با استفاده از فرآورده های نفتی در صنعت پتروشیمی و انجام یک سری فرآیندهای شیمیایی، می توان محصولات متنوع و با ارزش افزوده بدست آورد. پروپیلن یکی از این محصولات بسیار مهم و اساسی است که می تواند برای تولید مواد مختلف مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین، در مطالعه حاضر، یک مدل پایا و دو بعدی از فرایند هیدروژن زدایی اکسایشی پروپان به پروپیلن در یک راکتور میکرو کانال در شبیه سازCOMSOL انجام شد. سپس، یک بهینه سازی چند هدفه با هدف افزایش پروپیلن (افزایش تولید) و کاهش CO (جلوگیری از تشکیل کک) برای اولین بار انجام گرفت. در مرحله اول مقایسه نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی خطایی حدود 7٪ را نشان می دهد که براساس فرضیات مدل قابل قبول است. به منظور تجزیه و تحلیل فرایند، اثر دما، سرعت جریان خوراک، ترکیب خوراک و ضریب انتقال حرارت بر میزان تولید پروپیلن و CO بررسی شد. سپس برای بهینه سازی عملکرد راکتور و با توجه به هزینه محاسباتی مدل COMSOL و مساله بهینه سازی، یک مدل جایگزین برای راکتور میکرو کانال بر اساس روش طراحی آزمایش (DOE) ارائه شد. سرانجام، با کمک مدل حاصل بهینه سازی چند هدفه فرآیند توسط روش پاسخ سطح (D-optimal) انجام و جبهه بهینه پرتو به دست آمد. با توجه به نتایج بهینه سازی، افزایش پروپیلن منجر به افزایش تولید CO می شود که نشان دهنده وجود تضاد بین این دو تابع هدف می باشد . پس از بهینه سازی نتایج یکی از نقاط بهینه ی جبهه پرتو ارائه گردید. دما و سرعت بهینه در این نقطه 513 درجه سانتی گراد و 103/0 متر بر ثانیه می باشد. در این شرایط بیشترین مقدار غلظت پروپیلن و کمترین مقدار CO به ترتیب برابر با 195/0 و 088/0 مول بر متر مکعب محاسبه می گردد.

کلمات کلیدی