 درصد وزنی حاصل شد. همچنین استفاده از 0.5 تا 2 درصد وزنی کاتالیست موجب افزایش چشمگیر راندمان تبدیل مالئیک اسید به فوماریک اسید شد. محصول نهایی نیز از طریق کریستالیزاسیون سرد و فیلتراسیون خلأ با خلوص مناسب جداسازی شد. در شرایط بهینه، بازده استحصال فوماریک اسید به 85 درصد و کاهش COD پساب به حدود 70 درصد رسید که نشان‌دهنده کارایی بالای این مسیر در هر دو جنبه تولیدی و زیست‌محیطی است. از منظر اقتصادی، تولید فوماریک اسید به‌عنوان یک محصول با ارزش افزوده، بخش قابل‌توجهی از هزینه‌های تصفیه را جبران کرده و جذابیت اقتصادی فرآیند را نسبت به روش‌های مرسوم حذف COD افزایش می‌دهد. در مجموع، این مطالعه یک راهکار عملی، مقرون‌به‌صرفه و پایدار برای مدیریت پساب‌های پتروشیمیایی ارائه می‌دهد که می‌تواند در صنایع مشابه نیز پیاده‌سازی شود.