دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – فرآیند

عنوان :

کاربرد MTBE بعنوان جایگزین تترااتیل سرب در بنزین: ملاحظات اقتصادی و زیست محیطی

چکیده:

استفاده از بنزین حاوی سرب بعلت آثار خطرناک آن بر روی سلامتی انسان و آلودگی هوا لزوم استفاده هرچه بیشتر از مواد اکسیژن زا در بنزین را توجیه می کند MTBE ماده جایگزین به جای ترکیبات سرب دار (تترا اتیل سرب) است که برای بهسوزی وافزایش عدد اکتان بنزین به آن اضافه می شود که ضمن خوش سوزی بنزین خواص مطلوب با بنزین داشته و از نظر اقتصادی نیز توجیه پذیراست. بنابراین یافت راه حل هایی نظیر افزایش بازدهی بنزین ها در موتور ماشین و بالا بردن تکنولوژی مبنی بر مصرف کمتر بنزین و یا جلوگیری از هدر رفتن بنزین به صورت تبخیر و … موضوع این تحقیق می باشد. عموماً در این تحقیق سعی شده به راه حل هایی که بتواند مشکلات فوق را حتی الامکان یکجا حل نماید دست یافته می شود.

مقدمه:

با توجه به اثر تترااتیل سرب (TEL) در آلودگی محیط زیست و در جهت حذف تدریجی آن، ضرورت افزودن ماده ای که از یک طرف خوش سوزی را در بنزین بهبود بخشد  و از طرف دیگر خواص مطلوب با بنزین داشته باشد و از نظر اقتصادی نیز توجیه پذیر باشند. هدف این تحقیق نحوه تولید MTBE بعنوان جایگزین برای TEL از نظر اقتصادی و آلودگی زیست محیطی می باشد.در این تحقیق ابتدا به شناخت و تاریخچه اجزا تشکیل دهنده بنزین و نیز تاریخچه تولید MTBE در جهان و ایران و نحوه تولید  آن می پردازد. و سپس به مقایسه و اصلاح بنزین با فرآیندهای مختلف عرضه شده در جهان پرداخته و در نهایت به چگونگی رفع مشکل آلودگی ناشی از سوخت بنزین با استفاده از مواد اکسیژن زا مورد بررسی قرار می دهد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – فرآیند

عنوان :

کاربرد و عملکرد پیل سوختی

چکیده:

پیل سوختی یک پیل گالوانیک است که از سه قسمت آند و کاتد و الکترولیت تشکیل شده است و انرژی شیمیایی را توسط یک فرایند الکتروشیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می کند مانند یک باطری اما پیل های سوختی برخلاف باطری های غیر قابل شارژ دور انداخته نمی شوند بنابراین جز آلاینده های محیط زیست نیستند. سوخت عمده این پیل ها هیدروژن و یا سایر گازهای هم خانواده هیدروژن یعنی گاز طبیعی یا متانول می باشد که در اثر سوختن این گازها تنها مقداری آب و حرارت تولید می شود که موجب کاهش آلاینده های کربن ناشی از احتراق سوخت های فسیلی می گردد. دارای راندمان بالا و نسبت به سوخت مصرفی انعطاف پذیر هستند. نیاز به حداقل تعمیر و نگهداری را دارند. بی صدا و پاکیزه و بدون لغزش هستند جز انرژی های پاک و از نظر هزیه قابل رقابت با سایر انرژی های نو می باشند. به طور کلی در مقایسه با انرژی های هسته ای، خورشیدی و هیدروژنی برای آینده مناسب می باشند. در این تحقیق به تعریف پیل سوختی و بررسی انواع پیل سوختی و کاربردهای آن ها پرداخته شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده فنی و مهندسی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

مهندسی شیمی-فرآیند

عنوان:

پیشرانه های موشکی مایع ، ژل و هیبرید

چکیده

منظوراز پیشرانه ها[1] ،یک مخلوط شیمیایی است که شامل سوخت (احیا شونده) و اکسنده میباشد، پیشرا نه ها از جمله (مایع،ژل،هیبرید) به عنوان پیشرانه های دوجزیی[2] یاد می شوند و عموماً پیشرا نه ها را به همین نام می شناسند و از این رو کمتر به نام پیشرا نه های تک جزیی[3] تلقی می شوند.

از این رو در دهه های اخیر ،محققان سعی نمودند که معروفترین و پیشرفته ترین پیشرانه های مایع و ژل و هیبرید را در زمینه پیشرانش های موشکی ارائه دهند که شامل: خانواده آزیدها و آمینها و هیدازین ها بصورت مایع ،ژل و هیبرید می باشند.

مقدمه

منظوراز پیشرانه ها[4] ،یک مخلوط شیمیایی است که شامل سوخت (احیا شونده) و اکسنده میباشد، پیشرا نه ها از جمله (مایع،ژل،هیبرید) به عنوان پیشرانه های دوجزیی[5] یاد می شوند و عموماً پیشرا نه ها را به همین نام می شناسند و از این رو کمتر به نام پیشرا نه های تک جزیی[6] تلقی می شوند.

قابل ذکر است که لغت (PROPELLANT)، ازریشه ای (PROPEL) گرفته شده و به معنای حرکت دادن شی ءمی باشد.

پیشرا نه های موشکی (مایع،ژل،هیبرید) به دلیل طبیعی بودن شان ،ماده های پر انرژی هستندکه این عامل آنها را مخاطره آمیز می سازد. در بین پیشرا نه ها ، پیشرا نهای مایع دسته مهمی از پیشرانه های موشکی است که این امر بد لیل ویژگیهایی ، نظیر :ایمپا لس ویژه بالا ،قابلیت خاموش کردن و روشن کردن های مکرر موتور وامکان تغییر تراست ، امکان سرد کردن محفظه احتراق توسط پیشرا نه و….، می باشد که   هنوز موشکهای مایع سوز در پروژه های موشکی و حمل ماهواره ،در بین سیستم های موشکی حرف اول می زند.

شایان ذکر است که محرکۀ راکت پیشرانه های مایع در حدود1 میلیون پوند نیرو تولید می کنند وبه همین خاطر موتورپیشرانه های مایع نسبت به موتور پیشرانه های جامد به مراتب دارای قدرت بیشتری است.ولی موتور سیستم های مایع سوز نسبت به موتور موشکهای سوخت جامد پیچید گی های بیشتری دارد ولذا هزینه تمام شده برای ساخت سیستم مایع سوز معمولاً بیشتر از سیستم های با سوخت جامد است.

پیشرا نهای مایع ،سیالهای عاملی[7]برای موتور های راکت می باشند.زمانی که این پیشرا نهادر محفظه احتراق راکت میسوزند ،تولید نیروی پیشران( تراست[8] )می کنند و بعد ازآن گازهای داغی البته باسرعت بسیار زیاد از دماغۀ انتهایی (نازل) موشک خارج می شود.

قریب به 80 سال گذشته،محققان برای استفاده از پیشرا نه ها الگو ومعیار خاصی را نداشتند،واز این رو ازآنها به طور گسترده در دامنه وسیعی از زمینه های نظامی و فضایی استفاده می کردند.بطور مثال بعد از دهه ها تجربه عملی در سالهای بسیارپیشین ،یک ترکیب پیشرانه دوجین[9] (دو گانه)برای پیشرا نش موتورراکت بوجو دآمد که در آن سالها مورد توجه محققان علوم فضایی بوده است .مانند: (اسید نیتریک [10]واسید نیتریک قرمز دود کننده[11]) که جزء اکسنده ها می باشند بعد ها جای خودشان را به اکسنده های جدید نظیر(تترا اکسید نیتروژن[12]، پر اکسید هیدروژن[13]) دادند وهم چنین ،می توان گفت که بعضی از سوخت ها امروزه از آنها در عرصه کارهای نظامی ودفاعی استفاده نمی شود به مانند:اتر/ گازوییل، تولوئن ،که آنها از این رو جای خودشان را به سوخت های جدید نظیر(RP-1 )،دی متیل هیدرازین نا متقارن[14] دادند.

علی رغم اینکه در همه پیشرا نه ها، یک رابطه و یا هما هنگی خاصی بین کیفیت خوب و کیفیت بد آنها وجود دارد ، این امر باعث می شود که این موادشیمیایی ازهمدیگر متمایز شوند. به این دلیل امروزه دانشمندان برای استفاده از هر پیشرانه محدویت ها و معیارهای را در نظر گرفته و مورد تست های آزمایشگاهی قرار داده اند تا مناسب ترین پیشرانه را کشف کنند تا بیشترین ایمپالس ویژه[15] (ISP) که مهمترین پارامتر در ارزیابی های پیشرانه های برتر است را داشته باشند.

بیشتر ین ارزیابی ها توسط محققان در بین سالهای (1965تا 1933) انجام شده اند به طوری که، درکلیه کشور ها (1800تا2000) نوع پیشرا نه های مختلف تحت بررسی های آزمایشگاهی قرار گرفته اندوبیش از 300نوع ترکیب پیشرا نها دو گانه در محفظه های تراست کوچک تست شده اند.به طوری که درکشور هایی مانند: شوروی ،که تعداد نامعلومی از آنها بین سالهای(1945تا1970) بدست آمدند ودرآمریکا تقریباً 1300نوع پیشرانه بین سال های (1936 تا1970) شنا خته شده بودند.

برای سا بقۀ پیشرانه های خود مشتعل این طور می توان گفت،که درسال 1936کلمۀ Hypergolic برای سوخت خود مشتعل،توسط یک محقق آلمانی Dr.Noeggerath ارائه شد واینکه تاکنون تعدادی زیادی پیشرانه های خود مشتعل در کشور های مختلف از سالهای ( 1933تا1970 ) مورد بررسی و استفاده قرار گرفته اند.

در این سمینار سعی شده است که انواع پیشرا نه ها و دسته بندی آنها شرح داده شود واینکه انواع اکسنده هاو سوخت های مایع را معرفی کرده و هم چنین خاصیت های شیمیایی و فیزیکی آنها ونکته آخر پارامتر های اسا سی و کلیدی در تحلیل مناسبترین پیشرا نها وروند توسعه این گونه موادشیمیایی را مورد تحلیل و بررسی قرار دهیم.

فصل اول : پیشرا نه های مایع

1-1- تاریخچه پیشرا نه های مایع

سابقه ی پیشرانه های مایع وتکنولوژی راکت این نوع پیشرانه ها ، به سومین دهۀ قرن 20 برمی گردد به طوری که در سال 1898 یک معلم روسی به نام) Tsiolkovsky.Konstantin.E) ایده اکتشاف فضایی بوسیله موشک راپیشنهاد داد.او درسال 1926 موفق به ساخت و به پرواز درآوردن اولین موشک پیشرانه مایع گردید که این موشک که از اکسیژن مایع[16] وبنزین بعنوان پیشرانه استفاده میکرد واز این رو ،او اولین کسی بود که معادله بنیادی پرواز موشک وهم چنین پوروپزال[17] آن رانوشت. بعد از آن (Hermannoberth ) آلمانی با یک نظریه ریاضی آن معادله را بسط داد و همگام با این عمل،

(Robert H.Goddard ) اولین موتور پیشران مایع در سال 1926 به پرواز درامد.

تحقیقات برای ساخت موشکهای با پیشرا نه ها مایع ادامه یافت تا اینکه منجر به ساخت اولین موشک نظامی (V-2) درآلمان گردید . این موشک از پیشرانه ای متشکل از اکسیژن مایع و اتیل الکل[18] استفاده می کرد.این موشک در سال 1942 عملاً توسط آلما نها وارد جنگ شد.لذا اولین پیشرانه مایعی که بطورجدی در راکت های مایع سوز استفاده شد اتیل الکل به همراه اکسیژن مایع بود. ضربه ویژه این پیشرانه با الکل 75درصد در موشک(V-2) برابر 198 ثانیه بود اما در موشک( B2A) که از الکل 95 درصد استفاده شد،ایمپالس ویژه 241ثانیه بدست آمد.نکته قابل ذکر در مورد خانواده الکل ها این است که با تمام تغییرات در میزان غلظت الکل ها ،ضربه ویژه حاصله بسیار پایین بود ،لذا این سوخت کنار گذاشته بود.

حال در این قسمت گریزی به تاریخچۀ پیشرا نه های مایع کشور های مختلف می زنیم وسابقه آنها را مورد بررسی قرار می دهیم:

تاریخچه پیشرا نه مایع در آمریکا: در سال 1923 ، شخصی به نام Robert.H.Goddard اولین   موتور پیشرا نه مایع با استفاده از اتر واکسیژن مایع ساخت اما بعد از مدتی جای این پیشرا نه را گازوییل/ اکسیژن مایع گرفت . Goddard اولین کسی بود که راکتی با پیشرانه مایع به فضا پر تا پ کرد.

در سال 1930 آزمایشگاه هوانوردی و درجه داری موسسه تکنولوژی آمریکاییGALCIT)) [19] ازاسید نیتریک به عنوان (اکسنده) وسوخت هیدرو کربنی یا الکل (سوخت) و به دنبال آن از آنیلین[20] به عنوان سوخت هم استفاده می کردند. و همچنین در (GALCIT)،پژوهشگران ترکیب (آنیلین ، اسید نیتریک) را در سال 1940 بصورت پیشرانه خود مشتعل یافتند.البته قابل ذکر است که دانشمندان فضایی و نظامی آمریکا در ناسا اولین پیشرانه خود مشتعل ،خود رادر سال1940 یافتند.                                          تاریخچه پیشرا نه مایع در آلمان:یکی از پیشگامان قدیمی در عرصه پیشرا نه های مایع در آلمان ،(Hermann Oberth )است که او کارهای تحقیقاتی خویش را از سال 1930 آغاز کرد.

(Otto Lutz ) یکی دیگر از پیشگامان فضایی است که در سالهای (1945 تا 1935) یعنی در طی سال های جنگ جهانی دوم وحتی قبل از آن، ترکیبات مختلفی از پیشرانه های خود مشتعل که به بیش از 1100 نوع میرسد، از قبیل آلدهید،سیکلو پنتادین[21]،الکل فور فورال[22] ،و…،   رامورد تحقیق و بررسی قرار دادند.بطوری که اولین پیشرانه خود مشتعل خود را درسال (1936) کشف کرده اند. همچنین این دانشمند تحقیقاتی در مورد منو پیشرانه ها انجام داده است وبعد از مدت اندکی به سمت پیشرانه های دوجزیی متمایل شد. وترکیب بسیاری از سوخت ها با پر اکسید هیدروژن (80 درصد)واسید نیتریک،را مورد بررسی قرار داد.

در آلمان شرکت ، هایی از جمله: شرکت (Helmuth water) وجود دارد که قدم نویی را در رابطه با پیشرا نه ها برداشته است و از این رو پیشرانه جدیدی به نام (C-Stoff )که مخلوطی از ترکیب:{ هیدرازین هید رات[23](30 در صد) ومتیل الکل[24](57 درصد) وآب (13 درصد)} به عنوان سوخت وهم چنین اکسنده این ترکیب به نام ((T-Stoff که شامل ( پر اکسید هیدروژن غلیظ شده ) می باشد را ساخته است.در سال های پیشین، در آلمان از تترا اکسید نیتروژن وگازوییل(نفت گاز)، برای موتور های با پیشرا نه مایع استفاده می کردند.

آقای Warmke اولین کسی بود که در جهان، در کشور آلمان در شهر Penem nda سعی کرد،که یک مخلوطی از تولید کند ولی زمانی که این ترکیب پیشرانه منفجر شد به مرگ او منجر شد.ولی بعداز این واقعه تلخ، در حدود 50 نوع از تک پیشرانه ها   را دانشمندان آلمانی در یک محفظه تراست کوچک (TC)آتش زا مورد تحقیق و پژوهش قرار گرفته اندکه ما در این قسمت تعداد محدودی از آنها را نام می بریم .از قبیل:نیترو متان،اکسید اتیلن،مخلوطی از نیترو گلیسرین الکل هاو…. می باشد. قابل توجه است که در آلمان همۀ پیشرانه ها فوق الذکردراین سال های اخیر کنار گذاشته شده اند.چون این پیشرانه های تک جزیی فوق تولید انفجار شدیدی {چه با وجودعامل خارجی از جمله (ضربه ،گرما،اصطحکاک)و چه با نا خالصی درآنها} می کردند.                                              

تاریخچه پیشرا نه مایع درژاپن: از سال 1935 اولین پیشرانه مایع در این کشور مورد بررسی قرار گرفته است که این پیشرا نه شامل (اکسیژن مایع/ الکل) بوده است. ولی به دلیل خاصی ،استفاده از این پیشرانه در سال 1939 متوقف شد.

در سال 1944 ،صنایع سنگین میستویشی[25] اولین موتور پیشرا نه مایع به نام (Tokuro-1)را ساخت و برای پیشرا نه آن، از پیشرانه تک جزیی به نام پراکسید هیدروژن با محلول کا تالیست (پر منگنات سدیم -آب)، استفاده کرد.

این شر کت بزرگ ژاپنی در سال 1960،از یک پیشرانه قابل نگه داری در موشک های هواشناسی[26] استفاده می کردند.هم چنین در این شر کت کروسین[27](سوخت)/اسید نیتریک یااکسیژن مایع به عنوان یک ترکیب پیشرانه مورد بررسی قرار داده اند.  

در ژاپن از کروسین (سوخت)/ اکسیژن مایع در شاتل فضایی (Space Vehicle Launch) استفاده می شده است.

تاریخچه پیشرا نه مایع در بریتانیا:برنا مه این کشور درباره پیشرا نه های مایع در بین سال های (1947تا1971) می باشد. به طوری که انگیزه والگوی این کشورازبرنامه هاو تست های انجام شده درشرکت آلمانی به نام شرکت (Helmuth walter ) روی موتور(V-2) با استفاده از پیشرانه پراکسید هیدروژن، در پایان جنگ جهانی دوم گرفته شده است. .بریتانیا درسال های قبل از 1945 یعنی در طی جنگ جهانی دوم، روی پیشرانه {گازوییل(نفت گاز)/اکسیژن مایع رقیق شده باآب }،وبا یک فندک یا (شعله مستقیم) در موتور(Lizzy ) بررسی هایی انجام داده است.

در سال 1946، محققان بریتانیایی روی پیشرا نه پراکسید هیدروژن با غلظت بالای(90 درصد) و به دنبال آن الکل/اکسیژن مایع , هم چنین روی هیدرازین وآب آزمایشاتی وتحقیقاتی را در سیستم پیشرانش موشکی انجام داده ا ند.

در سال 1960 روی پیشرا نها ی(اکسیژن مایع/ هیدروژن مایع)کارهای تحقیقاتی انجام داده اندوالبته این روند روی منوپیشرانه های قابل نگه داری وپیشرانه های دو گانه خود مشتعل از جمله: / مخلوط سوخت های آمین،تترا اکسید نیتروژن/ هیدرازین[28] یا منو متیل هیدرازین[29]، ادامه پیدا کرده است.

تاریخچه پیشرا نه مایع در هند:روند پیشرا نه مایع درهند از سال 1980 شروع شد در آغاز این امر،از پیشرانه های قابل نگه داری  منو متیل هیدرازین/ تترا اکسید نیتروژن ا ستفاده کرده است. هم چنین از سال 1989 کار برروی پیشرانه(اکسیژن مایع/ هیدروژن مایع) آغاز شده وتاکنون ادامه دارد.

تاریخچه پیشرا نه مایع درفرا نسه:کشور فرانسه تاریخ برجسته ای در رابطه با پیشرانه های مایع دارند. Robert Esnault .Pelterie اولین شخصی است که بین سالهای (1881-1957) در عرصه پیشرانه های مایع پیشگام می باشد.او برای اولین بار درسال 1931،با پیشرانه تک جزیی از نوع تترا نیترو متان کار کرد ولی بخاطر مخاطرات این نوع پیشرانه، آن را کنار گذاشت و دربین سالهای (1940- 1945) به سمت پیشرانه های دو گانه (اتر/ اکسیژن مایع) رفت.در سالهای پیشین، فرانسه هیدرازین باآب رقیق شده یا هیدرات هیدرازین،رابه جای هیدرازین خالص در بسیاری ازموتورها ی با پیشرانه مایع استفاده می کرده است که امروزه ،موتورهای(Viking) با پیشرانه دیگری به نام دی متیل هید رازین نا متقارن درعرصه پیشرانش موشکی استفاده می شود.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc”

مهندسی شیمی –   فرایند

عنوان :

مطالعه تجربی جداسازی اتیلن گلیکول از پسابهای آبی بوسیله فرایند تقطیر غشایی

چکیده:

در این پایان نامه امکان استفاده از تقطیر غشایی خلاء برای تغلیظ اتیلن گلیکول به عنوان یک مایع خنک کننده با ارزش بررسی شده است. آزمایشهای تقطیر غشایی با یک مخلوط آب – اتیلن گلیکول و با استفاده از یک سلول جریان مماسی و غشاهای مختلف و در شرایط عملیاتی متفاوت انجام شد. این فرایند با 2 غشای صفحه تخت آبگریز میکرو متخلخل PP و PTFE و با استفاده از پمپ خلاء و کندانسور برای بازیابی و جمع آوری بخار آب ، صورت پذیرفت. اثر پارامترهای عملیاتی گوناگون روی بازده تغلیظ اتیلن گلیکول مورد مطالعه قرار گرفت. 4 پارامتر در 3 سطح انتخاب شدند که عبارتند از : دما(40 ،50 و 60 )، فشار پایین دست(خلاء)(30 ،70 و 100 mbar)، دبی جریان(60 ،90 و 120 lit/h)، غلظت(30، 40 و50 wt%). روش تاگوچی به منظور حداقل کردن تعداد آزمایشها استفاده شد. نتایج نشان می دهد که افزایش دما و کاهش فشار خلاء شار پرمیت را بهبود می بخشد. شار پرمیت به شدت از دمای خوراک ورودی اثر می پذیرد. در شرایط دما 60 و فشار خلاء 30 mbar و غلظت 30 wt% و دبی خوراک 60 l/h، شار تولیدی پرمیت به حداکثر مقدار خود می رسد.

مقدمه :

امروزه قوانین محیط زیستی محدودیت های زیادی را برای صنایع به وجود آورده است تا آنجا که عمده ی هزینه ها در طراحی های جدید کارخانجات، در نظر گرفتن اینگونه قوانین و ایجاد صنعت پاک و بدون آلاینده می باشد. لذا در دهه های اخیر به شدت به روی تصفیه پسابها و ضایعات حاصل از صنایع تاکید شده است. به جهت تنوع محصولات حاصل از نفت و صنایع مرتبط، محدوده وسیعی از پسابها و ضایعات با درصد آلایندگی گوناگون تولید می شوند و از طرفی از آنجا که نفت و گاز جزء منابع تجدید ناپذیر به حساب می آیند لذا کوشش در مصرف بهینه و صحیح این منابع در اکثر کشورها به شدت مورد توجه قرار گرفته است. یکی از راههای ذخیره کردن و استفاده صحیح ، بازیابی و تصفیه پسابهای صنایع می باشد. امروزه تکنولوژی بازیافت و تصفیه پسابها هم بعلت کمک به کاهش آلودگی محیط زیستی و هم حفظ منابع ملی به سرعت رو به رشد می باشد و روش های جدید و پربازده ی در این زمینه ابداع شده است. متاسفانه در کشورهایی که دارای منابع نفت و گاز هستند به این موضوع توجه خاصی نمی گردد و فقط این مسائل مورد توجه مجامع علمی و دانشگاهی قرار گرفته است.

اتیلن گلیکول یکی از محصولات با ارزش می باشد، کاربرد وسیع این ماده به خصوص در تهیه ضدیخ و سیستمهای خنک کننده آنرا جزء مهمترین محصولات صنایع پتروشیمی قرار داده است. به تبع کاربرد فراوان آن در صنعت ، ضایعات حاوی اتیلن گلیکول که همراه با مقدار زیادی آب می باشند نیز به وفور وجود دارد. میزان قابل توجهی از این پسابها سالانه تولید می شود، لذا بازیابی این ماده و جدا کردن آب از آن می تواند بسیار سودمند و مفید باشد.

از طرفی در واکنش تولید اتیلن گلیکول مقدار زیادی آب به منظور افزایش تولید محصول اصلی اتیلن گلیکول و کاهش تولید محصولات جانبی به واکنش اضافه می شود. هنگامیکه نسبت مولی آب به اکسید اتیلن 1:22 باشد، بیشترین مقدار اتیلن گلیکول و مقدار زیادی آب تولید می شود. بنابراین محصول حاوی مقدار زیادی آب می باشد که بایستی از طریق جداسازی ، خالص سازی و تغلیظ شود.

در این خصوص سعی شده در ابتدا توضیحاتی در مورد خواص و کاربردهای این ماده و سپس به روش هایی که تاکنون برای بازیابی و تغلیظ آن به کار رفته است پرداخته شود.سرانجام،هدف این پروژه مطالعه آزمایشگاهی جداسازی و تغلیظ کامل(تقریبا 99%) اتیلن گلیکول از محلول آبی آن توسط تکنولوژی و فرایند تقطیر غشایی می باشد.

1-1)مقدمه :

اتیلن گلیکول (مونو اتیلن گلیکول¹) با نام آیوپاک اتان 1و2 – دیول یک الکل با دو گروه عاملی می باشد.اتیلن گلیکول ماده ی شیمیایی است که به سبب پایین بودن نقطه انجماد و بالا بودن نقطه جوش به طور گسترده در خنک کننده ها و به عنوان ضدیخ و ضد جوش در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرد.در حالت خالص، مایعی بی رنگ، لزج ،با مزه ی شیرین می باشد.جرم ملکولی 62.068 ،چگالی 1.1132 g/cm³ ،نقطه جوش 197.5 و دارای فراریت کمی می باشد.فشار بخار آن در 25 در حدود 12.25 Pa می باشد.اتیلن گلیکول سالهاست به دلیل صدماتی که به سیستم عصبی و کلیه ها می رساند در زمره مواد سمی شناخته شده است.

این ماده برای اولین بار در سال 1859 به وسیله شیمیدان فرانسوی چارلز ورتز² تهیه شد و در میزان کم در زمان جنگ جهانی اول به عنوان سیال خنک کننده و بخشی از آن در تولید مواد منفجره مورد استفاده قرار گرفت.تولید انبوه صنعتی این ماده در سال 1927 وقتی که ماده ی اولیه آن یعنی اکسید اتیلن به راحتی و ارزان در دسترس سازندگان قرار گرفت،آغاز شد.این ماده وقتی برای اولین بار معرفی شد انقلابی هرچند کوچک در صنعت هواپیمایی خلق کرد هنگامیکه به جای آب به عنوان خنک کننده در رادیاتور ها استفاده شد،این ماده به دلیل بالا بودن نقطه جوش خود این امکان را فراهم کرد که رادیاتورهای کوچکتر در حرارتهای بالاتر هم کار کنند.قبل از تولید این ماده اکثر سازندگان هواپیماها از سیستمهای خنک کننده تبخیری که از آب با فشار بالا استفاده می کردند ،بهره می جستند بطوریکه این سیستمها غیر قابل اعتماد و در عملیات جنگی به آسانی آسیب پذیر بودند چرا که این سیستم فضای زیادی را در اتاق هواپیما اشغال می کرد و به راحتی می توانست مورد اصابت گلوله قرار گیرد.[1]

کاربردهای اتیلن گلیکول:

1-3-1)ضدیخ و خنک کننده

بیشترین کاربرد اتیلن گلیکول در تولید مایع ضدیخ¹ و خنک کننده² است. محصولات بر پایه گلیکول به مدت چندین سال برای کاهش دمای یخ زدن و افزایش نقطه جوش خنک کننده موتور مورد استفاده قرار می گیرند. مواد افزودنی به گلیکول ، مانع خوردگی در سیستم خنک کننده می شوند. امروزه عمده ی ضد یخها بر مبنای اتیلن گلیکول می باشند اما محصولات پروپیلن گلیکول³(PG) نیز در حال رشد می باشند. محصولات EG ارزانتر از PG بوده و در مقابل سمیت محصولات EG بیشتر از PG می باشد. اما هنوز EG جزء اصلی همه ی ضدیخها می باشد.

بدون توجه به نوع گلیکول مصرفی ، خنک کننده موتور چهار کار مهم را انجام می دهد. این موارد انتقال حرارت ، کاهش دمای یخ زدن ، افزایش دمای جوش و بالاخره جلوگیری از خوردگی می باشد. آب گرما را به خوبی هدایت می کند اما گلیکولها هدایت خوبی ندارند در نتیجه وقتی که غلظت گلیکول افزایش می یابد ضریب انتقال حرارت مخلوط کاهش می یابد. به منظور بهینه کردن انتقال حرارت ، موتورهای پیشرفته امروزی طوری طراحی می شوند که با مخلوطی در محدوده 40 به 60 تا 60 به 40 حجمی از آب و اتیلن گلیکول کار کنند. کیفیت آب مورد استفاده در ساخت خنک کننده به منظور اطمینان از کارکرد طولانی سیستم خنک کننده و موتور آب مقطر و یا آب دی یونیزه شده پیشنهاد می گردد.

1-3-2)سیال یخ زدای هواپیما

اتیلن گلیکول به عنوان سیال یخ زدای هواپیما در فصول سرد به داخل موتور و بالها و بدنه هواپیما پاشیده می شود. این سیال به طور متداول حاوی 10 الی 50 درصد EG (مونو اتیلن گلیکول)، مواد فعال کننده سطحی و دیگر افزودنیها شیمیایی می باشد. البته حجم زیادی از پسابهای این ماده مشکل زیادی را برای فرودگاهها ایجاد می کند.

1-3-3)پرداخت فلزات

عملیات پرداخت فلزات در مقیاس بزرگ مانند ساختن هواپیما به عمل خنک کاری بخشهای گرم فلز به وسیله این سیال انجام می شود. سیالات خنک کننده اکثرا حاوی تقریبا 50% پلی اتیلن گلیکول،پلی آلکیل گلیکول یا اکسی پلی گلیکولها به همراه مقادیری از مواد مانع خوردگی در حدود چند ppm می باشند.

1-3-4)سایر کاربردهای اتیلن گلیکول

اتیلن گلیکول در صنعت پلاستیک برای تولید الیاف پلی استر،رزین ها و همچنین پلی اتیلن ترفتالات ، که برای ساخت بطری های پلاستیکی نوشیدنی های غیر الکلی استفاده می شود.

بالا بودن نقطه جوش اتیلن گلیکول و تمایل ترکیب با آب ، آن را یک خشک کن ایده آل برای بهره برداری از گاز طبیعی می سازد. در این مورد معمولا بخار آب اضافی با جذب توسط گلیکول² برداشته می شود. اتیلن گلیکول از بالا به پایین برج جاری شده و با مخلوط بخار آب و گاز هیدروکربن که از کف چاه بالا می آیند برخورد می کند گلیکول به طور شیمیایی بخار آب را جذب کرده و اجازه می دهد که گاز خشک شده از بالای برج خارج شود سپس گلیکول و آب از یکدیگر جدا شده و گلیکول مجددا به برج برگشت داده می شود. بعلاوه مقدار تزریق مونو اتیلن گلیکول برای جلوگیری از تشکیل هیدرات ها بسیار پایین تر از مصرف دی اتیلن گلیکول در سیکل جذب آب از گاز است[2].

1-4)خطرات صنعتی

اتیلن گلیکول در دمای 230 تا 250 (110-121 ) می تواند شروع به شکستن کند. بایستی توجه کرد که شکستن می تواند وقتی که دمای کل سیستم زیر این حد است هم اتفاق بیافتد ، زیرا درجه حرارت سطحی در مبدل های حرارتی و دیگ بخار می تواند در برخی بخشها حتی بالای دمای فوق باشد.

مسموم کنندگی به عنوان خطر محیط زیستی اصلی اتیلن گلیکول در نتیجه استفاده بیش حد آن می باشد . به دلیل مزه شیرین آن گاهی اوقات بچه ها و حیوانات مقدار زیادی از آن را مصرف می کنند در کشورهای پیشرفته معمولا یک ماده تلخ کننده بنام دناتونیم-بنزوات³ برای تغییر مزه اتیلن گلیکول به آن اضافه می شود[3].

منطق بازیابی اتیلن گلیکول

چند دلیل برای بازیابی خنک کننده های مصرف شده وجود دارد. اول اینکه طبق قوانین محیط زیستی اگرچه اتیلن گلیکول به صورت بیولوژیکی قابل تجزیه می باشد اما از آنجا که پساب ضد یخ حاوی فلزات سنگین مانند سرب ، کادمیم و کروم بوده و این پساب را جزء ضایعات سمی و مضر قرار داده است ، لذا دفع آن به محیط و سیستم فاضلاب قبل از تصفیه غیر قانونی می باشد و همچنین به دلیل مقادیر زیاد آب در سیال خنک کننده سوزاندن روشی مناسب نمی باشد. بنابراین در عمل ، فرایند بازیافت گلیکول ، اگر هزینه کمتری نسبت به روشهای دیگر داشته باشد ترجیح داده می شود. در آلمان با وجود قوانین زیست محیطی سفت و سخت نسبت به مصرف مایع خنک کننده استفاده شده ، فقط در حدود 40% مایع خنک کننده استفاده شده برای تصفیه به مراکز بازیافت فرستاده می شود[8]. دومین مساله این است که بازیابی ضدیخ مانند بازیابی روغن موتور مصرف شده می تواند در حفظ منابع تجدید ناپذیر اولیه مثل گاز طبیعی مفید باشد و هزینه فرایند خنک کننده بازیابی شده ارزانتر از خنک کننده اولیه و اصلی می باشد ، البته کارایی این دو تا حد زیادی شبیه به هم می باشد. تجربه چنین بازیافتی در تصفیه و بازیابی روغن موتور مصرف شده نتایج خوب و مقرون به صرفه ای را برای صنعت به ارمغان آورده است. البته موضوع بازیابی ضدیخ و خنک کننده ها و محصولات این چنینی هنوز به طور عمده در کشورهای صنعتی مورد توجه قرار نگرفته است و در سالهای اخیر تلاشهای زیادی برای بازیابی اینگونه پسابها انجام نگرفته است[5].

بازیابی گلیکول مصرف شده نیازمند دو فرایند اصلی جداسازی می باشد که تنها مرحله دوم در تغلیظ محصول حاصل از واکنش آب و اکسید اتیلن مشترک می باشد.

1-جداسازی آلاینده ها به منظور تولید یک محصول پایه ی به اندازه کافی خالص از گلیکول و آب برای فرموله کردن دوباره ضدیخ

2-جداسازی آب و گلیکول تا غلظت اتیلن گلیکول در آب خالص برای تخلیه مستقیم به سیستم پساب مناسب گردد.

1-5-1)مرحله اول پیش تصفیه :

پیش تصفیه خنک کننده مصرف شده،نقشی حیاتی در عملکرد سیستمهای نمک زدایی جریانهای پایین دستی دارد. جداسازی ثقلی و فیلتراسیون ذرات معمولا در ابتدای فرایندهای نمک زدایی نصب می شوند. به خاطر پتانسیل بالای گرفتگی ، سیستمهای غشایی در مرحله پیش تصفیه کمتر مورد توجه قرار می گیرند و در فیلتراسیون / سانترفیوژ مواد حل شده از خنک کننده مصرف شده زدوده شده سپس به آن گرما داده می شود و بعضی از ناخالصی ها توسط عمل سانترفیوژ حذف می گردند.

1-5-2)مرحله دوم پیش تصفیه

مرحله دوم پیش تصفیه با استفاده از تکنیکهای جداسازی غشایی انجام می گیرد. تعدادی از سیستمهای بر پایه غشاء نیز ممکن است به منظور پیش تصفیه یا نمک زدایی خنک کننده مصرف شده به کار روند. این موارد را می توان به دو گروه ، نیرومحرکه فشاری و نیرومحرکه الکتریکی تقسیم بندی کرد. فرایندهای غشایی با نیرومحرکه فشار بر پایه اندازه ذرات و روشهای با نیرومحرکه الکتریکی براساس یونهای باردار عمل می کنند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.SC” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی

عنوان:

بررسی تأثیر رسوب گذاری در اصلاح شبکه مبدلهای حرارتی

مقدمه

مشکل رسوب از زمان پیدایش اولین مبدلها تا به امروز وجود داشته است. از زمان انقلاب صنعتی و در تولید بخار توسط زغال سنگ این مشکل وجود داشته که در عمل به صورت ایجاد رسوب در جوش آورها نمایان می شد و علت آن وجود املاح و نمک در آب بوده است و ر نتیجه آن دمای جوش آور برای تولید بخار می بایست افزایش می یافت. تا سال 1920 فقط به ایجاد و استفاده از ابزارهایی برای کاهش رسوب با توجه به شرایط موجود ، بدون در نظر گرفتن یک طراحی مناسب توجه می شد. از سال 1920 تا 1935 اندازه گیری رسوب و تعیین میزان تأثیر آن بر روی ابزارهای انتقال حرارت انجام گرفت. از سال 1935 تا 1945 با مطالعات بیشتر فاکتور رسوب گرفتگی معرفی بسط و گسترش یافت. تحقیقات در مورد رسوب نفت خام در مبدلهای پیش گرم کن پالایشگاه ها تقریباً از دهه هفتاد میلادی به طور جدی آغاز و در یک دهه گذشته این تحقیقات شتاب بیشتری به خود گرفته است. امروزه برای اکثر محیط ها فاکتور رسوب گرفتگی تعیین شده و با تعریف این فاکتور در نرم افزارها ، ابزارهای انتقال حرارت طراحی و ساخته می شوند که این امر سبب کاهش هزینه، کاهش مصرف انرژی و نیز کاهش تولید مواد آلاینده گردیده است. برای تحقق هر چه بیشتر موارد ذکر شده این تحقیقات با شدت بیشتری ادامه دارد.

اهمیت رسوب در شبکه های پیش گرم کن نفت خام

رسوب گذاری در مبدلهای شبکه پیش گرم کن نفت خام یکی از بزرگترین مشکلاتی است که هزینه های بسیاری را برای صنایع پالایش نفت در بر دارد. دو اثر عمده رسوب بر عملیات پیش گرم کن، کاهش بازیافت حرارتی و افزایش افت فشار می باشد. برای یک شبکه پیش گرم کن که روزانه 100/000 بشکه نفت خام را تحت فرآیند قرار می دهد ، افت یک درجه ای دما در اثر رسوب به طور تقریبی منجر به 40/000 دلار هزینه اضافی سوخت و تولید 750 تن دی اکسید کربن اضافی در سال خواهد شد. همچنین افت فشارهای بزرگتر بار بیشتری را بر پمپها تحمیل می کند و زمانی که ظرفیت اضافی برای پمپ موجود نباشد ، منجر به تبخیر نفت خام در داخل مبدلهای حرارتی و کاهش بار عملیاتی می گردد. در نتیجه کاهش تولید مهمترین هزینه رسوب برای اکثر پالایشگاه ها می باشد. برای پالایشگاهی که روزانه 100/000 بشکه نفت خام را تحت فرآیند قرار می دهد کاهش 10 درصدی تولید بر اثر افزایش افت فشار با فرض هزینه 2 دلار بر هر بشکه برای کاهش تولید، 20/000 دلار در روز هزینه در بر خواهد داشت. در برخی عملیات پالایشگاهی مشکل افت فشار می تواند بسیار حادتر از کاهش بازیابی حرارتی باشد. برای روشن شدن بیشتر اهمیت رسوب به ارائه برخی آمارها در این مورد پرداخته می شود.

در سال 1981 Van Nostrand مقدار هزینه رسوب برای صنایع پالایشی را به ازاء 100/000 بشکه نفت در روز حدود 1/000/000 دلار در سال محاسبه کرد که این مقدار در سال 1993 برابر 107*3-2 تخمین زده شد. در آماری که توسط Tackery در سال 1979 منتشر شد، کل هزینه رسوب در انگلستان سالانه 108*5-3 پوند و در آمریکا 109*10-8 تخمین زده شد. طبق این آمار هزینه رسول در آمریکا در سال 1993 به 109*20-15 دلار رسید. Chaudagne در سال 1992 مقدار هزینه رسول را در صنایع فرانسه سالانه 1010*1 فرانک فرانسه برآورد نمود. در سال 1995 Panchal هزینه های رسوب در واحدهای تقطیر نفت خام در آمریکا را تا 1/3 میلیارد دلار در سال تخمین زد.

پس از بحث هزینه، به بررسی جنبه های زیست محیطی رسوب پرداخته می شود. بدین منظور مطالعه ای که توسط  Pugh در سال 2002 صورت گرفته ارائه می گردد.

ظرفیت سالانه پالایشگاه های نفت در انگلستان 91/000/000 تن در سال می باشد. کوچکترین پالایشگاه نفت که در Dundee قرار دارد دارای ظرفیت سالانه 700/000 تن و بزرگترین آن که در Fawley قرار گرفته دارای ظرفیت 15/000/000 تن در سال می باشد. با در نظر گرفتن فرضیات زیر می توان اثرات مستقیم زیست محیطی رسوب را تخمین زد:

1- ظرفیت گرمایی نفت خام 3MJ/Tonne.K می باشد.

2- انرژی سوخت 44/3 GJ/Tonne می باشد.

3- به ازاء سوختن هر تن سوخت 2/9 تن دی اکسید کربن آزاد می شود.

4- کل افت دما در اثر رسوب در مدت دو سال 20 درجه سانتی گراد (با نرخ افت خطی 10 درجه سانتی گراد / yr) فرض می گردد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد

رشته مهندسی شیمی

موضوع:

ارائه یک الگوی بهینه برای تولید حلال های ویژه و شبیه سازی واحد تولید حلال های پالایشگاه اصفهان

چکیده

در این پروژه سعی شد با جمع آوری مشخصات حلال های مورد نیاز، شناخت نسبی از حلال ها و کاربرد آنها در صنایع مختلف ایجاد گردد، استانداردهای مورد تائید صنعت نفت در خصوص حلال ها ملاک عمل بوده و سعی بر این شده تا روش های علمی در تهیه حلال ها با مشخصات استاندارد مورد توجه قرار گیرد.

در این پروژه روش های علمی تولید حلال ها مورد بررسی قرار گرفته و مباحث نظری و تئوریک در یک فصل مجزا ارائه شده است از آنجائی که تولید این حلال ها عمدتاً متکی بر استخراج جزئی از یک برش نفتی است لذا سیستم هایی که می توان برای تهیه این حلال ها معرفی نمود عمدتاً سیستم های تماس مایع – گازی می باشند که در این پروژه دو روش تقطیر و دفع به صورت جامد مورد ارزیابی قرار گرفته است.

در تمامی روشهائی که برای بهینه سازی سیستم معرفی می شوند متغرهای مختلف نقش دارند که این متغیرها را می توان به دو گروه عمده: 1- متغیرهای عملیاتی 2- متغیرهای فیزیکی تقسیم نمود.

واضح است برای رسیدن به یک محصول مشخص در عمل جداسازی، بیشتر باید به متغیرهای عملیاتی مانند نسبت برگشت (Reflux) و شرایط فشار و دمای برج متوسل شده، اما از آنجائی که متغیرهای ذکر شده در محدوده خاص قابل تغییر است در نتیجه در این پروژه بهینه سازی سیستم جداسازی با استفاده از سیستم متغیرهای فیزیکی مورد بررسی قرار گرفته است.

از آنجائی که از سه متغیر فیزیکی (انواع سینی، فاصله بین سینی ها و قطر برج) برای بهینه سازی سیستم جداسازی، نوع سینی مهمترین عامل به شمار می رود چرا که در طراحی یک برج تقطیر، قطر برج معمولاً به صورت تدریجی تغییر نمی کند و فاصله بین سینی ها هم تابع برج می باشد ولی نوع سینی مورد استفاده می تواند به شدت روی شرایط عملکرد برج تاثیر بگذارد، به همین لحاظ می توان سینی بهینه را برای یک برش خاص بدین صورت تعریف کرد که در یک tray spacing خاص، قطر کمتری برای رسیدن به محصول مورد نظر در مقایسه با سینی ها دیگر داشته باشد.

در بخش دوم و سوم پروژه مطالعات خوبی برای یافتن مشخصات مناسب برج تقطیر انجام پذیرفته و یک مورد مطالعاتی (ease study) برای روشن شدن مباحث نظری و تئوریک آورده شده است. در بخش سوم پروژه، هیدرولیک برج های تقطیر انواع سینی ها، محاسبه قطر برج و راندمان سینی ها و… مورد ارزیابی قرار گرفته است.

در فصل چهارم پروژه شناخت خوبی از پالایشگاه اصفهان و واحدهای عملیاتی آن ارائه شده و سپس واحد تولید حلال های ویژه آن به صورت جامع مورد بررسی قرار گرفته است. در این پروژه پس از جمع آوری اطلاعات لازم از پالایشگاه و بازدید از واحد در حال نصب تولید حلال های ویژه که خوشبختانه در پایان مراحل انجام پروژه به بهره برداری رسید با توجه به اینکه این واحد براساس خوراک قبلی پالایشگاه طراحی و خرید تجهیزات آن انجام پذیرفته بود و با عوض شدن مشخصات خوراک پالایشگاه بالنتیجه مشخصات خوراک واحد حلال های ویژه نیز تغییر یافته بود با بررسی های انجام شده و شبیه سازی کامپیوتری با نرم افزار Pro II، از آنجائی که متغیرهای فیزیکی (نوع سینی، فاصله بین سینی ها و قطر برج) قابل تغییر نبود بنابراین بهترین شرایط عملیاتی (Reflux، فشار و دمای برج) به دست آمد. ذکر این نکته اهمیت کار انجام شده را بهتر مشخص می نماید که برای تولید 5 نوع حلال مختلف با مشخصات خوراک و محصول کاملاً مختلف (AW-402, AW-403 ,AW-404, AW-406, AW-409) با تجهیزات و ادوات ثابت نصب شده بهترین شرایط عملیاتی را با شبیه سازی کامپیوتری مورد ارزیابی قرار داده شد.

در این پروژه 5 نمونه مطالعاتی (ease study) برای 5 نوع حلال به صورت مجزا انجام پذیرفته و گزارش کامل آن در ضمیمه پروژه ارائه شده است.

فصل اول: شناخت حلال ها

1-1- مقدمه

حلال های نفتی برش های سبک و میان تقطیری هستند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم از نفت به دست می آیند دامنه برش و نوع ترکیب آنها توسط تولید کننده برحسب کاربرد نهایی آنها تعیین می شود. حلال های نفتی به طور وسیعی در صنایع مختلف شیمیایی از جمله صنایع رنگ، روغن های صنعتی و خوراکی، چاپ، لاستیک سازی، چرم سازی، گراور سازی، پارچه و صنایع فلزی مورد استفاده قرار می گیرند.

بهترین خصوصیت حلال های نفتی شفافیت، بی رنگ بودن و غیرقابل امتزاج بودن آنها با آب است، ولی در حلال های آلی مشابه حل می شوند، قدرت حلال بستگی به نوع هیدروکربن های تشکیل دهنده آن و بخصوص مقدار آروماتیک های موجود در آن دارد. حلال های آروماتیکی حلال خوبی برای بسیاری از رزین های مورد استفاده در پوشش سطوح، روغن ها و چربی ها، گریس ها و واکس ها می باشند.

گرچه برخی از هیدروکربن های خالص مانند تولوئن و سیلکوهگزان به عنوان حلال کاربرد دارند ولی اکثر حلال ها مخلوطی از هیدروکربن ها هستند، اغلب حلال ها ترکیبی از پارافین ها، نفتن ها (سیکلو پارافین ها) و آروماتیک ها می باشند.

حضور هرکدام از هیدروکربن ها روی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی حلال، مثل قدرت حلالیت، ویسکوزیته، دانسیته، بو و نوع کاربرد آن اثر دارد. همچنین مقدار کمی ترکیبات غیر هیدروکربنی مانند سولفور، مواد اکسیژن دار و نیتروژن دار در حلال ها موجود است که در فرآیند شیرین کردن باید به پایین ترین مقدار ممکن رسانده شود.

دامنه تقطیر اساس طبقه بندی اصلی حلال ها محسوب می شود، در کاربرد نهایی، وقتی که حلال بعد از استفاده باید تبخیر شود مثلاً در نقاشی، برحسب تبخیر، به سه گروه کند، متوسط و تند تقسیم بندی می شوند، به همین ترتیب قدرت حلال و بوی آن در بعضی کاربردها و میزان مواد آروماتیک به صورت بالا، متوسط و پایین دسته بندی می شود.

اهمیت حلال ها در صنایع امروزی بسیار بالاست و در مملکت ما سالانه میزان قابل توجهی از این حلال ها از خارج از کشور وارد می گردد. مطالعات و تحقیقات در زمینه ساخت و تولید حلال های نفتی مدت هاست که در کشور توسط مراکز تحقیقاتی در حال انجام است و این نشان از اهیمت کاربرد حلال های نفتی در صنایع مختلف را می دهد.

وزارت نفت جمهوری اسلامی تلاش بسیار دارد تا در زمینه تولید حلال های مورد نیاز صنایع با یک برنامه ریزی بتواند به خودکفایی برسد، بدین منظور یک واحد تولید حلال با ظرفیت تولید روزانه حداقل 2000 بشکه در پالایشگاه اصفهان مراحل طراحی، اجراء و نصب را به پایان رسانده و طبق برنامه ریزی انجام شده از 22 بهمن سال 78 به بهره برداری رسیده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- طراحی فرآیند
عنوان :
اکسایش زوجی متان در راکتور پلاسمای پالسی با فرکانس بالا

چکیده:

در این پایان نا مه ، اکسیداسیون زوجی متان در رآکتور پلاسمای هاله (کرونای ) پالسی در فشار و دمای اتمسفریک بررسی شده است. تخلیه الکتریکی کرونای پالسی با اتصال ده الکترود نقطه ای و یک الکترود صفحه ای به دستگاه مولد پالس ولتاژ فرکانس بالا در یک رآکتور استوانه ای شیشه ای از جنس کوارتز تشکیل شد . تاکنون عوامل متعددی برروی درصد تبدیل متان ، گزینش پذیری محصولات C2 و بازدهی محصولات C2 خروجی از رآکتور، موثر شناخته شده است. در این پژوهش، اثر پنج پارامتر کلیدی با سطوح ذکر شده ، نسبت متا ن به اکسیژن در خوراک ورودی (4:1، 5/5، 7/5، 9:1) شدت جریان خوراک (100، 200، 300، 400 میلی لیتر بر دقیقه)، ولتاژ اعمال شده به رآکتور (10، 14، 16 و 18 کیلوولت) فاصله بین الکترودها (7، 10، 12 و 15 میلی متر) و فرکانس پالس (2000، 3000، 4000 و 5000 هرتز) بر درصد تبدیل متان و گزینش پذیری محصولات C2 بررسی شده است. به منظور بهینه سازی شرایط فرآیند تولید محصولات C2، از یک روش طراحی آماری به نام روش تاگوچی استفاده شده است . با استفاده از روش تاگوچی (آرایه L16) در چهار سطح و نتایج به دست آمده از آن بیشترین درصد تبدیل متان و بازدهی محصولات C2 به ترتیب 35/4% و 23/64% بود که در حد پایین CH4/O2=4:1 و دبی جریان 100 میلی لیتر و حد بالای ولتاژ 18 کیلوولت و فاصله الکترود 7 میلی متر و فرکانش پالس بالای 5000 هرتز به دست آمد. در ضمن بالاترین درصد گزینش پذیری محصولات C2 در حد بالای کلیه پارامترها به دست آمد.

مقدمه

برای تبدیل موثر منابع انرژی معمولاً از متان برای تولید مواد واسطه یا محصولات با ارزشی از قبیل گاز سنتز (H2+CO) و اتیلن (C2H4) متانول (CH3OH) و فرمالدهید (CH2O) استفاده می گردد . گاز طبیعی به دلیل گستردگی و مقادیر زیاد آن در دنیا در حال حاضر یکی از مهمترین منابع انرژی در جهان است. با این وجود 60 – 90% از مخازن گاز که تاکنون کشف شده اند، زودتر از مکان های مورد نی از برای مصرف هستند . با وجود اینکه امکان مایع کردن این گاز و تبدیل آن به مواد شیمیایی به منظور انتقال آسان از طریق خطوط لوله به مصرف کنندگان وجود دارد ، هنوز از این منبع عظیم انرژی بطور کامل استفاده نشده است . روشهای زیادی برای تبدیل متان مهمترین جز گاز طبیعی به سوخت مایع و سایر مواد شیمیایی با ارزش وجود دارد . در کل متان به دو روش مستقیم و غیر مستقیم تبدیل می شود. محققان تلاش های گسترده ای از مطالعات عملی تا کاربردهای صنعتی در این زمینه انجام داده اند ولی بدلیل پایداری زیاد متان، هنوز مشکلات زیادی برای تبدیل آن وجود دارد. گاز طبیعی بصورت غیرمستقیم و از طریق گاز سنتز به سوخت مایع و سایر مواد شیمیایی تبدیل و یا مستقیماً تبدیل به هیدروکربن های C2 و یا متانول می شود. در بیشتر فرایندهای اقتصادی، متان را از طریق تبدیل با بخار تبدیل به گاز سنتز کرده و سپس از این گاز میانی برای تولید سایر مواد شیمیایی استفاده می کنند. تخمین زده شده است که تقریبا 60 – 70% هزینه های صرف شده در واکنش های تبدیل متان به تهیه گاز سنتز اختصاص داده شده است. همچنین فرآیند تولید گاز سنتز از گاز طبیعی فرآیند بسیاری گرماگیری است که به انرژی و دمای بسیار زیادی نیاز دارد. برای غلبه بر این مشکلات تمایل زیادی برای تبدیل مستقیم متان وجود دارد . اکسیداسیون زوجی، زوج شدن حرارتی ، پلاسما و غیره روش هایی هستند که تاکنون برای تبدیل مستقیم متان از آنها استفاده شده است . واکنش اکسیداسیون زوجی، متان را مستقیماً و با استفاده از کاتالیست به اتان و اتیلن تبدیل کرده و سپس هیدروکربن های C2 را به سوخت مایع و بنزین تبدیل می کند.

از اکسیژن و یا دی اکسید کربن برای اکسیداسیون زوجی استفاده می شود. در این حالت تمایل زیادی برای احتراق وجود دارد که برای حل این مشکل وجود یک کاتالیست برای افزایش واکنش های زوجی شدن ضروری است. با وجود اینکه کاتالیست های زیادی تاکنون بکار برده شده است، ولی هیچگاه بازده به بیش از 25% نرسیده است. بعلاوه هنوز عیب واکنش در دماهای بالاتر از 600 درجه سانتیگراد برای دستیابی به درصد تبدیل و گزینش پذ یری مطلوب وجود دارد . زوج شدن حرارتی هم در دماهای بسیار بالا برای تبدیل به هیدروکربن های C2 انجام می شود. با کنترل زمان اقامت در راکتور می توان محصولاتی به غیر از هیدروژن و کربن بدست آورد . اخیراً مطالعات بر روی سنتز همزمان اتیلن و استیلن تمرکز یافته است . تبدیل متان به وسیله پلاسما بعنوان روش دیگر برای غلبه بر مشکلات موجود مورد بررسی قرار گرفته است.

در پلاسما انرژی الکتریکی با ایجاد تخلیه الکتریکی در گاز ذرات بسیار فعالی از جمله الکترون ها، یون ها، اتم ها، رادیکال ها و مولکول های برانگیخته بوجود می آور د که بعنوان کاتالیست برای تولید محصولات عمل می کنند.

در میان انواع پلاسما ، پلاسمای سرد با توجه به ویژگی غیرتعادلی بودن و شرایط عملکردی ساده ای که دارد یعنی فشار اتمسفری و دمای محیط ابزار بسیار مناسبی برای شروع واکنش است. با توجه به رفتار عملیاتی و شکل الکترودها پلاسمای سرد به انواع مختلفی تقسیم می شود که عبارتند از : راکتورهای پلاسمای تابشی ، آرام ، هاله ، رادیوفرکانسی و مایکروویو. تخلیه تابشی یک تخلیه الکتریکی فشار پایین است که بین دو الکترود تخت ایجاد می شود و تخلیه الکتریکی هاله یک تخلیه الکتریکی ناهمگن است که با استفاده از دو الکترود غیر همگن در فشار اتمسفریک بوجود می آید. تخلیه الکتریکی آرام مجموعه ای از تخلیه هاله و تابشی است و تخلیه الکتریکی رادیوفرکانسی و مایکروویو توسط تولید کننده های این تشعشعات به درون محفظه راکتور القا می شوند. بزرگترین عیب راکتورهای پلاسما مصرف انرژی الکتریکی توسط آنهاست، اما با توجه به بازده بالای انرژی الکتریکی در این راکتورها و همچنین مناسب بودن آن از نظر زیست محیطی، در صورت در دسترس بودن انرژی الکتریکی استفاده از تکنولوژی پلاسما بسیار مطلوب به نظر می رسد.

در این پایان نامه ابتدا مروری بر مطالعات انجام شده برای واکنش های اکسیداسیون زوجی در راکتور پلاسما داریم، سپس به توضیح پلاسما و انواع راکتورهای پلاسما می پردازیم.

معرفی سیستم آزمایشگاهی طراحی شده برای انجام این آزمایشها، نحوه طراحی آزمایشها، آزمایشهای انجام شده و بحث درباره تاثیر شرایط مختلف عملیاتی در بخشهای بعدی بترتیب مورد بررسی قرار می گیرد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc” سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- مهندسی فرآیند
عنوان:
بررسی تجهیزات رکوپراتور برای بازیابی انرژی از گازهای زاید پالایشگاهی

چکیده:

رکوپراتور یک مبدل جریان مخالف است که به منظور بازیابی انرژی در گازهای خروجی استفاده میشود در خیلی از انواع فرآیندهای احتراق برای بهینه سازی تولید انرژی به کار می رود و یک رکوپراتور گرمای احتراق برای گرمایش فرآیندهای دیگر استفاده میکند.

رکوپراتور اغلب به صورت پیوسته با بخش Burner برای افزایش کا رایی کل سیستم، به کار می روند. برای مثال در یک کوره یا توربین گازی هوا و با سوخت مخلوط می شود و سپس عملیات احتراق صورت می پذیرد. رکوپراتور انتقال حرارت را بین انرژی گازهای زائد خروجی با سیال دیگر برای نمونه هوای ورودی به محفظه احتراق را فراهم مینماید.

مقدمه
در حال حاضر وضعیت مصرف انرژی در بخش صنعت به گونهای است که از نظر مقدار، حدود 3,29 درصد واز نظر ارزش حدود 4,20 درصد از کل مصرف نهایی انرژی کشور را به خود اختصاص داده است. کل مصرف انرژی بخش صنعت در سال 1384 معادل 7,36 میلیون بشکه نفت خام بوده که ارزش آن بیش از 7,4 میلیارد دلار است.
بخش عمده انرژی مورد نیاز صنایع، از احتراق سوختهای فسیلی تامین میشود. از اینرو کمتر صنعتی را میتوان یافت که به نوعی از سیستمهای احتراقی بهره مند نباشد. بدون استثناء در هر سیستم احتراقی، وجود مشعل برای تولید انرژی حرارتی، ضروری است. از طرف دیگر بخش عمدهای استفاده این مشعلها در رابطه با کورههای صنعتی و توربینهای گازی میباشد.
برخی از موارد استفاده از این تجهیزات در صنایع عبارتند از:

• کورههای ذوب و تصفیه فلزات

• کورههای عملیات حرارتی

• کورههای آهنگری

• کورههای کاشی و سرامیک

• کورههای سیمان

• کورههای صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی

• کورههای صنایع شیمیایی

• کورههای پخت و فراوری محصولات غذایی

• توربینهای گازی نیروگاههای تولید برق

از آنجایی که معمولا در سیستمهای با دمای بالا اتلاف انرژی زیاد است، و از طرفی فرآیند احتراق نیز همواره در دمای بالا صورت میگیرد، در بیشتر موارد پتانسیل صرفه جویی انرژی در سیستمهای احتراقی یک واحد صنعتی، بیش از سایر قسمتهای آن میباشد. بنابراین با توجه به گستردگی استفاده از سیستمهای احتراقی در صنایع، در صورت توجه به بهینه سازی این تجهیزات، به مقدار زیادی در مصرف سوخت واحدهای صنعتی صرفه جویی خواهد شد.

بعلاوه وقتی از عمر کوره و سیستم احتراقی، بیش از 10 سال میگذرد، این بدان معنی است که بازده آن در بهترین شرایط کمتراز 55 درصد است. به عبارت دیگر، این سیستم تقریباً نیمی از انرژی حرارتی سوخت را تلف میکنند. همواره بخش عمده ای از تلفات انرژی سیستم را مقدار قابل ملاحظه ای میتوان کاهش داد.

در صورتیکه بتوان با استفاده از تجهیزاتی از انرژی این گازها استفاده کرد و هوای مورد نیاز را برای احتراق پیش گرم کرد، به مقدار قابل ملاحظه ای در مصرف سوخت صرفهجویی میشود. انجام این کار ضمن بهبود فرآیند احتراق و افزایش دمای شعله از احتراق ناقص سوخت نیز جلوگیری میکند.

فصل اول

1- مباحث کلی پیرامون اتلاف انرژی

1-1- بازیابی انرژی های اتلاف شده

منظور از گرمای ا تلاف شده گرمایی است که در خلال فرآیندهای احتراق سوخت و یا واکنش شیمیایی تولید می شود و سپس در محیط آزاد می شود هر چند این گرما هنوز هم می تواند برای موارد مفید و اقتصادی استفاده شود اما معمولا بواسطه تجهیزات مکانیکی برای نمونه مکنده ها یا دودکشها از فرآیند با انرژی فراوان خارج میگردند.

استراتژی که چطور این گرما را بازیابی کنیم وابسته به محدوده دمایی گازی است که گرمای آن اتلاف میشود و شامل اقتصاد فرآیند هم میباشد. بسیاری از این گازهای حاصل از احتراق به وسیله بویلرها و کورهها و در بعضی موارد توسط توربینهای گازی تولید میگردد. اگر توانایی داشته باشیم که مقداری از گرمای هدررفته را بازیابی کنیم میتوان در مقدار قابل توجهی از سوخت هم صرفه جویی کرد. هرچند نمیتوان همه انرژی گازهای خروجی را بازیابی کرد اما حتی بازیابی کمی از این انرژی میتواند صرفهجویی قابل ملاحظهای را به دنبال داشته باشد.

2-1- خصوصیات گرمای تلف شده

انرژی در واقع می تواند بشکل گوناگون اتلاف شود برای نمونه در دماهای پایین به وسیله سرد کردن آب و در دماهای بالا از گرمای گازهای خروجی از کوره های صنعتی این اتلاف صورت میپذیرد. معمولا در بازیابی گرما دماهای بالاتر دارای ظرفیت های بالاتر هستند و از لحاظ اقتصادی به صرفه تر هستند همچنین استفاده از دستگاههای بازیابی انرژی در این محدوده صرفه جویی بالاتری را به همراه خواهد داشت زیرا بازگشت سرمایه کوتاهتری را به همراه دارند.

برای نمونه تجهیزات پیش گرمایش هوای ورودی به محفظه احتراق بویلرها از این دسته از این تجهیزات میباشد.

قابل توجه است که با بازیابی گرما در بالاترین دما در یک سیستم قادر هستیم به صورت عملی در بالاترین پتانسیل دمایی بیشترین مقدار انرژی را بازیابی کنیم . سیستمهای پیش گرمکن هوا نمونه ای مناسبی از این دسته تجهیزات میباشند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
”M.SC” سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی – مهندسی شیمی
عنوان :
بررسی فعالیت کاتالیست های اسید جامد مصرفی در فرآیند الکیلاسیون

چکیده

در این سمینار به بررسی فعالیت اسیدهای جامد در فرآیند الکیلاسیون پرداخته شده است . ابتدا در فصل اول کلیاتی در رابطه با روش کار و تحقیق بیان شده است در فصل دوم به بررسی مکانیسم الکیلاسیون پرداخته شده است وفرایند تانک زمان به صورت کامل شرح داده شده است . در فصل سوم به بررسی اسیدهای جامد و سوپر اسیدها پرداخته شده است . در این سمینار به صورت ویژه به بررسی فعالیت اسید جامد زیرکونیای سولفاته پرداخته شده است و فعالیت این اسید جامد با زئولیتها در فصل سوم به صورت کامل مقایسه شده است.

مقدمه

در اوایل قرن بیستم مهندسین ماشین به این نتیجه رسیدند که موتورها بدون ضربه ، نرمتر و با بازدهی بیشتری کار می کنند . در سال 1916، Tomas Midgely یک دانشمند محقق که در آزمایشگاه های تحقیقاتی شهر Dayton، کار می کرد پس از انجام یک سری از آزمایشات دریافت که اضافه کردن ید به بنزین به طور موثری باعث کاهش ضربه در موتور می شود . اوضربه های موتور را ناشی از کیفیت پایین احتراق سوخت که بعد ها به نام شاخص اکتان شناخته شده است دانست افزودن ید به بنزین باعث افزایش اکتان و کاهش ضربه موتور گردید. ولی در عین حال دو مشکل اساسی در بر داشت: 1- خورندگی 2- قیمت بالا

در یک کار تحقیقاتی مکمل در سال 1917، Charles kettering و Midgely اتیل الکل و بنزین را مخلوط کرده و دریافتند که مخلوط الکل و بنزین سوخت مناسبی برای موتور است ونسبت به سایر مواد افزودنی دارای مزایای بیشتری است . زیرا تمیز وبدون هر آلودگی میسوزد و بدون ایجاد ضربه، تولید نسبت تراکم بیشتری در داخل موتور می کند و به دلیل افزایش عدد اکتان ، تولید اسب بخار بیشتری می کند.

Midgely در سال 1921 خواص تترا اتیل سرب (TEL) را کشف کرد. یک لیتر از TEL برای عمل آوردن 1150 لیتر بنزین کافی بود. سپس تحقیقات برای افزودن اتانول به بنزین ادامه پیدا کرد. ولی شرکت های نفتی مصرف  را به عنوان ماده افزودنی بنزین ترجیح می دادند زیرا افزودن اتانول به بنزین، مصرف بنزین وسایل نقلیه را 20 الی 30 درصد کاهش می داد.

پس در سال 1996 مصرف بنزین سرب دار برای وسایل نقلیه در ایالت متحده آمریکا ممنوع شد . به دلیل عدم امکانات وسرمایه هنوزهم در خیلی از کشورها بنزین سربدار مصرف می شود.در سال 1970 لایحه (Clean Air Act) قانونی شد و مصرف بنزین بدون سرب تدریجاً از سال 1973 در ایالات متحده آغاز شد. قوانین ایجاد شده توسط (Clean Air Act) برای غلبه در مسائل زیست محیطی، از طریق کاهش تشکیل ازت در سطح زمین و نشر مونواکسید کربن از وسایل نقلیه همچنین کاهش نشر اکسیدهای سنگین SOx و NOx از اگزوزها، بنا شدند برای این منظور بنزین باید ویژگی های زیر را داشته باشد:

1- فراریت پایین: کاهش فشار بخار بنزین (RVP) به ویژه در طول ماه های تابستان باعث کاهش میزان ازت می شود. حذف بوتان ها و حتی CO ها از بنزین به دستیابی به این ویژگی در بنزین می انجامد.

2- محدودیت در میزان آروماتیک ها بخصوص بنزن: این مساله با کاهش برش بالای بنزین FCC انجام پذیر است.

3- افزایش ترکیبات اکسیژن دار: TAME و MTBE دو ترکیب برای این منظور هستند.

4- کاهش میزان الفین ها: این هدف با حذف الفین های CO از بنزین Fcc قابل دستیابی است. در ضمن حذف الفین های CO باعث کاهش بیشتر (RVP) می شود.

5- کاهش میزان گوگرد: این هدف نیازمند هیدروترتینگ (Hydrotreating) خوراک Fcc یا برش سنگین (heavy-end) بنزین Fcc می باشد.

6- حذف سرب: حذف سرب باعث کاهش عدد اکتان بنزین می شود که باید با جریان های دیگر وارد شوند، به استخر (Pool) بنزین جبران شود.

به نظر می رسد که الکیلات (محصول فرآیند الکیلاسیون) می تواند در تنظیم استخر جدید بنزین کمک کند. زیرا الکیلات عدد اکتان بالایی دارد. و عدد اکتان بالای آن به دلیل مقدار زیاد پارافین شاخه دار کم واکنش پذیر موجود در آن حساسیت کمی دارد. با توجه به این مطلب می توان افزایش ظرفیت الکیلاسیون در سال های آتی را، به ویژه اگر محدودیت های استفاده از کاتالیست های اسید مایع با ساخت کاتالیست پایدار جامد جدید برطرف شود، انتظار داشت. حال در ادامه توضیحاتی را پیرامون الکیلات ارائه می نماییم.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc.” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی – طراحی فرآیند
عنوان :
بررسی روشهای بازیافت گازهای ارسالی به فلر در پالایشگاه تبریز به منظور کاهش ضایعات

چکیده:

در پالایشگاه های نفت و گاز و مجتمع های پتروشیمی، یکی از ابزارهای ایمنی و کنترل فشار، شبکه تعدیل فشار می باشد که آخرین قسمت این شبکه برج فلر است. در این شبکه گازهای اضافی پس از جمع آوری از واحدهای مختلف به سمت برج فلر فرستاده می شود تا سوخته شوند. حجم زیادی از این گازها از ارزش سوختی بالایی برخوردارند و در بعضی موارد می توان از آنها به عنوان خوراک واحدهای مختلف استفاده کرد.

مشخص است که سوزاندن این گازها در برج فلر علاوه بر ایجاد مشکلات زیست محیطی مثل آلودگی، دود، صدا و بوی نامطبوع، هدر دادن منابع اقتصادی است لذا برای حل این مساله بازیافت گازهای ارسالی به برج فلر پالایشگاه تبریز مورد بررسی قرار گرفت.

گازهای فلر در پالایشگاه تبریز شامل طیف وسیعی از گازها می باشد، پس از بررسی روش های مختلف بازیافت گازهای فلر و برآورد اقتصادی، در نهایت سیستم مناسب برای بازیافت گازهای فلر با یک کمپرسور تک مرحله ای انتخاب شد. عواید اقتصادی این پروژه نیز در حدود نود و سه میلیون تومان در سال محاسبه شد. با توجه به بحث اجرای قرارداد کیوتو در ایران بازیافت گازهای فلر دارای اهمیت بیش از پیش خواهد شد.

مقدمه:
حتی در پیشرفته ترین کشورهای دنیا بیش از یک دهه از عمر فناوری نوین بازیافت گازهای فلر نمی گذرد، لذا این روش یکی از روشهای جدید برای استفاده از ضایعات پالایشگاهها می باشد.

از جمله کشورهایی که در زمینه بازیافت گازهای فلر فعالیت دارند می توان از ایالات متحده آمریکا، ایتالیا، هلند و سوییس نام برد.

در کشورهای آسیایی و خصوصا کشورهای واقع در منطقه خاورمیانه (بعلت نفت خیز بودن این مناطق) فناوریهای بازیافت مواد زاید پالایشگاهی مثل گازهای فلر از اهمیت زیادی برخوردار می باشد.

لازم به ذکر است در انجام این پروژه اطلاعات پالایشگاه تبریز پایه محاسبات قرار گرفته است. بازیافت گازهای فلر روشی است که در آن از گازهای زایدی که در برجهای فلر سوزانده می شوند به بهترین نحو استفاده می شود.

برای نیل به این منظور گازهای فلر پس از جمع آوری از لوله اصلی و قطره گیر فلر، به سمت یک کمپرسور می روند، طراحی و انتخاب این کمپرسور مهمترین قسمت پروژه می باشد. پس از فشرده شدن گاز بر اساس ساختار پالایشگاه یا واحد مربوطه گازها و مایعات به عنوان خوراک یا سوخت مورد استفاده قرار می گیرند.

برای فشرده ساختن گازها و طراحی واحد بازیافت گازهای فلر معمولا از کمپرسورهای دارای چرخه مایع و یا کمپرسورهای رفت و برگشتی استفاده می کنند.

مزیت کمپرسورهای دارای چرخه مایع خنک شدن گازها در هنگام کمپرس شدن توسط انتقال حرارت با مایع داخل کمپرسور (معمولا آب) می باشد، در صورت تمایل به جداسازی سولفید هیدروژن گازهای فلر می توان از آمین به جای آب استفاده کرد.

اما کمپرسورهای رفت و برگشتی را بسیار راحتتر از کمپرسورهای با چرخه مایع می توان خریداری کرد، همچنین تهیه لوازم یدکی، تعمیرات و نگهداری این نوع از کمپرسورها راحتتر می باشند. در صورت استفاده از کمپرسورهای رفت و برگشتی باید به این نکته توجه کرد که در صورت افزایش دما بیش از حد مجاز امکان انفجار وجود دارد  .به همین دلیل در این پروژه دو حالت برای شبیه سازی مورد بحث قرار می گیرد:

حالت اول – خنک کردن گاز ورودی قبل از داخل شدن به کمپرسور: این روش باعث می شود فشرده سازی گاز در یک مرحله انجام شود و لذا هزینه اولیه کمپرسور کاهش یابد ولی در عوض باید هزینه خنک کن را به هزینه واحد اضافه کنیم.

حالت دوم – فشرده کردن گاز توسط یک کمپرسور دو مرحله ای: در این حالت به علت دو مرحله ای بودن کمپرسور و وجود خنک کننده میانی هزینه کمپرسور افزایش می یابد اما در عوض نیازی به حنک کننده گاز ورودی نیست.

در نهایت باید با بررسی اقتصادی بهترین حالت را انتخاب و گزارش نمود.

در انتهای این پروژه و در قسمت محاسبات مشخص می شود کمپرسور تک مرحله ای برای پالایشگاه تبریز که یکی از پالایشگاه های بزرگ ایران است، مناسب تر است.

همچنین خواهیم دید این پروژه با عواید اقتصادی نیز توام است (در حدود نودوسه میلیون تومان سوددهی در سال).

در صورت اجرای قرارداد کیوتو در ایران مساله بازیافت گازهای فلر از اهمیت بیشتری برخوردار خواهد شد که این مساله اهمیت تحقیق در مورد گازهای فلر پالایشگاهها، پتروشیمی ها و دیگر صنایع را نشان می دهد.

از کشورهای تولید کننده این تجهیزات صنعتی می توان از یالات متحده، سوییس، ایتالیا و هلند نام برد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.