دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – فرایند

عنوان:

ارزیابی فن آوری GTL

چکیده

گاز طبیعی با توجه به ماهیت فیزیکی خود با مشکلاتی در انتقال و حتی مصرف در مقایسه با سایر سوخت های فسیلی از جمله نفت خام روبرو می باشد. یکی از مهمترین مشکلات عمده گاز، انتقال به بازارهای دوردست می باشد. از این رو، همواره نیازمند به استفاده از تکنولوژی هایی از جمله LNG و یا GTL می باشیم. برخی از تکنولوژی های مذکور از جمله GTL، جزو فناوری های نوین به شمار می روند و هنوز بسیاری از شرکت های مطرح نفت و گاز در جهان به دنبال کاهش هزینه های طرح های مذکور و کاربرد چنین تکنولوژی هایی در ظرفیت های بزرگ و اقتصادی می باشند.

این مقاله می کوشد، علاوه بر مروری بر تکنولوژی GTL و اقتصاد طرح های آن، به بازار محصولات آن در سال های آینده نگریسته و اهمیت استفاده از این تکنولوژی برای کشورهای دارنده ذخایر گاز، به عنوان یک راهکار عملی را ذکر نماید.

مقدمه

فناوری تبدیل گاز طبیعی به فرآورده های مایع (Gas to Liquids)، به فرایندی اطلاق می گردد که در آن بتوان، گاز طبیعی را به فراورده های باارزشی از جمله: متانول، دی متیل اتر، نفتا و سایر فرآورده های میان تقطیر (مانند گازوئیل و نفت سفید) و حتی بنزین تبدیل نمود. این فناوری هرچند بیش از 80 سال قدمت دارد، ولی در مقیاس تجاری، هنوز در ابتدای راه توسعه خویش قرار دارد. به طور کلی فرایند تبدیل گاز طبیعی به فرآورده های مایع شمال 4 مرحله است که عبارتند از:

1- خالص سازی گاز

2- تولید گاز سنتز (مخلوط منواکسید کربن و هیدروژن)

3- فرآیند فیشر – تروپش (تبدیل گاز سنتز به فرآورده های نفتی)

4- ارتقا و بالا بردن کیفیت محصول نهایی

LNG مایعی است بی بو، شفاف، غیر سمی با وزن مخصوص حدود 0/45 گرم بر سانتی متر مکعب که با تبرید و میعان گاز طبیعی در حدود 160- درجه سانتی گراد، در فشار حدود اتمسفریک تولید می شود. با میعان گاز طبیعی، حجم آن تا 600 بار کاهش می یابد و به همین دلیل جاذبه خاصی در حمل و نقل گاز طبیعی به صورت مایع به وجود می آورد. این نسبت کاهش حجم در مورد LPG حدود 250 بار، گاز طبیعی هیدراته NGH071 بار و گاز CNG حدود 200 بار است.

فصل اول: کلیات

(1-1) هدف

در این تحقیق ما قصد داریم فرایند GTL را مورد بررسی و ارزیابی قرار دهیم و از روند تهیه و فرایند آن اطلاعاتی به دست بیاوریم.

(2-1) پیشینه تحقیق

قدیمی ترین تأسیسات GTL جهان واقع در آفریقای جنوبی می باشند. اولین تأسیسات GTL جهان در دهه 1950 توسط شرکت ساسول ایجاد گردید. ظرفیت تأسیسات مذکور 150 هزار بشکه در روز می باشد. سپس شرکت موس گاز در دهه 1980 نیز تاسیساتی به ظرفیت 22500 بشکه در روز ایجاد نمود اما شاید بتوان عرضه تجاری فرآورده های GTL را همراه با شروع به کار تأسیسات Bintulu در مالزی همراه دانست. شروع به کار عملیات مهندسی و ساخت این تاسیسات در سال 1989 شروع گشت و اولین تولید در سال 1993 اتفاق افتاد. تاسیسات Bintulu، 12500 بشکه در روز ظرفیت دارد و شرکت شکل تکنولوژی SMDS خود را برای اولین بار در این تاسیسات به کار گرفت. در دسامبر 1997 در اثر انفجار در واحد Air Separations تاسیسات مذکور، تولید به طور کامل متوقف گردید و بعد از گذشت 28 ماه در ماه می سال 2000، پس از بازسازی کامل تاسیسات، تولید مجددا شروع گشت. تاسیسات Bintulu برای فرآورش و تبدیل 100 میلیون فوت مکعب گاز میدان فراساحلی Sarawak به فرآورده هایی از جمله فرآورده های میان تقطیر (نفتا، نفت سفید و گازوئیل) و همچنین روغن های روانساز می باشد. حدود 70 درصد از فرآورده های حاصل از تاسیسات مذکور به بازارهای آسیا، اروپا و آمریکا صادر می شود.

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 – فرآیند

عنوان:

بازیابی سرب از پسماند باقیمانده از کارخانجات سرب و روی

چکیده:

سرب ماده ای است که از منابع طبیعی یعنی کانسارهای حاوی سرب قابل استحصال میباشد. در سالهای اخیر جهت تولید شمش سرب علاوه بر استفاده از سنگ معدن، از باتریهای اسقاطی و سایر منابع حاوی سرب نیز استفاده میشود. بطور کلی جهت بازیافت سرب از کیک های حاوی سرب روش پیرومتالورژی بدلیل دمای بالای ذوب این کیک مقرون به صرفه نمیباشد. از جمله روشهای هیدرومتالورژی روش فلوتاسیون و نیز روش محلولهای نمکی میباشد که روش اخیر در این طرح مورد بررسی قرار گرفته است.

در این روش باطله مورد نظر به وسیله آب نمک تحت فرآیند لیچینگ قرار میگیرد که پارامترهای عملیاتی بهینه در این مرحله شامل سرعت همزن معادل با 500rpm، زمان در حدود 30 دقیقه ، دما در حدود 20 درجه سانتیگراد، چگالی پالپ برابر 50mg/l و pH=1 می باشد.

سپس این محلول تحت فرآیند سمنتاسیون با سه فلز Fe، Al و Zn قرار گرفته و ذرات محتوی سرب بر روی سطح محلول شناور میشوند. ذرات شناور شده قابل انتقال به کوره جهت تولید شمش سرب میباشد.بیشترین بازیابی در مرحله شستشو با نمک معادل 95,22 درصد و در مرحله سمنتاسیون معادل با 99,4 درصد میباشد که بدین ترتیب کل بازیافت معادل با 94,65 درصد خواهد بود.

مقدمه:

سرب پنجمین فلز پرمصرف در سطح جهان است که کاربردهای متنوعی در صنایع فلزی، شیمیایی ، نظامی و… دارد که امروزه بیشترین مصرف آن در ساخت باتری های اتوموبیل میباشد. در سالهای گذشته بیشترین منبع مورد استفاده در تولید شمش سرب، استفاده از کانسارهای این فلز با ارزش بوده است. در حالیکه در 20 سال گذشته بدلیل روند نزولی میزان ذخایر معادن و نیز مشکلات زیست محیطی انباشت مصنوعات ساخته شده از سرب بازیافت این فلز مورد توجه قرار گرفت. به نحوی که امروزه بیش از 80 درصد شمش سرب تولیدی در دنیا از باتریها و نیز پسماندهای حاوی سرب استحصال میشود. کانه سرب به همراه عنصر روی بوده و لذا استحصال شمش این دو فلز بطور موازی میباشد. پسماند کارخانه های تولید شمش سرب و روی نیز حاوی فلز سرب میباشد اما بدلیل ساختار مینرالی خاص آن به روشهای معمول قابل بازیافت نمیباشد. لازم به ذکر است که سنگ معدن حاوی سرب بطور معمول حاوی 3,5 تا 4 درصد سرب است درحالیکه پسماند کارخانه تولید شمش روی حاوی حداقل 7,5 درصد سرب میباشد. در این پایان نامه دو روش معروف استحصال سرب از کیک حاوی این ماده (روش فلوتاسیون و روش محلولهای نمکی) بررسی و مقایسه شده وپارامترهای روش جدید محلولهای نمکی بهینه سازی شده است.

فصل اول: کلیات

1-1- هدف

هدف از این تحقیق ارزیابی روش و بهینه سازی پارامترهای فرآیند بازیابی سرب از کیک های واحد انحلال کارخانه تولید شمش روی به روش محلولهای نمکی میباشد. دو دلیل عمده انجام تحقیقاتی پیرامون این مبحث را ضروری مینماید، یکی مشکلات زیست محیطی ناشی از دفع کیک های حاوی سرب و سایر فلزات سنگین در اطراف کارخانه ها است که از سویی نیاز به زیرسازی بسیار پرهزینه داشته و از سویی احتمال نفوذ فلزات سنگین از جمله سرب به آبهای زیر زمینی دور از ذهن نخواهد بود . و از سویی دیگر افزایش بی سابقه   قیمت سرب در سال اخیر میباشد که در صورت اجرای چنین طرحی، منابع درآمدزا را، افزایش خواهد داد. در خصوص قیمت سرب لازم به ذکر است که قیمت این ماده معدنی در دوسال اخیر به دو برابر میانگین قیمت سرب در 50 سال گذشته رسیده است. همین مطلب، هزینه تجهیزات فرآیند بازیافت سرب را توجیه میکند. تا پیش از این میزان سرب موجود در پسماندهای واحد انحلال به حدی نبود که بازیابی آنها اقتصادی باشد . در نتیجه بازیابی آن از پسماند مورد توجه کارخانجات قرار نمیگرفت. روشهای حرارتی (پیرو متالورژی) متعددی از جمله استفاده از کوره ویلز و Slag Fuming جهت بازیابی سرب از پسماندهای واحد انحلال شناخته شده است و سابقه علمی و عملی دارد. از آنجا که احداث چنین واحدهایی سرمایه گذاری نسبتاً زیادی نیاز دار د و همچنین انتخاب چنین روشهایی از توجیه مالی و اقتصادی خیلی کمی برخوردار است، استفاده از روشهای شیمیایی بازیابی سرب مورد توجه دست اندرکاران این صنعت قرار گرفته است.

جنبه های مجهول و مبهم و متغیرهای مربوط به پرسشهای این تحقیق، دستیابی به فرآیندی مطمئن و اقتصادی جهت بازیابی سرب و بهینه کردن مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز میباشد.

متغیرهای مربوط شامل استفاده از Reagent های مختلف و انتخاب بهترین Reagent، شرایط فرآیند از قبیل PH، دما، زمان اقامت و نهایتاً تثبیت فرآیند مناسب میباشد.

یکی از مهمترین دیدگاه های این ط رح از آنجا ناشی میشود که پروژه ای در منطقه انگوران در دست بررسی میباشد که ظرفیتی معادل با 100 هزار تن شمش روی در سال میباشد. به این ترتیب پس از راه اندازی کارخانه ، کیک ناشی از کارخانه فوق حجم قابل ملاحظه ای خواهد داشت و بازیافت سرب از آن منبع درآمد مناسبی جهت عوامل توسعه طرح خواهد بود.

2-1- پیشینه تحقیق

بازیابی سرب از پسماند واحد انحلال کنسانتره های سولفوره سابقه علمی و عملی بیش از 50 سال را دارد ولی بازیابی سرب از پسماند واحد انحلال کانی های اکسیده سیلیکاته با روش هیدرومتالورژی تاکنون در مقیاس صنعتی انجام نشده است.

در این ارتباط معدودی از شرکتهای مهندسی دارنده تکنولژی در جهان از قبیل شرکت کالسیمین، شرکت کاهنربا و Reunidas Tecnicas اسپانیا مطالعات و آزمایشاتی داشته اند که نتایج تحقیقات و بررسیهای این شرکتها در طرح آورده شده است. مطالعات انجام شده تحت عنوان شرکت TR اسپانیا بصورت توضیح کلی فرآیند بازیافت توسط محلولهای نمکی در فصل چهارم ارائه شده و نتایج آزمایشات انجام شده توسط شرکت کالسیمین وکاهنربا بر روی کیک های موجود در منطقه انگوران در فصل پنج و شش آورده شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

عنوان سمینار:

ارزیابی پیامد انتشار گاز کلر در جوامع شهری و صنعتی

چکیده

یکی از ضروری ترین و اصلی ترین مراحل برای افزایش سطح ایمنی در واحدهای موجود یا در حال طراحی، ارزیابی ریسک خطراتی همچون رها شدن مواد شیمیایی در محیط است که ممکن است از طریق نقص تجهیزات و یا خطاهای انسانی ایجاد شود. ارزیابی کمی و کیفی ریسک در کشورهای پیشرفته و توسعه یافته جزء لاینفک طراحی واحدهای فرایندی می باشد که متاسفانه در کشور ما هنوز جایگاه خود را به دست نیاورده است و شاید یکی از دلایل مهم آن عدم آشنایی کافی با مبانی اولیه ارزیابی کمی و کیفی ریسک است.

در این پایان نامه، کلیات ارزیابی ریسک و نحوه اعمال آن که شامل مراحل شناسایی خطرات موجود در یک فرایند، مدلسازی خطرات محتمل مانند آتش سوزی، انفجار و یا پیامدهای مربوط به سمیت مواد به طور کامل شرح داده شده است. در نهایت پس از انجام محاسبات ریسک حوادث محتمل در این واحد و مقایسه آن با معیارهای معتبر، پیشنهادات مناسب به منظور کاهش ریسک حوادث مربوطه ارائه گردیده است.

مقدمه

همواره در دل صنایع و تأسیسات شیمیایی، مخاطرات بالقوه ای وجود دارند که می توانند موجب بروز جراحت، صدمات جانی و خسارت های مالی شوند. مخاطره عبارت است از هر نوع عاملی که قابلیت ایجاد صدمه و آسیب داشته باشد. خطرات واحدهای صنعتی عمدتا به صورت حوادثی مانند آتش سوزی، انفجار یا نشت مواد سمی بروز می کند. این حوادث می توانند به دلیل اشکالات در طراحی فرایند، نقص فنی تجهیزات و یا خطاهای انسانی رخ دهند. به گواهی آمار و ارقام، خسارت های ناشی از این حوادث در جهان بسیار زیاد است. به همین دلیل تدابیر خاصی باید اندیشیده شود و مفهومی به نام ایمنی مورد توجه قرار گیرد.

یکی از مسائلی که در ایمنی صنایع فرایندی مطرح است، تصمیم گیری در مورد باصرفه بودن یا نبودن سرمایه گذاری برای ایمن کردن فرایند است. به بیان دیگر با توجه به تعداد زیاد حوادث محتمل در یک واحد فرایندی و نیز محدود بودن بودجه، تعیین معیاری برای تصمیم گیری و اولویت بندی ضروری به نظر می رسد. طبعا ابعاد حوادث محتمل در یک واحد یعنی میزان و شدت تاثیر آنها بر انسان، تجهیزات و محیط زیست، عامل مهمی است که در این باره مطرح می گردد. ولی ابعاد بزرگ حادثه به معنی حتمی بودن آن نیست. زیرا در اکثر موارد ابعاد حوادث با احتمال وقوع آنها نسبت عکس دارد. میزان ریسک می تواند ابعاد حادثه و احتمال وقوع آن را یکجا نشان دهد و به همین دلیل است که امروزه در ایمنی صنعتی، تصمیم گیری و مدیریت بر مبنای ارزیابی ریسک انجام می گردد.

فصل اول

1-1- مقدمه

صنایع شیمیایی و پتروشیمی اغلب با مواد شیمیایی خطرزا و واحدهای عملیاتی تحت شرایط دما و فشار بالا نظیر راکتورها و تانک های ذخیره سروکار دارند. بنابراین احتمال وقوع حوادثی از قبیل انفجار، آتش سوزی و نشت مواد سمی در آنها وجود دارد. این حوادث ممکن است به علت اشکالات فرایندی، نقص دستگاه ها و یا خطاهای انسانی ایجاد شوند. رشد صنایع در کنار رشد جمعیت انسانی نه تنها باعث تکرار حوادث، بلکه موجب افزایش خسارات ناشی از حوادث نیز شده است. بعضی مواقع این خسارات سنگین و جبران ناپذیر می باشند. امروزه ایمنی فرایندها جهت جلوگیری از حوادث و یا کاهش خسارات ناشی از آنها به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است.

2-1- ضرورت ایمنی از دیدگاه آمار

– کشته شدن 20 نفر و مجروح شدن 220000 نفر ناشی از نشت گاز سمی دی اکسین در ایتالیا در سال 1976.

– کشته شدن 2000 نفر و مصدوم شدن بیش از 200000 نفر به علت نشت گاز سمی متیل ایزوسیانات در سال 1984 در بوپال هندوستان.

– کشته شدن 2 کارگر در حادثه انفجار نیروگاه اتمی چرنوبیل و نشت مواد رادیواکتیو در سطح وسیع و به دنبال آن از بین رفتن بیش از 29 نفر بر اثر قرار گرفتن در معرض گازهای رادیواکتیو در سال 1986.

– کشته شدن 16 نفر ناشی از انفجار ابر بخار پروپان سال 1988 در امریکا.

– کشته شدن 23 نفر بر اثر انفجار توپ آتش ایزوبوتان در سال 1989 در امریکا.

– کشته شدن 35 نفر بر اثر آتش سوزی و انفجار هیدروکربن در سال 1990 در هندوستان.

– کشته شدن 10 نفر بر اثر آتش سوزی نفتا در سال 1997 در هندوستان.

– کشته شدن 60 نفر بر اثر آتش سوزی و انفجار مخازن LPG در سال 1997 در هندوستان.

– کشته شدن 3 نفر و مجروح شدن بیش از 43 نفر بر اثر انفجار پالایشگاه الاحمدی در کویت در سال 2000.

– کشته شدن 22 نفر و ناپدید شدن 15 نفر و مجروح شدن بیش از 650 نفر بر اثر انفجار یک واحد عظیم پتروشیمی در شهر تولوز فرانسه در سال 2001.

آمار ذکر شده در بالا می تواند دلیل بسیار خوبی برای لزوم رعایت اصول ایمنی نه تنها در واحدهای شیمیایی بلکه در تمام زمینه ها باشد.

حوادث فوق الذکر هرچند که از نظر چگونگی اتفاق و نوع ماده شیمیایی با یکدیگر متفاوتند، اما در چند مورد اساسی اشتراک دارند که عبارت هستند از عدم کنترل آتش، انفجار و یا نشت مواد سمی و در نتیجه کشته و زخمی شدن افرادی در داخل و خارج از واحدهای فرایندی، ماندگار بودن اثرات ناشی از این حوادث و آلودگی محیط زیست.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

تکمیلی دانشکده تحصیلات

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

مهندسی شیمی- فرآیند

عنوان:

بررسی امکان بکارگیری فرآیندهای جداسازی غشایی به منظور کاهش اسیدیته نفت خام نوروز

چکیده:

با توجه به مضرات نفت های سنگین و اسیدی مانند ارزش اقتصادی پایین و خورندگی بالا در خطوط لوله، تجهیزات فرآیندی سرچاهی و پالایشگاه ها، اختلال در فرآیند جداسازی آب از نفت در نمک زداها و سیستم دفع آب صنعتی، بررسی بر روی روش های کاهش اسیدیته نفت برای پژوهش و توسعه صنعت نفت الزامی می باشد. از اینرو در این پایان نامه تحقیق بر روی منشا اسیدیته در نفت خام مانند نفت خام نوروز، روش های کاهش اسیدیته و پیشنهاد جهت بکارگیری فرآیند ترکیبی استخراج – غشاء جهت کاهش اسیدیته نفت خام انجام گرفته است.

طراحی فرآیند براساس دو مرحله فرآیندی مجزا می باشد. در اولین مرحله شبیه سازی استخراج با حلال توسط نرم افزار HYSYS3.2 برای نفت خام همراه با ترکیب اسیدی فرضی (ترکیبات نفت خام در شبیه سازی شبیه به ترکیبات نفت خام مخزن نوروز) که شامل انتخاب حلال موثر، معادله حالت و آنالیز نتایج می باشد. در مرحله دوم بازیابی حلال جهت زدودن نمک ها و ترکیبات هیدروکربنی از حلال توسط نرم افزار KMS ROPRO 7.0 با بکارگیری فرآیند جداسازی غشایی (اسمز معکوس) شبیه سازی شده است. لازم به ذکر است به خاطر محدودیت در وارد کردن تمامی ترکیبات موجود در فاز مایع استخراج شده به عنوان اطلاعات آنالیز یونی ورودی (خوراک غشاء)، اطلاعات خوراک ورودی به غشاء به گونه ای تعیین شده است که در برگیرنده اکثر هیدروکربن های موجود در فاز مایع استخراج شده (نتایج HYSYS 3.2)، حلال، ترکیب اسیدی فرضی و یون های معمول موجود در آب می باشد. در نهایت تمامی نتایج به دست آمده از هردو نرم افزار ادغام و مورد بررسی قرار گرفته تا نتیجه قابل قبولی حاصل گردد.

مقدمه:

در سال های اخیر میزان برداشت از میادین نفتی اسیدی در سراسر جهان روبه افزایش است. این در حالی است که با توجه به ارزش اقتصادی پایین نفت های اسیدی تکاپوی بسیاری در بین کشورهای نفت خیز جهت یافتن روشی جهت کاهش اسیدیته نفت خام صورت گرفته است.

از طرف دیگر کشورهای دارای تکنولوژی ساخت پالایشگاه ها از نفت های اسیدی به دلیل ارزش اقتصادی پایین استقبال به عمل می آورند که البته آنها نیز در جستجوی پیدا کردن روش هایی جهت پیشگیری از خوردگی ناشی از اسیدیته در تجهیزات فرآیندی همانند سپراتورها، مخازن، خطوط لوله و بویلرها و نمک زداها می باشند. هرکدام از این روش ها اعم از روش های کاهش اسیدیته نفت خام (مستقیم عملیاتی) و روش های پیشگیرانه (غیرمستقیم کنترلی) نیاز به بررسی مجزا و کامل جهت رسیدن به هدف مطلوب دارند.

از این رو در این پایان نامه سعی شده است با توجه به اینکه کشورمان از جمله کشورهای نفت خیز جهان می باشد و اقتصاد نفتی بر روی اقتصاد کشور تاثیر مستقیم می گذارد در ابتدا مشکلات مربوط به طور بنیادی مورد تحقیق قرار گرفته و سپس راهکارهای مختلف با توجه به شرایط بررسی و راهکارهایی جهت کاهش اسیدیته نفت خام پیشنهاد شود. پیشنهاد جهت بکارگیری فرآیند استخراج با حلال و بررسی امکان بکارگیری روش های جداسازی غشایی جهت بازیابی حلال در این پایان نامه مورد بحث قرار گرفته است که البته بررسی امکان به کارگیری فرآیندهای جداسازی غشایی به عنوان فرایند تکمیلی جهت کاهش اسیدیته نفت خام به عنوان موضوع پایان نامه مورد تاکید قرار گرفته است.

فصل اول

1- کلیات:

1-1) هدف

با توجه به مضرات نفت های سنگین و اسیدی اعم از ارزش اقتصادی پایین – خورندگی بالا (در خطوط لوله – تجهیزات فرآیندی سرچاهی – تجهیزات فرآیندی در پالایشگاه ها) – ایجاد اشکال در فرآیند جداسازی آب از نفت در نمکزداها و سیستم دفع آب زاید صنعتی به دلیل اسیدی بودن آن لزوم تحقیق در این مقوله در حال حاضر احساس می شود.

با ملاحظه مدارک موجود مشخص شده است که نفت استحصالی از میدان نوروز اسیدی می باشد و متاسفانه باعث به وجود آمدن مشکلاتی در فرآیندهای جداسازی و نمک زدایی گردیده است. با جستجو در مقالات تحقیقاتی و مطالعات صورت گرفته بر روی روشهای به کار برده شده جهت کاهش میزان اسیدیته نفت خام، امکان استفاده از فرآیندهای استخراج با حلال و جداسازی غشایی (بازیابی حلال) به کمک نرم افزار Hysys 3.2 در مرحله اول و همچنین KMS ROPRO 7.0 در مرحله دوم بررسی گردیده است. لازم به ذکر است در شبیه سازی صورت گرفته هدف اصلی به طور کلی بررسی امکان استخراج ترکیب اسید آلی محلول در نفت توسط حلال انتخابی و همچنین بازیابی آن به کمک فرآیندهای جداسازی غشایی (اسمز معکوس) می باشد. از اینرو مسلما نتایج به دست آمده به طور مستقیم قابل به کارگیری در مورد نفت خام نوروز نمی باشد و با لحاظ کردن نتایج آزمایشگاهی دقیق با اصلاحاتی قابل تامل خواهد بود.

2-1) پیشینه تحقیق

در زمینه کاهش اسیدیته نفت خام تحقیقات و فعالیت های مختلفی صورت گرفته است از قبیل:

– کاهش اسیدیته نفت خام با استفاده از راکتورهای کاتالیستی

– کاهش TAN با مخلوط کردن نفت خام اسیدی با نفت خام شیرین

– کاهش TAN با افزودن محلول قلیایی

متاسفانه تاکنون روش جامعی جهت نیل به این هدف به دست نیامده 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:

ارائه مدلی برای مدیریت HSE

چکیده:

تمایل تمام صنایع امروزه به سمتایمنی بیشتر ، بهداشت بهتر و صدمه رساندن کمتر به محیط زیست در چهارچوب نظام HSE می باشد. اما آنچه بعنوان مشکل روند را کند می کند مجموعه بسیار زیاد و گسترده از اسناد و مدارک می باشد که تصمیم گیریها را زمانبر، مقطعی
و دچار مشکل می کند.

در این پروژه سعی شده تا ابتدا اسناد و مدارکو فرمهای لازم برای مدیریت همزمان ایمنی، بهداشت، محیط زیست و کیفیت (IMS) تهیه شده و سپس در قالب برنامه نویسی visual basic و Access روندهای منطقی بین فرمها پدید آمده و با کمک سرعت بالای کامپیوتر و ذهن خلاق مدیر بهترین نتیجه را برای بهبود عملکرد واحد صنعتی در نظر گرفت.

مقدمه:

از اواسط قرن هفدهم که انسان در راه صنعتی شدن گام برداشت و منافع و رفاه خود را در پیشرفت صنعتی جستجو می نمود تا به امروز که حدود 350 سال میگذرد، میلیونها نفر جانشان دستخوش ناآشنایی و عدم تجربه و بی تفاوتی گردیده است و حقیقت تلخ آن است که هر تصادف و یا هر حادثه بارها تکرار شده است.

موضوعی که در کنار رشد صنعتی مورد توجه قرار گرفت مخاطرات و ریسکها می باشند که جزئی لاینفک از صنعت خصوصا صنایع شیمیایی میباشند. کنترل این خطرات و جلوگیری از وقوع حوادث سبب شد تا مهندسان، ایمن سازی را به عنوان جزئی از اصول مهندسی کار خود قرار دهند و بدین ترتیب ایمنی (safety) و طراحی واحدهای فرآیندی ایمن جزء دغدغه های فکری مهندسان گردید.

اهمیت ایمنی در صنعت از دو دیدگاه مطرح گردیده است.

1- حفاظت از جان افراد و کارمندان

2- جنبه های اقتصادی

بی شک در طول قرن های متمادی هیچ چیز برای انسان مهم تر از حفاظت جان نبوده است از این رو ساخت واحد فرآیندی به گونه ای که در حین انجام کار جان کسی به خطر نیفتد بدیهی می نمود. وقوع حوادثی همچون بوپال هند اهمیت این موضوع را یادآوری می نمود.

از سویی دیگر نصب سیستم های ایمنی و یا به عبارت بهتر، ساخت واحدهای فرآیندی ایمن همراه با تحلیل هزینه های اقتصادی بود، اما هزینه های اقتصادی ناشی از حوادث در کارخانه ها نشان داد که اینگونه هزینه ها نه تنها اضافی نبوده بلکه لازمند و سرمایه داران را بر آن داشت تا تعاملی را بین هزینه های اقتصادی و نصب سیستمهای ایمنی برقرار نمایند تا از هزینه های ناشی از وقوع حوادث در امان بمانند.

برای یک سازمان فقدان یک متخصص که سالها برای تربیت او سرمایه و وقت مصرف شده، زیان سنگینی به شمار می آید.

در سازمانهای تولیدی که اصول ایمنی و حفاظت فنی رعایت نمی شود، روحیه کارکنان نیز ضعیف و متزلزل است و حتی امکان دارد کارگر خوب و درجه اول از خدمت در چنین سازمان هایی امتناع بورزد. بنابراین اجرای تدابیر و برنامه هایی به منظور رعایت ایمنی و حفاظت فنی کارکنان، در درجه اول اهمیت، در راستای تامین و نگهداری نیروی انسانی قرار دارد.

ایمنی به مجموعه تدابیر، اصول و مقرراتی گفته می شود که با به کار گرفتن آنها بتوان نیروی انسانی و سرمایه را در مقابل خطرات مختلف و محتمل در محیط های صنعتی به نحو موثری حفظ و حراست کرد ویک محیط کاری بی خطر و سالم جهت افزایش کارایی کارکنان به وجود آورد.

دسته بندی خسارات بر اساس قابلیت سنجش آنها:

1- خسارات قابل سنجش- این خسارات شامل کلیه هزینه هایی می شود که باید برای جبران خسارت پرداخت گردد. مانند: هزینه های درمانی، هزینه تعمیرات، حقوق ایام بیماری و از کار افتادگی و مستمری بازماندگان و…

2- خسارات غیر قابل سنجش – این دسته، خساراتی هستند که آثار آنها غالبا در دراز مدت خلاصه می شود و به آسانی نمی توان مقدار آنها را از نظر کمی برآورد کرد. به عنوان مثال ناراحتی ها و تالمات روحی فرد حادثه دیده و سایر کارگران همجوار محل حادثه و همچنین زیان از دست دادن نیروی انسانی ماهر و کار آزموده از جمله این خسارات به حساب می آیند. با توجه به بررسی های بعمل آمده در اکثر
کشور های صنعتی مشخص شده است که هزینه های غیر مستقیم هر حادثه حداقل چهار برابر هزینه های مستقیم است که حتی این رقم در کشور های مختلف فرق می کند (مثلا در استرالیا در حدود 12 برابر)… با عنایت به افزایش هزینه های ناشی از کار در ایران و عنایت به سیر صعودی غیر منطقی آن، چنین به نظر می رسد که تولید در کشور ما به لحاظ ضایعات نیروی انسانی ناشی از کار، از هزینه بسیار بالایی برخوردار است. همان طوری که مشاهده می شود (جدول 1) در حالی که در دهه 1360 تعداد بیمه 4 برابر شده است بدین معنا که سرعت افزایش هزینه مستمری 2/5 برابر شده است که شتاب آن نزدیک سه برابر شتاب افزایش تعداد بیمه شدگان است. و همه این ارقام که فقط شامل هزینه های مستقیم می باشند. لزوم توجه بیشتر به مقوله ایمنی و پیش گیری از حوادث ناشی از کار را آشکار می سازد.

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 – فرآیند

عنوان:

شبیه سازی راکتور پیرولیز پروپان به روش CFD

چکیده

تبدیل هیدروکربن های اشباع پارافینی به هیدروکربن های غیر اشباع آلیفاتیکی و آروماتیکی از جمله مهمترین فرآیندهای پتروشیمی محسوب میشود. در این پروژه فرآیند شکست حرارتی (پیرولیز) پروپان در یک راکتور صنعتی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) شبیه سازی شده است. مدل مورد استفاده در این پروژه شامل یک راکتور لوله ای به طول 95 متر میباشد. مدل سینتیکی استفاده شده، مدل مولکولی شامل ده واکنش شکست به همراه واکنش تشکیل کک میباشد. فلاکس حرارتی با یک پروفایل ثابت به دیواره های راکتور وارد میگردد. افزایش دمای دیواره ها سبب داغ شدن مخلوط گازی شده و واکنش های پیرولیزرا سبب میشود. نتایج حاصل از شبیه سازی سه بعدی مدل نشان داد که تعدادی از ترکیبات حاصل از پیرولیز دارای غلظت ماکزیمم در طول راکتور هستند که نشان دهنده شرکت نمودن این ترکیبات در واکنشهای ثانویه میباشد. پیش بینی محل وقوع واکنشها در هر نقطه از راکتور از جمله مزایای استفاده از این روش میباشد. در این شبیه سازی مقادیر پروفایل دما، فشار، غلظت ترکیبات حاصل از پیرولیز و کک تشکیل شده در طول راکتور قابل مقایسه با نتایج تجربی است. پروفایل دمایی در جهت شعاعی در مقاطع مختلف از طول راکتور نیز بررسی گردیده است.

مقدمه:

پیشرفت روز افزون بشر در زمینه کامپیوتر ها و توان بالای محاسباتی آنها بر سرعت تحقیقات افزوده و از این طریق کمک بزرگی به توسعه علم وتکنولوژی نموده است. صنایع شیمیایی نیز از این ره آورد قرن بیست و یکم بی نصیب نمانده اند بطوریکه امروزه، استفاده از کامپیوترها جزئی لاینفک از هرگونه برنامه تحقیقاتی در زمینه طراحی فرایندها و واحدهای صنعتی بشمار می رود. در حقیقت در سالهای اخیر طراحی واحدهای صنعتی با استفاده از مدل سازی و شبیه سازی واحدهای صنعتی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این روش محققین را قادر ساخته تا در کمترین مدت و بدون صرف هزینه های هنگفت یک واحد صنعتی ر ا طراحی نمایند و اثرات تغییرات پارامترهای مختلف برروی سیستم را مطالعه نموده و با توجه به شرایط موجود، بهترین طراحی را در کوتاه ترین زمان ارائه دهند. بطور مثال با مدل سازی و شبیه سازی یک راکتور، میتوان اثرات تغییر نوع و میزان خوراک ورودی، فشار، درجه حرارت و… را بر روی توزیع محصولات خروجی، براحتی و در کوتاهترین زمان ممکن مشاهده نموده و با توجه به نیاز بیشتر به محصولی خاص، این پارامترها را تغییر داده و بهترین شرایط را برای رسیدن به هدف مشخص نمو د .موردی که مادر اینجا به بررسی آن می پردازیم پیرو لیز یا شکست حرارتی (Thermal Cracking) پروپان می باشد؛ این فرایند منجر به تولید اولفین ها و دی اولفین ها و تا حدی آروماتیک ها می گردد که همگی از مواد پایه و مهم درصنایع پتروشیمی بشمار می روند.

برای شبیه سازی یک راکتور شکست حرارتی، لازم است ابتدا مدل سینتیکی مناسبی که مکانیزم واکنش های شکست حرارتی را مشخص میکند، در نظر گرفته شود. مدلی که در اینجا مورد استفاده قرار گرفته، مدل مولکولی است که توسط (Sundaram (1976 و Froment و بر اساس تحقیقات انجام شده بر روی یک واحد نیمه صنعتی شکست حرارتی، ارائه شده و نتایح حاصل از بکارگیری آ ن با نتایج صنعتی بخوبی مطابقت داشته است. در مرحله دوم، بکمک مدل سینتیکی مورد نظر ، بر روی ترکیبات موجود در راکتور، موازنه جرم نوشته می شود و سپس با توجه به مشخصات حرارتی سیستم و مشخصات ساختمانی راکتور و خصوصیات سیال، موازنه حرارتی و موازنه مومنتم انجام میشود . نهایتا با شبیه سازی مدل ساخته شده و اعمال شرایط مرزی مناسب توسط نرم افزار Fluent 6.2، ترکیب درصد هر یک از اجزاء موجود در مخلوط گازی درون راکتور، فشار، درجه حرارت و میزان تبدیل در هر نقطه از طول راکتور مشخص میشود.

فصل اول

1-1- صنعت پتروشیمی:

پتروشیمی امروزه به صنایع بزرگی اطلاق میشود که مواد اولیه آ ن از نفت و گاز طبیعی بدست آمده و محصولات آن در کلیه شئونات زندگی بشر مصرف دارند.

درحقیقت، پتروشیمی صنعتی است وابسته به نفت که از مواد نفتی محصولات غیر نفتی تولید میکند این صنعت درحدود هفتاد سال قبل ، با تهیه الکل ای زوپروپیل (ایزوپروپانول) از پروپیل آغاز شد و سی سال پیش از آن بود که اولین دوره پتروشیمی در یکی از دانشگاه های امریکا در ایالات تگزاس برگزار شد.

صنعت پتروشیمی به دلیل عوامل زیر، از رشد چشمگیری در این مدت ک وتاه برخوردار بوده است:

1) وفور و ارزانی مواد اولیه

2) ارزش افزوده محصولات پتروشیمی

ارزش افزوده فرآورده های نهایی نزدیک به ده تا پانزده بر ابر ارزش مواد اولیه آن می باشد. بررسی های به عمل آمده نشان میدهد که در حال حاضر از کل هیدرو کربن های تولیدی در جه ان فقط 5% بعنوان مواد اولیه در صنایع پتروشیمی به مصرف می رسد. ولی ارزش فراورده های ساخته شده از این 5% در حدود دو برابر ارزش محصولات نفتی است که از بقیه 95% هیدروکربن های تولیدی به فروش می رسد.

3) تنوع فراورده های پتروشیمی و اهمیت آنها در رابطه با زندگی بشر

4) امکان جایگزینی فراورده های پتروشیمی با فراورده های طبیعی در ابعاد مختلف

5) تنوع روش ها و طرق ساخت یک محصول پتروشیمی با استفاده از مواد اولیه متفاوت

6) امکان تولید زیاد و سریع محصولات پتروشیمی

7) بهبود در سایر تکنولوژی ها در رابطه با مصرف محصولات پتروشیمی

در حقیقت گسترش صنایع پتروشیمی اثرات چشمگیر و پر اهمیتی در پیشرفت اقتصادی و توسعه صنایع و بالا بردن سطح تکنولوژی در جهان داشته است. مجموعه عوامل فوق سبب شده تا امروزه، تولید فراورده های پتروشیمی بعنوان یک صنعت مهم در کشورهای توسعه یافته صنعتی و یک آرمان و هدف برای کشورهای در حال توسعه مطرح باشد، علی الخصوص کشورهای خاورمیانه که از منابع غنی نفت و گاز برخوردارند.

در حال حاضر، آمریکا بزرگترین تولید کننده محصولات پتروشیمی در جهان است این صنعت در آمریکا بعد از جنگ بین المللی دوم با سرعت چشمگیری توسعه پیدا کرد بطوریکه از سال 1980 تقریباً نیمی از ارزش تولیدات آن را گروه صنایع شیمیایی تشکیل می داد که از این گروه هم حدود 90% آن مربوط به ارزش محصولات پتروشیمی است. بعد از امریکا ژاپن از نظر تولید محصولات پتروشیمیایی در مقام دوم جهان قر ار دارد. قسمت اعظم صنایع پتروشیمی ژاپن از سال 1957 به بعد پایه ریزی شد، اما رشد این صنایع آنقدر سریع و چشمگیر بود که ژاپن را در مدت نسبتاً کمی به مقام دوم تولید کننده در جهان ارتقاء داده است.

در کشورهای اروپای غربی هم قسمت اعظمی از تولیدات صنعتی مربوط به صنایع پتروشیمی است. بیشتر مواد پتروشیمی در اروپا و بویژه آلمان حتی قبل از اینکه در سایر نقاط جهان شناخته شوند، تهیه می گردید. با توجه به حجم و ارزش تولیدات این کشور نیز در رده سوم قرار میگیرد.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – مهندسی محیط زیست

عنوان:

بررسی روش های بیولوژیکی برای حذف آلاینده ها (Bioremediation)

چکیده:

در حال حاضر، روش های تصفیه چه در فاز گاز (هوا)، چه در فاز مایع (آب) و چه در فاز جامد (خاک) شامل سه دسته اصلی می شود که می توانند به صورت منفرد و یا ترکیبی مورد استفاده قرار گیرند:

1- روش های شیمیایی

2- روش های فیزیکی

3- روش های بیولوژیکی

روش های شیمیایی در برخی موارد می توانند بسیار پرهزینه باشند و یا مواد جانبی خطرناک تولید کنند و اگر با آلاینده خطرناکی روبرو باشیم که غلظت مجاز آن در حد ppm یا ppb باشد در این صورت وضعیت از این هم وخیم تر می شود زیرا علاوه بر هزینه بسیار، کندی سرعت واکنش، لزوم ساخت راکتورهای دارای ویژگی های خاص و امکان باقی ماندن ماده شیمیایی مورد استفاده در فرایند که خود می تواند خطرناک باشد نیز مزید بر علت می شود. هرچه اندازه ذرات آلاینده کوچکتر می شود هزینه لازم برای حذف فیزیکی آن نیز بیشتر می شود. روش های فیزیکی اغلب قادر نیستند تا آلاینده های با اندازه های بسیار ریز را از محیط خارج کنند. روش های بیولوژیکی اگرچه روش هایی بسیار ارزان هستند و به همین علت با اقبال بسیاری روبرو شده اند اما این روش ها قادر نیستند هر نوع آلاینده ای را حذف کنند و یا با سرعت مطلوب و راندمان مورد نظر این کار را انجام دهند، علاوه بر این ها، بازدهی این فرایندها به شدت وابسته به شرایط محیطی و آب و هوایی است و کنترل شرایط برای آنها گاهی بسیار مشکل می باشد.

فصل اول: آلودگی آب

1-1- مقدمه

آلودگی آب مشکل بزرگی است. به طوری که نتایج پژوهش پیرامون آن از صدها بلکه هزاران مقاله، مجله و کتاب تجاوز می کند. این آلودگی توسط پساب های کارخانجات، باران های اسیدی، شوینده ها، پساب های آبهای کشاورزی و غیره انجام می گیرد. آب مورد استفاده باید عاری از هرگونه آلودگی باشد. آب مناسب جهت مصرف انسان ها آب آشامیدنی نامیده می شود. آبی که مناسب آشامیدن نباشد توسط روش های مختلف مانند فیلتراسیون یا تقطیر و ضدعفونی کردن می تواند قابل آشامیدن شود. آب نامناسب جهت شرب ولی بی ضرر معمولا می تواند به مصارفی نظیر استحمام برسد. چنین آبی “Safe Water” نامیده می شود.

در دسترس بودن آب آشامیدنی در حال حاضر یکی از بزرگترین چالش های اجتماعی و اقتصادی در بسیاری از نقاط جهان است. امروزه حدود 1 میلیارد نفر در سراسر دنیا به آب سالم قابل آشامیدن دسترسی ندارند. حدود 5 میلیون مرگ در سال به دلیل مصرف آب آلوده در جهان اتفاق می افتد.

بنابه گزارش سازمان بهداشت جهانی، دسترسی به آب سالم می تواند از 1.4 میلیوم مرگ کودکان در هر سال جلوگیری کند. در کشورهای در حال توسعه 90% فاضلاب ها بدون هیچ گونه تصفیه وارد رودخانه ها و آب های سطحی می گردد و منابع آبی پیوسته آلوده تر می گردند. هیچ کس منکر این واقعیت نیست که آب مایه حیات انسان هاست. به همین علت هم حفظ منابع آبی و حفاظت آنها از آلودگی از درجه اهمیت زیادی در چرخه طبیعی زندگی ما برخوردار است.

2-1- تاریخچه

در نوامبر سال 1986 بر اثر ریزش موادی شامل جیوه و انواع مواد آلی سمی مانند آفت کشها در رودخانه راین، تمام آبزیان از شهر بل سوئس تا ساحل هلند کشته شدند. در سال های اخیر با غرق شدن تانکر های بزرگ نفتی اقیانوس پیما یا به گل نشستن آنها آسیب هایی به حیات دریایی وارد آمد. در سال 1983 بر اثر 11000 واقعه آلوده کننده در حدود 120 میلیون لیتر مواد آلوده کننده در آبهای ایالت متحده تخلیه شده است.

3-1- تعریف آلودگی آب

در سال 1969 برای آلودگی آب تعریفی ارائه داد: آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدار هر معرف اعم از شیمیایی، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه اش شود.

آب یکی از مهمترین و بنیادی ترین عامل حیات موجودات زنده است از این نظر جلوگیری از آلودگی آب نیز به همان نسبت مهم و مورد توجه می باشد عوامل آلوده کننده آب بسیار گوناگون اند و می توانند هم منابع آب های زیرزمینی و هم آب های سطحی را آلوده کنند. آب، تصفیه آن و جلوگیری از آلودگی و به هدر رفتن آن از مسائل بسیار مهم زمان ما به حساب می آید. آلودگی آب ها، معضل بزرگ زیست محیطی محسوب می شود که به علت پیشرفت صنایع و تکنولوژی، هر روزه با پیشرفت روزافزون آن مواجهیم.

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 انتقال جرم درون قطرات و ارائه یک مدل جدید

چکیده

استخراج مایع – مایع اخیراً به عنوان یکی از مهمترین روشهای جداسازی در صنایع مورد استفاده فراوانی دارد.

یکی از مهمترین مباحث در استخراج مایع – مایع انتقال جرم از فاز پراکنده می باشد مدلهای مختلفی برای بیان ضریب انتقال جرم به قطره و یا از قطره ارائه شده اند و بهترین مدلی که تاکنون نتایج خوبی در مقایسه با داده های تجربی داشته است مدل هندلوس – بارون می باشد. ولی این مدل نیز دارای فرضیات دور از واقعیتی است و محققین دیگری مدلهای جدیدی ارائه کرده اند.

در این پروژه مدل ارائه شده توسط Henschke & Pfennig مورد بررسی قرار گرفته است و تصحیحی بر این مدل جهت کابرد آن در برج RDC ارائه شده است.

نتایج نشان می دهد اختلاف تعداد مراحل تئوری و تجربی در مدل Pfennig & Henschke زیاد است که دال بر دقت کم آن است. بر خلاف مدلPfennig & Henschke مدل اصلاح شده آن پیش بینی بسیار خوبی برای تعداد مراحل انتقال دارد. مقایسه پیش بینی مدل Pfennig & Henschke و اصلاح شده آن بیانگر اینست که مدل Pfennig & Henschke ضرائب انتقال جرم داخل قطره را کمتر از مقادیر واقعی آنها پیش بینی می کند.

مقدمه

بحران انرژی موجود در جهان، منجر به تحقیقات وسیعی در مورد استفاده از روشهای جداسازی قابل رقابت با فرآیند تقطیر (که باعث مصرف مقدار زیادی انرژی می گردد) شده است. بدین لحاظ استخراج مایع – مایع، اکنون به عنوان یک فرآیند جداسازی مهم در آمده است، که موارد استفاده از آن در صنایع پتروشیمی و هسته ای و حتی ساخت آنتی بیوتیک ها گسترش یافته است.

استخراج مایع – مایع یکی ازعملیات واحد صنعتی مهم است که برای آن انواع تجهیزات طراحی شده اند مانند: همزننده ته نشین کننده ها (Mixer – settlers،) ستون های آکنده(packed column)، ستون های همزده (agitated column)، ستون های پاشنده (spray column)، ستونهای سینی دار (perforated tray column) و غیره. در کلیه این تجهیزات انتقال جرم از طریق پراکندن یک فاز مایع در دیگری انجام می گیرد که مایع اول «فاز پراکنده یا فاز قطره» و مایع دوم «فاز پیوسته» نامیده می شود.

عوامل اصلی که طراحی چنین تجهیزاتی را تحت تأثیر قرار می دهند مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته و با رشد استفاده از این تجهیزات، نیاز به روشهای طراحی واقعی تر و دقیق تر، احساس می شود. روشهای تجربی طراحی که در سالیان گذشته مورد استفاده قرار می گرفتند، بتدریج توسط روشهای علمی جایگزین شدند که در آن تخمین ستونهای انتقال جرم و ظرفیت تجهیزات از معادلات بنیادی و اطلاعات کاربردی موجود درمراجع انجام می پذیرد، زیرا بدست آوردن داده های تجربی در پایلوت پلنت ها (pilot plants) پرهزینه و استفاده از آنها در مرحله بزرگنمایی (scale up) نامطمئن است.

شدت انتقال در هر فرآیند انتقالی به سه عامل بستگی دارد: سطح تماس، نیروی محرکه و ضریب انتقال. گاهی تعیین این عوامل به سهولت انجام می پذیرد، نظیر انتقال حرارت، ولی در محاسبه شدت انتقال جرم روابط ساده ای جهت تعیین این عوامل وجود ندارد، زیرا این شدت نه تنها به نفوذ بلکه به روابط هیدرودینامیکی مربوط است. تعیین ضرایب کلی انتقال جرم جهت طراحی تجهیزات استخراج نیاز به اطلاعاتی در مورد ضرایب انتقال جرم فازهای پراکنده و پیوسته دارد. در چند دهه اخیر، در این زمینه تحقیقات تجربی و تئوری بسیاری صورت پذیرفته است. ولی پیش بینی ضرایب انتقال جرم قطرات در دستگاههای استخراج هنوز با عدم اطمینان مواجه است، دلیل این نیز وجود ضمائم داخلی دستگاه نظیر بفل ها (baffles)، آکنه ها یا سیستم همزن است. این ضمائم موجب به هم پیوستن و یا شکستن قطرات شده و یا ایجاد حرکت چرخشی و نامنظم داخل سیستم می کند. حتی در غیاب چنین عوامل پیچیده ای، در حال حاضر فقط می توان حدود تقریبی بالا و پایین ضرائب انتقال جرم را پیش بینی نمود که اختلاف این دو مقدار با یکدیگر حتی ممکن است تا حدود 10 برابر باشد.

به منظور پرهیز از مشکلات برهم کنش قطرات، در بسیاری از مطالعات بنیادی انتقال جرم، سعی شده است که شکل ساده هیدرودینامیکی را به کار برده و با استفاده از تجهیزات آزمایشگاهی متغیرهای اصلی کنترل کننده را مشخص نمایند و به همین علت از سیستم های با قطرات منفرد استفاده می شود.

به نظر می رسد که موضوع انتقال جرم در مورد قطرات با شکل تقریباً کروی و فاقد نوسان و آشفتگی های سطحی کاملاً درک شده باشد ولی بطور کلی فرآیند انتقال جرم در مورد یک قطره در حال حرکت به عنو ان پدیده ای پیچیده شناخته شده و علت آن وجود عواملی  نظیر جدایی لایه مرزی، تشکیل و جدایی چرخانه ها و انتقال جرم واقع شده در آنها، چرخش داخلی قطرات از حالت چرخش کاملاً توسعه یافته تا حالت بدون چرخش می باشد. علاوه بر همه این عوامل، مشکلات ناشی از اثر ات سطحی نظیر نوسانات میکروماکرو در سطح قطره و ناپایداری آنها به علت حرکت جابجایی و نیز حضور عوامل فعال سطحی (surface active agents) که باعث تغییرات عمده ای در انتقال جرم قطره می شوند را می توان افزود.

در فرآیند انتقال جرم یک قطره، حداقل سه مرحله مهم وجود دارند که عبارتند از:

1- مرحله تشکیل قطره در فاز پیوسته.

2- مرحله صعود یا سقوط آزاد قطره از میان فاز پیوسته.

3- مرحله پیوند قطرات در انتهای مرحله صعود یا سقوط آزاد.

هر یک از مراحل فوق در تجهیزات استخراج خاصی حائز اهمیت می باشند به عنوان مثال مرحله دوم در ستونهای پاشنده از سایر مراحل مهمتر است و در یک ستون سینی دار مراحل اول و سوم نسبت به مرحله دوم از اهمیت بیشتری برخوردارند. به منظور ساده سازی مسئله، عموما تلاش می کنند که انتقال جرم صعود یا سقوط آزاد را از اثرات مرزی دو مرحله دیگر تفکیک نمایند.

از آنجا که سطح انتقال جرم و ضریب آن در فرایند انتقال جرم به شدت وابسته به اندازه قطره می باشد، در این تحقیق ضمن مطالعه مراحل مختلف انتقال جرم درون قطره و بررسی چند مدل جدید، پیش بینی مدلهای Handlos&Baron و Pfennig&Henschke بررسی خواهد شد و با توجه به نتایج کسب شده در ارتباط با غیر واقعی بودن مدل Handlos & Baron و کم بودن دقت مدل Pfennig & Henschke، مدل جدیدی بر اساس تصحیح مدل Pfennig & Henschke ارائه شده و نتایج آن با نتایج تجربی مقایسه خواهند شد.

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- فرایند

عنوان:

مدلسازی جداسازی غشایی LPG از جریان های گازی با استفاده از شبکه عصبی

چکیده:

این مستند گزارش پایان نامه با عنوان جداسازی LPG از جریانات گازی توسط فرایندهای غشایی و مدلسازی ریاضی آن می باشد. گزارش تهیه شده شامل نه فصل است. در فصل اول کلیات تحقیق توضیح داده شده است فصل دوم به معرفی LPG و کاربردهای آن اختصاص شده است. در فصل سوم توضیحاتی در مورد انواع غشاهای موجود، کاربردهای جداسازی غشایی گاز و انواع فرآیندهای غشایی در جداسازی گازها که دفع هیدرو کربن های سنگین توسط غشاء یکی از آنهاست، داده شده است. مکانیسم های انتقال گاز در غشاء و مدلهای تشریح کننده آن در فصل چهارم مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل پنجم کلیه غشاهای پلیمری که برای جداسازی LPG از جریان گازی مورد استفاده قرار گرفته است، بررسی گردیده و غشای مناسب انتخاب شده است.

در ادامه در فصل ششم شبکه های عصبی به عنوان ابزاری توانمند به منظور سیستمهای پیچیده معرفی می گردند و مدل شبکه عصبی طراحی شده به منظور مدلسازی رفتار غشا به طورکامل شرح داده می شود. فصل هفتم این گزارش مربوط به معرفی الگوریتم بهینه سازی PSO می باشد که در فصل هشتم به منظور تعیین پارامترهای مدل ریاضی به کار گرفته شده است. در فصل هشتم مدلهای مختلف ریاضی توصیف کننده رفتار غشاء بررسی شده اند و مناسب ترین مدل به منظور تعیین رفتار سیستم مورد بحث ارائه گشته است. در نهایت در فصل نهم به طور مختصر نتیجه گیری و پیشنهادات ارائه گردیده اند.

مقدمه:

امروزه به دلیل افزایش مصرف انرژی و ازدیاد قیمت روز افزون سوخت و فرآورده های نفتی، LPG به عنوان یکی از محصولات با ارزش نفت و گاز مورد توجه قرار گرفته است بسیاری از جریانات گازی در پالایشگاه ها و واحدهای بهره برداری حاوی مقادیر بالایی از LPG می باشند که بسیاری از آنها بدون استفاده سوزانده می شوند یکی از دلایل این امر نیاز به فرآیند نسبتاً پیچیده به منظور LPG از جریان گازی، با روشهای سنتی می باشد. با وجود تکنولوژی غشائی به عنوان یک عملیات جداسازی بسیاری کارآمد با حجم و ابعاد کم و قابلیت انعطاف بالا، می توان از هدر رفت مقادیر بالایی از LPG جلوگیری کرد و در واحدهایی که از روشهای صنعتی استفاده می کنند راندمان جداسازی را بسیار بالا برد و میزان بازیافت را تا 99 % رساند. لذا شناخت و بررسی تکنولوژی جداسازی به منظور جداسازی LPG از جریانهای گازی می تواند یکی از زمینه های تحقیقاتی و عملی بسیار راه گشا به منظور بالا بردن ارزش افزوده در واحدهای نفت و گاز و جلوگیری از هدر رفت منابع طبیعی مورد توجه قرار گیرد. لذا در این گزارش سعی بر معرفی و بررسی مقدماتی این متد می باشد.

فصل اول: کلیات

1-1- هدف

با توجه به اهمیت و امتیازات فرایندهای جداسازی غشایی هدف از تحقیق حاضر این است که پس از معرفی و فرایندهای جداسازی توسط غشاء و شناخت کاربردها و امتیازات آن در صنعت، مکانیزم جداسازی گاز در در غشاها بررسی شود و به طور خاص رفتار غشاهای پلیمری در جداسازی گاز تشریح شود سپس غشاء مناسب جهت جداسازی LPG از جریانات گازی با توجه به پارامترهای موثر انتخاب گردد. پس از شناسایی پارامترهای موثر و تعیین غشاء مناسب جهت جداسازی LPG در این گزارش، مبنایی برای مدلسازی و پیش بینی رفتار غشاء مورد نظر در جداسازی LPG تعیین خواهد شد. سپس ابتدا با استفاده از شبکه های عصبی رفتار سیسنم مدلسازی خواهد شد ودر ادامه یک مدل ریاضی مناسب جهت مدلسازی سیستم مورد بحث ارائه می گردد.

2-1- پیشینه تحقیق

جداسازی LPG توسط فرایند غشایی یک یاز روشهای نوین جداسازی LPG در سطح جهان می باشد و تحقیقاتی توسط مراکز مختلف به منظور تعیین جنس غشاء و بررسی عملکرد آن در این زمینه در حال انجام است ولی در کشور ما جداسازی LPG از جریانات گازی کاملا جدید می باشد و تنها تا کنون مطالعاتی توسط تیم تحقیقاتی آقای پرفسور محمدی در این خصوص انجام پذیرفته است که این تحقیق تلاشی در ادامه کارهای تیم تحقیقاتی ایشان می باشد. و تمامی داده های آزمایشگاهی استفاده شده در این تحقیق به منظور مدلسازی، توسط تیم تحقیقاتی ایشان از Setup ساخته شده در مرکز تحقیقات جداسازی دانشگاه علم و صنعت ایران گرد آوری شده است.

3-1- روش کار و تحقیق

در این گزارش با استفاده از منابع اطلاعاتی از قبیل کتابهای موجود در پایگاه های داخلی و خارجی در زمینه فرایندهای غشایی انواع متدوال فرایندهای غشایی به طور مختصر معرفی و بررسی خواهد شد سپس مکانیزمهای جداسازی گاز و مدلهای تشریح کننده آن با استفاده از منابع اطلاعاتی به روز مانند مقالات در زمینه جداسازی غشایی که با آخرین تغییرات هماهنگ باشند مورد بحث قرار خواهد گرفت. سپس با توجه به پارامترهای موثر در جداسازی و خواص هر کدام از غشاهای مورد استفاده در این زمینه بهترین نوع غشاء به منظور جداسازی LPG معرفی خواهد شد.

در ادامه Setup آزمایشگاهی که در آزمایشگاه تحقیقاتی غشاء دانشگاه علم و صنعت ایران تحت نظارت و راهنمایی جناب آقای دکتر محمدی به منظور انجام آزمایشات بر روی غشاء مذکور ساخته شده است تشریح می گردد. با استفاده از داده های حاصل از این مدل آزمایشگاهی یک مدل ریاضی مناسب جهت پیش بینی و مدلسازی عملکرد این غشاء ارائه گردیده است که در این گزارش به طور کامل بررسی می گردد و با مدل های معمول گذشته مقایسه می شود. علاوه بر این با استفاده از شبکه های عصبی سیستم مذکور مدل شده است که نتایج آن به منظور مقایسه با مدل ریاضی ارائه می گردد.

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

مهندسی شیمی – طراحی فرایندهای صنعت نفت

عنوان:

بهینه سازی و طرح فرایند پوشش خودرویی هوشمند با قابلیت خود ترمیمی بعد از تاثیر عوامل ساینده، با بکارگیری فرمولاسیون های مختلف از پلیمر پلی اورتان

چکیده:

برای فرمولاسیون پلی اورتان به منظور حاصل شدن خاصیت خودترمیمی، دو نوع ایزوسیانات با نام های تجاری و Desmodur Z4470 و Desmodur N3800 و سه نوع پلی اول با نام های تجاری Desmophen 670BA و Desmophen 1800 و Desmophen A665 در حضور اتیلن گلیکول به عنوان بسط دهنده زنجیر و در شرایط معین تشکیل پلیمر دادند. پلیمرهای به دست آمده به عنوان روکش خودرو (لایه شفاف) به کار رفته اند و کیفیت آنها از نظر میزان سختی، براقیت و حفظ براقیت و… مورد ارزیابی قرار گرفته است. بررسی نتایج نشان داد که چنانچه از مخلوط ایزوسیانات های Desmodur N3800 با نسبت های 50:50 و پلی اول Desmophen A665 به منظور تشکیل پوشش پلیمری در شرایط معین که بهینه شده است استفاده شود. مناسب ترین پوشش پلیمری از نقطه نظر میزان سختی و خود ترمیمی به دست می آید.

مقدمه:

پلی اورتان ها در ابتدا به وسیله گروه بایر در آلمان سنتز شده اند و اکنون نزدیک به 70 سال است که عمدتا به صورت الاستومرها و فوم ها شناخته شده اند. اولین پلی اورتان با نام پرلون یو در سال 1937 و از واکنش 1 و 6 – دی ایزوسیاناتوهگزان و 1 و 4- بوتان دیول به دست آمده است. محصولات پلی اورتان بعد از سال 1940 به بازار عرضه شده اند. تفاوت عمده پلی اورتان نسبت به سایر پلیمرهای الاستومری دانسیته پایین آن می باشد. پلاستیک های پلی اورتان امروزه در گروه مواد بسیار مهم قابل کاربرد در حوزه های مختلف مهندسی می باشد. در میان پلیمرهای پرکاربرد، این پلیمر رتبه پنجم را بعد از پلیمرهای پلی اولیفین ها، PVC، پلی استایرن و پلاستیک های دی انی دارد.

کاربرد بسیار بالای این پلیمر از این حقیقت ناشی می شود که خواص آن می تواند با انتخاب نوع مواد خام، کاتالیست و ترکیبات کمکی و روش های تولید مختلف و یا با بکارگیری روش های مختلف برای فرایند کردن بیشتر و یا شکل دادن نهایی آن، به طور گسترده اصلاح شود. محصول به دست آمده از ساختار میکروفازی مشخص آن که از قسمت زنجیری سخت و قسمت زنجیری ارتجاعی تشکیل شده است باعث قابلیت ارتجاعی بالای این پلیمر به همراه قدرت مکانیکی بالا و مقاومت سایشی قابل توجهی می شود. هیچ پلیمر دیگری را نمی توان یافت که همه این خصوصیات را یکجا داشته باشد. پلی اورتان ها می تواند هم به صورت پلاستومرهای سخت و هم الاستومرهای ارتجاعی با ساختار فشرده یا فومی شکل باشد. دو فاکتور بازدارنده در بکارگیری پلی اورتان وجود دارد: پایداری محدود آن در دمای بالاتر از 90 درجه سانتی گراد و قابلیت اشتعال آن.

پلی اورتان ها به فرم های پلاستیک های فومی شکل، الاستومرهای ساختاری و الاستومرهای پوششی و مواد شبه چرم قابل عرضه هستند. الاستومرهای پلی اورتان ارتجاعی به عنوان مواد اصلی در ساخت مبلمان و صنعت خودرو مورد استفاده قرار گرفته است. از طرف دیگر فرم های سخت این پلیمر می تواند به عنوان جزء سبک وزن با پایداری ساختاری زیاد و عایق فوق العاده دمایی و شنوایی به کار رود.

الاستومرهای ترموپلاستیکی پلی اورتان (PUT) نیز گونه ای هستند که مورد استفاده زیاد قرار می گیرند. با تغییر نحوه قرارگیری گروه های آلوفانی، این ترکیبات می توانند به صورت ترموپلاستیک های انتخابی درآیند.

تلاش های جدید در تولید پلی اورتان ها تولید یونومرهای زیست تخریب پذیر می باشد. این گروه به عنوان ذخیره کننده غذایی برای محلول های آبکی که نیازی به امولوسیون کننده ندارند به کار می روند. ترکیب امولوسیون های یونومرهای پلی اورتان و امولوسیون های دیگر پلیمرها نظیر پلی وینیل الکل ها یا پلی وینیل استات ها، محصول شبکه های پلیمری رسوخ پذیر را می دهد که به اختصار Semi-IPNs نامیده می شوند، که چسبندگی بسیار خوبی روی سطوح فلزی و سرامیکی خواهند داشت و همچنین مقاومت بهبود یافته در برابر آب خواهند داشت.

ترکیب منحصر به فرد خواص فیزیکی، پایداری هیدرولیتیکی همراه با جذب بسیار پایین پروتئین ها و چسبندگی عالی روی سطح، بعضی کاربردهای دارویی را برای این پلیمر فراهم می کند، به ویژه وقتی با سیالات بیولوژیکی نظیر خون و پلاسما سروکار داشته باشیم.

پلی اورتان ها عموما نمایش سودمندی از ترکیبات را دارند: کاربرد و فرایند کردن آسان، مقاومت عالی در برابر آب و شرایط اتمسفری، حلال های آلی، اسیدهای رقیق شده و قلیاها و مقاومت در برابر واکنشگرهای اکسیداسیون نوری در حالت پلیمر غیر آروماتیکی، باعث به کارگیری روزافزون آن شده است.

سودمندی های فوق پلی اورتان را جزء دسته پلاستیک های پلیمری آلی مدرن قرار می دهد و علاقمندی های قابل توجهی در مهندسی مواد ایجاد می کند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.