Metil Asetat Üretiminin Yapıldığı Tepkimeli Damıtma Kolonunun İşletim Parametrelerinin Belirlenmesi ve Prosesin Dinamik Simülasyonu

Year 2025, Volume: 25 Issue: 4, 928 - 934, 04.08.2025

İsmail Bayram , Alper Günay

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1567267

Abstract

Bu çalışma, metanol ve asetik asidin tepkimeye girerek metil asetat üretimini sağlayan tepkimeli damıtma kolonunun simülasyonunu ele almaktadır. Chemcad yazılımı kullanılarak, tepkimeli damıtma kolonuyla metil asetat üretim sürecinin modeli tasarlanmıştır. Bu tasarıma dayalı olarak gerçekleştirilen simülasyonlar sonucunda, hem kararlı hem de dinamik durum analizleri yapılmıştır. Çalışmada, besleme oranı, geri döngü akışkan miktarı ve besleme sıcaklığı gibi ürün verimini etkileyen parametreler göz önünde bulundurularak en uygun işletme koşulları belirlenmiştir. Simülasyon sonuçları ile değişkenler arasındaki ilişkiler değerlendirilmiş ve tepkimeli damıtma süreci üzerine önemli çıkarımlar yapılmıştır. Böylece, rekabetçi, işlevsel ve yüksek verimliliğe sahip bir süreç tasarımı oluşturulması hedeflenmiştir. Çevresel faktörlerin de dikkate alındığı bu üretim sürecinin, aynı zamanda işletmelerin karlılık hedeflerini desteklemesi amaçlanmaktadır. Metil asetat, endüstride geniş kullanım alanlarına sahip önemli bir organik hammaddedir. Başlıca kullanım alanları arasında ilaç, boya, vernik, plastik, esans, yapıştırıcı, yapay deri, kaplama malzemeleri, kozmetik, çıkarıcılar, reçineler ve bazı yağların üretimi ya da çözücü olarak kullanımı sayılabilir.

Keywords

Tepkimeli damıtma, metil asetat, simülasyon, proses tasarım.

Ethical Statement

-

Supporting Institution

-

Project Number

-

Thanks

-

Determination of Operating Parameters of The Reactive Distillation Column for Methyl Acetate Production and Dynamic Simulation of Process

Abstract

This study focuses on the simulation of a reactive distillation column used for the production of methyl acetate via the reaction between methanol and acetic acid. Using Chemcad software, a model for the methyl acetate production process was designed, incorporating a reactive distillation column. Based on the design, simulations were conducted, analyzing both steady-state and dynamic conditions. The study identified optimal operating conditions by considering parameters affecting product yield, such as feed rate, recycle flow rate, and feed temperature. Relationships between variables were evaluated, and significant insights were derived regarding the reactive distillation process. Additionally, the process was designed to consider environmental factors while supporting the profitability goals of businesses. Methyl acetate, a key organic raw material, is widely used across industries, including pharmaceuticals, paints, varnishes, plastics, essences, adhesives, artificial leather, coatings, cosmetics, solvents, resins, and certain oils.

Keywords

Reactive distillation, methyl acetate, simulation, process design.

Project Number

-

References

• Aldemir, A., Ersingün, D. and Bayram, İ., 2023, Dynamic simulation of a reactive distillation column for ethyl acetate production: optimization of operating conditions using response surface methodology, Yuzuncu Yıl University Journal of the Institute of Natural & Applied Sciences, 27, 365-379. https://doi.org/10.53433/yyufbed.1100522
• Andrés, J. M., Juan M.P., Eugenia I. L., Asunción A. M. and José L. G. M, 2020. Disinfection enhancement of single ozonation by combination with peroxymonosulfate salt, Journal of Environmental Chemical Engineering, 8 (5), 1-7. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104335
• Aqar, D.Y., 2018. Modelling and Optimization of Conventional and Unconventional Batch Reactive Distillation Processes, (PhD), University of Bradford, UK, 207.
• Bangga, G., Novita, F.J. and Lee, H.Y., 2019, Evolutional computational fluid dynamics analyses of reactive distillation columns for methyl acetate production process. Chemical Engineering and Processing, 135, 42-52. https://doi.org/10.1016/j.cep.2018.11.015
• Bayram, İ. ve Günay, A., 2021. Tepkimeli damıtma kolonunun dinamik simülasyonu ile deneysel tasarım yöntemi kullanılarak işletim koşullarının optimizasyonu, Yüksek Lisans, Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi, 54.
• Ersingün, D., 2019. Dinamik benzetimi yapılan bir reaktif distilasyon kolonunun cevap yüzey yöntemi ile optimum işletme koşullarının belirlenmesi, Yüksek Lisans, Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi, 92.
• Kiss, A.A and Smith, R., 2020. Rethinking energy use in distillation processes for a more sustainable chemical industry, Energy, 203, 1-27. https://doi.org/10.1016/j.energy.117788
• Moraru, M.D., Bildea, C.S., Kiss, A. A., 2021, Novel eco-efficient process for methyl methacrylate production, Industrial & Engineering Chemistry Research, 60 (3), 1-18. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c04273
• Muthia, R., Ham, A., Jobson, M. and Kiss, A. A., 2019, Effect of boiling point rankings and feed locations on the applicability of reactive distillation to quaternary systems, Chemical Engineering Research and Design, 145, 184-193. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2019.03.014
• Önder Yıldırım E., 2020. Tepkimeli bir damıtma kolonunun dolaylı kontrolü, Yüksek Lisans, Ankara Üniversitesi, 129.
• Sarma, S.K., Singh, K. ve Dohare, R.K., 2016, Control of a reactive distillation column for methyl acetate system using Aspen Plus, International Journal of Advanced Technology and Engineering Exploration, 4 (26), 12-16. https://doi.org/10.19101/IJATEE.2017.426003
• Tang, Y.T., Chen, Y.W., Huang, H.P. and Yu, C.C., 2005. Design of reactive distillations for acetic acid esterification, AIChE Journal, 51 (6), 1683 – 1699. https://doi.org/10.1002/aic.10519
• Towler, G. and Sinnott, R., 2008. Chemical Engineering Design: Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design, Butterworth-Heinemann (Elsevier), United States of America, 345-394.