دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی

عنوان:

طراحی و شبیه سازی مخلوط کن های استاتیکی و تدوین الگوریتم به کارگیری آنها در مبدل های حرارتی

چکیده

مبدل های پوسته لوله ای پرکاربرد ترین نوع مبدل ها در صنایع می باشند. این مبدل ها اگرچه دارای معایب و اشکالاتی هستند اما به دلیل مزایایی که فراهم می کنند همچنان در بسیاری از شرایط انتخاب اول می باشند. لذا با توجه به وسعت کاربرد این مبدل ها محققین تلاش های فراوانی در جهت توسعه کارایی آنها انجام داده اند. در این رابطه از حدود دهه 60 میلادی تاکنون مطالعات و تحقیقات فراوانی به منظور پیدا کردن تکنیک هایی برای بالا بردن راندمان حرارتی و برطرف کردن مشکلاتی نظیر جرم گرفتگی و… انجام شده است.

در این تحقیق برای بالا بردن راندمان حرارتی درون لوله های مبدل از نصب مخلوط کن های استاتیکی بهره گرفته ایم و با جمع آوری معادلات عملکرد حرارتی و هیدرولیکی برخی از محققین و مقایسه آنها با نتایج تجربی، رابطه ارائه شده توسط Ishikawa-Kamiya توصیه می گردد. همچنین شبیه سازی مخلوط کن های استاتیکی به وسیله محاسبات دینامیکی سیالات در مورد افت فشار، تطابق خوبی را با نتایج معادله مذکور نشان داد. در ادامه با معرفی الگوریتم طراحی سریع مبدل های پوسته لوله ای، تاثیر به کار گیری این وسایل در لوله های مبدل مورد بررسی قرار گرفت و ملاحظه شد که در رژیم جریان آرام، هزینه ساخت مبدل در افت فشارهای پایین بیشتر است.

فصل اول: معرفی مخلوط کن های استاتیکی

مقدمه:

عملیات اختلاط در اکثر فرایندهای شیمیایی از جمله اولین و مهمترین بخش های فرایند است. در طول سالیان گذشته همواره تانک های اختلاط وظیفه ایجاد مخلوط کن های مورد نظر را در فرایندهای پیوسته و ناپیوسته به عهده داشتند. اما در طی 35 سال گذشته فن آوری استفاده از همزن های ساکن در فرایندهای صنایع شیمیایی به تکامل رسیده است. این نوع همزن ها علاوه بر اختلاط، سبب افزایش انتقال جرم و حرارت گشته و در بسیاری از مبدل ها به منظور افزایش راندمان حرارتی نصب می گردند. این تجهیزات به علت هزینه پایین، نگهداری آسان و اشغال فضای کم در واحد طرفداران زیادی به دست آوردند.

همزن های ساکن به سرعت در صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، صنایع معدنی، رنگ و رزین، پالایشگاه و پتروشیمی، صنایع دارویی پلاستیک و پلیمر کاغذ و صنایع سلولزی و همچنین صنایع آب و تصفیه فاضلاب جای خود را باز کردند. همزن های ساکن برای مخلوط کردن مایعات قابل امتزاج در جریان های آرام، گذرا و آشفته استفاده می شوند. همچنین در جریان های آرام و آشفته باعث همگن شدن مخلوط و نیز به عنوان راکتورهای لوله ای و نیز برای ایجاد پراکندگی یکنواخت در جریان فازهای غیرقابل امتزاج و همچنین برای افزایش انتقال جرم و انتقال حرارت به کار می روند. از جمله کاربردهای دیگر این همزن ها ایجاد اختلاط برای جامدات خالص در جامدات و مایعات و اختلاط گازها در مایعات می باشند.

می توان یک لوله خالی (لوله باز) را به عنوان یک همزن ساکن در نظر گرفت که دو جریان مختلف با عبور در طول لوله آن به اختلاط می رسند. البته اثرات این اختلاط به خصوص در جریان آرام بسیار کم می باشد. حال در نظر بگیرید اگر در طول مسیر حرکت سیالات درون لوله موانعی ایجاد شود که باعث حرکت دو جریان در جهات مختلف باشد به طوری که جریانات متفاوت اجبارا از درون یکدیگر عبور کنند حاصل یک مخلوط خواهد بود که میزان اثرات اختلاط از قبیل همگن بودن مخلوط انتقال جرم و حرارت و… به نوع و طراحی موانع موجود در مسیر بستگی خواهد داشت.

مکانیسم اختلاط در مخلوط کن های استاتیکی

مخلوط کن استاتیکی عبارت است از لوله ای قطور که درون آن موانع ثابت قرار داده شده است. پمپ کردن مواد اولیه به درون چنین سیستمی باعث می شود مواد اولیه در اثر برخورد با موانع ثابت و ایجاد تلاطم در یکدیگر مخلوط شوند به نحوی که در خروجی لوله مخلوط یکنواختی به دست آید. شبیه سازی چگونگی اختلاط مواد اولیه بسیار پیچیده هستند و با توجه به وجود متغیرهای گوناگون مدل کردن آن به راحتی امکان پذیر نمی باشد. آنچه در چنین سیستمی اهمیت دارد خروج مواد از انتهای لوله به صورت یکنواخت است. لذا با توجه به نمونه خاص مواد اولیه ورودی و شرایظ خروجی از ساختار خاصی استفاده می شود.

پارامترهای اساسی که در تعیین ساختار مناسب سیستم تختلاط استاتیکی معمولا مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: طول لوله قطر لوله، چگونگی نصب موانع و اجزای استاتیکی درون لوله، جنس موانع و اجزا، قدرت پمپ و کیفیت مطلوب و یکنواخت در خروجی مخلوط کننده استاتیکی.

با در نظر گرفتن پارامترهای فوق و استفاده از روش حدس و خطا ساختاری که با در نظر گرفتن شرایط اقتصادی و کیفیت محصول مخلوط شده خروجی بهترین حالت است انتخاب می شود.

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 – طراحی فرایند

عنوان:

مطالعه فرایند ISOMAX و بررسی مدلسازی سینتیکی واکنش

چکیده:

امروزه واحد آیزوماکس به صورت مدرن گسترش یافته است، چون ارزش این فرایند برای تغییرات مطلوب در مشخصات نفت خام است. هدف اکثر واحدهای آیزوماکس، تولید بیشتر بنزین است. سه واکنش مهم در این فرایند ایزومریزاسیون، هیدروژناسیون و کراکینگ می باشد.

واکنش های کراکینگ گرماگیر می باشند ولی واکنش کلی هیدروکراکینگ گرمازا می باشد. گرمای حاصل باعث افزایش دمای راکتور می گردد. گرمای حاصل باعث افزایش دمای راکتور می گردد که برای کاهش دمای راکتور باید هیدروژن سرد در راکتور تزریق کردو

کاتالیست های فرایند آیزوماکس معمولا شامل ترکیبات فلزی نشانده روی پایه می باشد. این کاتالیست های برای دو منظور به کار می روند. یکی تقویت واکنش های هیدروژناسیون و دیگری تقویت واکنش های کراکنیگ می باشد.

مقدمه

هیدروکراکینگ یک فرایند ثانویه مهمی در صنعت نفت می باشد و یکی از فرایندهای مهم در ارتقای کیفیت برش های نفتی به شمار می رود. خوراک این فرایند معمولا در محدوده گازوئیل خلا تا پسماندهای نفتی می باشد. فرایند شامل کراکینگ اجزاء سنگین نفتی در حضور هیدروژن است. فرایند از نظر زیست محیطی مشکلی ندارد. این فرایند برای ماکزیمم کردن محصولات میان تقطیر، گازوئیل به کار می رود.

هدف از انجام این پروژه پیش بینی رفتار سینتیکی واکنش هیدروکراکینگ در فشار بالا است که در نتیجه می توان توزیع محصولات را پیش بینی کرد.

فصل اول: کلیات

1-1) هدف:

هیدروکراکینگ از لحاظ اهمیت دومین فرایند در صنعت نفت می باشد و یکی از فرایندهای مهم در ارتقای کیفیت برش های نفتی به شمار می رود. با اینکه فرایند هیدروژن دار کردن یکی از قدیمی ترین فرایندهای کاتالیستی در صنعت پالایش نفت است، ولی در بین فرایندها تنها فرایند هیدروکراکینگ توسعه زیادی یافته است.

2-1) پیشینه تحقیق:

تکنولوژی هیدروکراکینگ از تبدیل ذغال سنگ در آلمان در سال 1925 توسعه یافت و هدف از آن توسعه سوخت مایع مصرفی از رسوبات درونی ذغال سنگ بود. تبدیل ذغال سنگ به سوخت مایع تحت عملیات کاتالیستی در فشار و دمای بالا انجام شد، که بعدها تکنولوژی هیدروکراکینگ تبدیل گازوئیل سنگین به سوخت های سبکتر توسعه یافت و اولین واحد هیدروکراکینگ نفتی را شورون در سال 1958 به صورت تجاری راه اندازی کرد.

خوراک این واحدها معمولا در محدوده نفت گاز خلاء تا پسماندهای نفتی می باشد. فرایند شامل شکست برش های سنگین نفتی در حضورت هیدروژن می باشد. این واحد بیشتر برای تولید محصولات میان تقطیر و بنزین به کار می رود.

برخی از مزایای هیدروکراکینگ عبارتند از:

– موازنه بهتر بنزین و تولید فرآورده های تقطیر شده.

– بهره بیشتر تولید بنزین.

– بهبود کیفیت عدد اکتان و اصلاح حساسیت گروه بنزین.

– تولید مقادیر نسبتا زیاد ایزوبوتان در بخش بوتان.

– مراحل تکمیل کراکینگ کاتالیستی به منظور پالایش مواد خام سنگین حاصل از کراکینگ آروماتیک ها، نفت های حلقوی، نفت های واحد کک سازی و تولید بنزین، سوخت جت و نفت کوره سبک.

فرایند هیدروکراکینگ به صورت کاتالیستی یا به صورت حرارتی انجام می گیرد. در فرایندهای کاتالیستی معمولا از کاتالیست های اکسید نیکل و اکسید مولبیدن بر پایه آلومینا در دمای متوسط عملیاتی (440 – 360 درجه سانتیگراد) و فشارهای بالا (P>140bar) استفاده می شود. نقش عمده کاتالیست در فرایند هیدروکراکینگ، هیدروژناسیون آروماتیک ها و تجزیه ترکیباتی با اتم های ناهمگن است. شکست ترکیبات سنگین به فراورده های سبک تر عمدتا به دلیل واکنش های حرارتی می باشد. در فرایندهای کاتالیستی لزوم استفاده از فشارهای بالا به دلیل بهبود شرایط واکنش و مهمتر از آن حفاظت از کاتالیست ها به واسطه جلوگیری از تشکیل کک روی سطوح کاتالیست می باشد. به همین منظور در هیدروکراکینگ حرارتی معمولا از مواد افزودنی جهت جلوگیری از تشکیل کک استفاده می شود.

از زمانی که هیدروکراکینگ به عنوان یک فرایند جهت ارتقای کیفیت برش های نفتی مورد استفاده قرار گرفته است، نیاز به توسعه مدل های سینتیکی احساس گردید. پیش بینی میزان محصولات مطلوب و نامطلوب در شرایط عملیاتی متفاوت برای بهینه سازی و کنترل فرایند، طراحی تجهیزات فرایندی و انتخاب نوع کاتالیست از مسائلی می باشد که مدلسازی سینتیکی را ضروری می نماید.

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

گرایش: مهندسی شیمی – طراحی فرایند

عنوان:

بررسی کیفی علل ترک در سیلر درزگیرهای مصرفی در خودروسازی ها

چکیده:

در عملیات پوشش دهی و رنگ قطعات فلزی معمولا ضخامت پوشش در محل های اتصال بین سطوح، درزها و شیارهای موجود در قطعه کمتر از بقیه سطوح است و این قسمتها امکان مناسبی برای شروع خوردگی می باشند. لذا همواره قبل از رنگ آمیزی نهائی قطعه، این قسمتها با موادی به نام سیلر یا درزگیر پوشانده می شوند.

در این تحقیق انواع سیلانت ها و بطور خاص درزگیرهای مورد مصرف در صنعت خودروسازی که برای جلوگیری از خوردگی سطح استفاده می شوند مورد بحث و بررسی قرار گرفته و متداول ترین آنها که غالبا برپایه پلاستیزولهای پی وی سی می باشند از حیث نحوه ساخت و مواد تشکیل دهنده توضیح داده شده اند. همچنین روشهای اندازه گیری خواص مکانیکی و حرارتی درزگیرها ارائه شده و مشکل ترک سیلر درزگیر در خط رنگ خودروی وانت نیسان شرکت زامیاد مطرح شده است. علل بروز مشکل از دو منظر ساختار مواد و شرایط اعمال و پخت درزگیر مورد بررسی دقیق قرارگرفته است.

چهار نمونه درزگیر با فرمولاسیون و خواص کیفی مختلف در خط تولید اعمال شده و تمایز بین نمونه مطلوب و سایر نمونه ها از لحاظ خواص مکانیکی و حرارتی تعیین گردید. در نهایت مشخص شد که شرایط بهینه برای اعمال و پخت سیلر که در ممانعت از ایجاد ترک بسیار مؤثر است شامل پخت کامل در دمای 140 درجه سانتیگراد، ضخامت لایه سیلر کمتر از 8 میلیمتر، و میزان خاصیت ازدیاد طول بیش از 150 درصد می باشد. همچنین مشخص گردید که به منظور افزایش میزان ازدیاد طول ماده می بایست میزان نرم کننده در فرمولاسیون درزگیر افزایش یافته و از میزان پرکننده کاسته شود.

مقدمه:

در کلیه تجهیزات صنعتی هر جا که محل اتصال دو فلز به یکدیگر توسط جوش، پرچ و غیره می باشد شیار یا درز ایجاد شده در محل اتصال بدلیل فرورفتگی و هم تراز نبودن با بقیه سطوح به هنگام رنگ آمیزی پوشش کمتری را به خود می گیرد و احتمال شروع خوردگی از این مناطق بسیار بیشتر خواهد بود. لذا قبل از اعمال رنگ نهائی، این شیارها توسط موادی بعنوان درزگیر یا سیلر به معنای آب بندی کننده پر می شوند و سپس رنگ نهائی اعمال می گردد.

بدلیل اتصالات مختلفی که در بدنه اتومبیل وجود دارد، درزگیری یا سیلرکاری آن از اهمیت زیادی برخوردار است و همواره در خطوط رنگ، ایستگاههایی به اعمال درزگیر و پخت آن (کوره درزگیر) اختصاص دارد. به همین دلیل مواردی چون چسبندگی خوب درزگیر به سطح زیرین، پخت کامل و خواص کیفی آن نیز اهمیت بیشتری خواهند یافت.

از آنجا که وجود ترک در درزگیر علاوه بر ایجاد شرایط برای نفوذ آب و خوردگی از ایرادات ظاهری خودرو نیز محسوب می شود رفع این عیب از اهمیت مضاعفی برخوردار می گردد. همانطور که در این تحقیق نشان داده خواهد شد این عیب می تواند علامت وجود عیوب دیگری نظیر عدم پخت کامل و افت دیگر خواص سیلر درزگیر نیز باشد.

فصل اول: سیلانت ها

1-1- تعریف سیلانت ها و انواع آن

Sealing به معنای بستن، درزگیری و آب بندی کردن وسیلانت یا سیلر (Sealer) به معنای درزگیر و آب بندی کننده می باشد.

سیل کردن اصولا تدبیری است برای بستن یک شکاف یا آب بندی کردن یک اتصال در مقابل نفوذ سیالات (اعم از مایعات و گازها) سیلرها بطور کلی در دو گروه طبقه بندی می شوند:

سیلرهای استاتیک: وقتی که سیلر بین دو سطحی که نسبت به یکدیگر حرکت نمی کنند اعمال می شود.

سیلرهای دینامیک: وقتی سیل کردن بین دو سطحی انجام می شود که بین آن دو حرکت نسبی وجود دارد مثلا حرکت گردشی یک شفت نسبت به هوزینگ یا حرکت رفت و برگشتی یک پیستون در یک سیلندر.

سیلرها یا درزگیرها در خودروسازی براساس محل اعمال آنها به سه گروه تقسیم می شوند. این سه گروه در جدول 1-1 نشان داده شده اند.

همانطور که ملاحظه می شود خواصی که هر گروه از درزگیرها باید داشته باشند، تا حدود زیادی به محل اعمال و کاربرد آنها مرتبط است.

درزگیرهای گروه اول که در خط ساخت بدنه استفاده می شوند به اسم درزگیر نقطه جوش شناخته می شوند. این درزگیرها بین دو ورق فلزی قبل از انجام در عملیات نقطه جوش با داغ کردن دو فلز ذوب آنها چسبندگی و اتصال ایجاد می شود. این درزگیرها در مکان هایی که عدم نفوذ آب از محل اتصال دارای اهمیت است بکار می رود. روش کار بدین صورت است که ابتدا بوسیله گان مخصوص و باکمک پمپ و فشار هوا درزگیر را روی سطحی که می بایست نقطه جوش شود قرار می دهند سپس عملیات جوشکاری انجام می شود. از آنجا  که این نوع درزگیر هادی جریان الکتریسیته است مشکلی برای عملیات جوشکاری یا استحکام جوش نهایی بوجود نخواهد آورد. این گروه درزگیر انواع مختلفی دارد چنانچه در ترکیبات آن از گوگرد استفاده شود حین عملیات جوش ایجاد گاز سولفید هیدروژن می کند که بد بو و سمی است لذا عملیات می بایست زیر هود انجام شود و تهویه کارگاه مناسب باشد در غیر اینصورت می توان از انواع غیر گوگردی استفاده نمود. این نوع درزگیر در حال حاضر در ایران تولید نمی شود و عمده کارخانجات خودروسازی این محصول را از شرکت شیمیایی هنکل تهیه می کنند. این درزگیر پس از قرار گرفتن در کوره E D در خط رنگ جامد شده و پس از پخت به استحکام لازم می رسد.

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 – مهندسی محیط زیست

عنوان:

مدلسازی انتشار گاز کلر در تأسیسات تصفیه خانه ها

چکیده:

ارزیابی ریسک یک حادثه، مستلزم ارزیابی (مدلسازی) پیامدهای آن حادثه است. هدف این پایان نامه، انتقال دانش و اطلاعات به دست آمده از طریق مدلسازی انتشار گاز کلر در تصفیه خانه های آب بوده که برای استفاده مدیران و مسئولان اجرایی مفید می باشد. تشخیص و مشخص سازی خطرات ناشی از کلر به عموم به خصوص کارکنان و ساکنین اطراف محوطه تصفیه خانه آب، باعث پاسخ مناسب در موقع بحران نسبت به انتشار این ماده کشنده خواهد شد که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته است. شناسایی خطرات ناشی از عوامل خارجی و تأثیرات زیان بار آنها بر تصفیه خانه های آب حاوی مخازن کلر در این پایان نامه آمده است. مدلسازی و نمایان کردن دقیق محدوده و میزان خطر ایجاد شده حاصل از انتشار کلر توسط نرم افزار که به موجب آب، محل های خطرناک ناشی از انتشار گاز کلر به طور واضح آورده شده است. در نهایت ارزیابی و آزمودن راه هایی به منظور حذف یا کاهش مخاطرات، پیشنهاد راه های کاهش خطر انتشار گاز کلر با در نظر گرفتن منافع اقتصادی و آمادگی برای مقابله سریع با بحران ناشی از انتشار کلر در تحقیق حاضر گنجانده شده است. این پژوهش برای مکانی به نام تصفیه خانه آب جلالیه که در یکی از مناطق پرجمعیت، واقع در مرکز شهر تهران (مابین میدان فاطمی و چهارراه فاطمی) با تراکم بالای جمعیت در طول روز و همچنین شب می باشد انجام شده است.

مقدمه:

اهمیت آب علاوه بر اینکه عامل حیات بخش آدمی است بلکه به عنوان مهم ترین عامل توسعه صنعتی، اقتصادی و اجتماعی و سیاسی و شکوفایی تمامی بخش های زیست محیطی نقش سازنده و غیرقابل جایگزینی دارد. رشد جمعیت، توسعه شهرنشینی ناشی از مهاجرت به شهرها و صنعتی شدن جوامع و نیز افزایش سرانه مصرف آب از مولفه هایی می باشند که حجم آبی که باید تصفیه شود را تحت تأثیر قرار می دهند. از سویی دیگر گسترش آلودگی منابع آب، مشکلاتی را در این راستا به وجود آورده است. یکی از آلودگی های بسیار خطرناک منابع آب، آلودگی بیولوژیکی است. آب می تواند به انواع میکرو اورگانیسم ها اعم از انواع باکتری ها، انگل ها، قارچ ها و ویروس ها آلوده شود.

به خاطر سابقه طولانی مصرف کلر برای ضدعفونی کردن آب ها و فاضلاب ها، واژه کلرزنی با ضدعفونی کردن مترادف شده است. اما باید توجه داشت که هرچند کلر یکی از مواد ضدعفونی کننده به حساب می آید، اما همواره مشکلات مربوط به خود را نیز به همراه دارد.

رسیدن به کشوری توسعه یافته و ایمن در برابر مخاطرات و امن در برابر تهدیدات از اهداف مهم کشور در سند چشم انداز می باشد. جهت نیل به این مهم شناخت مخاطرات مختلف منجمله بحران های تکنولوژیک دارای اهمیت می باشد. در این راستا شناخت، مدلسازی و برنامه ریزی جهت کنترل نشت گاز سمی کلر در صنایع پر استفاده، منجمله سامانه های آبرسانی به دلیل همجواری با مراکز جمعیتی از اهمیت بسزایی برخوردار است.

کلر گازی است با رنگ زرد مایل به سبز که بویی تند داشته و بسیار سمی می باشد. به همین دلیل تنفس آن باعث خفگی شده تا آنجا که از این ماده به عنوان سلاح شیمیایی در جنگ ها استفاده می گردد.

کلر در سال 1744 میلادی در آزمایشگاهی واقع در سوئد کشف و در سال 1810 به عنوان یک عنصر جدید شناخته شد. نام کلر از کلمه یونانی به نام “کلرس” که به معنای سبز کمرنگ می باشد، اقتباس گردیده است.

گاز کلر به عنوان یکی از مواد شیمیایی استراتژیک در جهان مطرح است. کلر از تصفیه آب گرفته تا صنایع تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر کاربردهای مفید، به دلیل خطرناک بودن کلر برای سلامتی انسان ها از آن در حملات تروریستی نیز استفاده می شود. انتشار ناخواسته گاز کلر طی حوادث نیز تلفاتی در پی داشته و خواهد داشت. در گذشته و در پی پیشرفت صنعت، رشد سریع استفاده از مواد شیمیایی مخاطره آمیز تهدیدی جدی علیه زندگی کارگران این گونه واحدها و عموم مردم به شمار می آمد. گام های سریع در پیشرفت تکنولوژی مدرن، فرصت کمتری را برای یادگیری و عبرت آموزی از حوادث پیش آمده در اختیار متخصصین قرار می داد. نگرانی های عمومی ناشی از آسیب ها و خسارات حاصل از وقایعی همچون انفجارها و آتش سوزی های بزرگ و انتشار گازهای سمی موجب بهبودهایی در قوانین ایمنی ملی، منطقه ای و بین المللی می شد اما این بهبودها کافی و یا اصولی نبود. تا اینکه در سال 1982 جامعه اروپا با وضع قوانین ویژه ای تصمیم به ایمن ساختن واحدهای صنعتی گرفت. در طبقه بندی که جامعه اروپا برای مخاطراتی که در واحدهای صنعتی بیشتر رخ می دهد انجام داد، این مخاطرات را تحت عنوان “مخاطرات عمده واحدهای صنعتی” طبقه بندی نمود و بنابه تعریف نگهداری، ذخیره سازی و استفاده از مواد آتش گیر، منفجره و سمی که قابلیت پدید آوردن حوادث فوق الذکر را دارا می باشد، به عنوان مخاطرات عمده واحدهای صنعتی نام برده می شوند که البته این قابلیت خطرآفرینی بستگی به عواملی چون مقدار و طبیعت شیمیایی این مواد دارد. برای آنکه لزوم وضع چنین قوانینی واضح تر شود می توان مروری بر حوادث ناگوار صنعتی رخ داده بر اثر انتاظر گاز کلر در چند دهه اخیر داشت.

– کشته شدن 9 نفر و همچنین مجروح شدن 66 نفر در آمریکا (گرانیت اویل) بر اثر انتشار 45 تن گاز کلر از قطار حامل کلر در سال 2005.

– مجروح شدن بیش از 63 نفر و تیره شدن برگ درختان و گیاهان در آمریکا (فستوس) بر اثر انتشار 48000 پوند گاز کلر در سال 2002.

تعداد صفحه : 171

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – طراحی فرآیندهای نفت

عنوان:

مدلسازی ریاضی راکتورهای شعاعی جهت تولید استایرین

چکیده

این پروژه به طراحی و شبیه سازی راکتور هیدروژن گیری از اتیل بنزن که منجر به تولید استایرن می گردد، می پردازد. در آغاز به روش های تولید استایرن پرداخته شده که یکی از مهمترین آنها هیدروژن گیری از اتیل بنزن می باشد که به صورت های، آدیاباتیک و غیر آدیاباتیک انجام می گیرد. راکتور غیر آدیاباتیک جریان شعاعی برای هیدروژن گیری اتیل بنزن و تبدیل به استایرن پیشنهاد می شود. جریان شعاعی و ادامه گرمایش واکنشگرها (با استفاده از بخار سوپر هیت در گرمکن حرارتی) از خصوصیات جدید در این طراحی می باشند. بخار سوپر هیت در لوله های گرمکن حرارتی جریان دارد که لوله های گرمکن حرارتی هم از میان بستر کاتالیستی و در جهت شعاع راکتور عبور می کنند. مدل به دست آمده از راکتور جریان شعاعی غیر آدیاباتیک در طراحی جدید، برای بخار سوپر هیت یکسان مصرفی در مقایسه با دو راکتور آدیاباتیک جریان شعاعی با گرمایش بین مراحل، انتخاب پذیری بیشتری دارد.

بیشتر روابط سینتیکی در دسترس برای مدلسازی راکتورهای صنعتی شبه هموژن استفاده می شوند. در این پروژه مدل هموژن با در نظر گرفتن نفوذ واکنشگرها به داخل قرص های کاتالیست و به دست آوردن پروفایل غلظت داخل دانه به مدل هتروژن توسعه داده می شود.

سپس هیدروژن گیری غیر آدیاباتیک انتخاب گردیده و برنامه ریاضی آن نوشته شده و گراف های آن در سه دمای 800، 810 و 820 درجه کلوین ترسیم و نتایج در پایان آورده شده است، این واکنش بر روی بستر کاتالیستی که بخش عمده آن را اکسید آهن تشکیل می دهد، صورت می پذیرد. واکنش های انجام شده بر روی بستر شش واکنش فرض شده است و براساس آن معادلات حاکم به دست آورده شده است.

از نتایج حاصل از حل معادلات می توان نتیجه گرفت که هرچه شعاع قرص های کاتالیست را کاهش دهیم و دمای ورودی واکنشگرها را افزایش دهیم به خاطر افزایش عامل تأثیر، مدل هموژن به مدل هتروژن نزدیکتر می شود و می توان از حل معادلات بخش هتروژن صرف نظر کرد.

مقدمه

اولین بار استایرن از تقطیر شیره درخت حنا در سال 1800 توسط بوناستر (Bonaster) به دست آمد. تولید تجاری استایرن توسط دو شرکت بادیش آنیلین سودا فابریک (BASF) و داو کمیکال (Dow Chemical) شروع و در دوران جنگ جهانی دوم به اوج خود رسید.

استایرن به عنوان فنیل اتیلن، وینیل بنزن، کتیرول و یا سینامین شناخته شده است و یکی از بااهمیت ترین منومرهای صنعتی غیر اشباع آروماتیکی می باشد. استایرن به طور طبیعی به مقدار کم در بعضی از گیاهان و غذاها تولید می شود. همچنین مشخص شد که دارچین، هسته خرما و بادام زمینی و نیز در قیر هم موجود می باشد.

گسترش و توسعه فرایندهای تجاری تولید استایرن که بر پایه هیدروژن گیری از اتیل بنزن بنا شده، در سال 1930 ساخته شده است. نیاز برای لاستیک های استایرن و بوتادی ان در طول جنگ جهانی دوم موجب یک جنبش برای تولید هرچه بیشتر شد.

پس از 1949 یک منومر با توانایی پلیمریزاسیون بالا، دارای خلوص بالا، تمیز بی رنگ و ارزان تولید شد. مصارف زمان صلح پلاستیک های با پایه استایرن گسترش پیدا کرد و هم اکنون پلی استایرن یکی از ارزان ترین ترمو پلاستیک ها براساس هزینه و حجم می باشد.

استایرن در حالت و شرایط عادی به صورت مایع می باشد، لذا به راحتی می توان آن را جابجا نمود.

فصل اول: شناخت و معرفی استایرن

1-1- خصوصیات فیزیکی

استایرن مایعی با رایحه خوش است و مهمترین خصوصیات آن در جدول (1-1) آورده شده است. فشار بخار راهی کلیدی برای ساخت تجهیزات و جداسازی استایرن می باشد. اطلاعات فشار بخار که با حساسیت ویژه ای به دست آمده است در جدول (1-2) آورده شده است. استایرن در بیشتر حلال های آلی به هر میزان حل می گردد. همچنین حلال خوبی برای لاستیک های مصنوعی و پلیمرهای خطی سنگین می باشد. همچنین استایرن به مقدار کم در مواد پلی والنت – هیدروکسی مانند گلیکول و دی گلیکول حل می شود. همچنین استایرن و آب به مقدار کم در یکدیگر حل می گردند. ترکیب مخلوط آزئوتروپ در فشار استاندارد در حدود 65% وزنی استایرن و 35% وزنی آب می باشد و پایین ترین نقطه جوش این مخلوط 94/8 درجه سانتیگراد است. در جدول (1-3) برخی از این اطلاعات آورده شده است.

مهمترین پارامترهای کنترل و بازرسی تولید و مصرف استایرن شاخص انکساری و چگالی آن می باشد که در جدول (1-4) آورده شده است. جدول (1-5) اطلاعات ویسکوزیته، کشش سطحی و ظرفیت گرمایی ویژه آورده شده است.

2-1- خواص شیمیایی

مهمترین واکنش استایرن پلیمریزه شدن و تبدیل به پلی استایرن است. ولی با منومرهای دیگر نیز پلیمریزاسیون انجام داده و تولید نوع جدیدی از هموپلیمر می کند. کوپلیمر شدن با بوتادی ان، لاستیک مصنوعی Bunas (لاستیک امولوسیونی بوتادی ان E-SBR) تولید می کند.

اکسیداسیون و سوختن استایرن در هوا از اهمیت ویژه ای برخوردار است این واکنش، رادیکالی با جرم مولکولی بسیار بالا تولید می کند. استایرن همچنین به ترکیبات دیگر شامل بنزآلدئید، فرمالدئید و فرمیک اسید اکسید می شود، انواع دیگر واکنش های آلکنی و شاخه آلکنی استایرن با مواد اکسید کننده قوی می باشد. استایرن می تواند متحمل واکنش افزایشی به پیوند دوگانه در کنار زنجیره و هم در حلقه شود. واکنش با برم در اضافه شدن سرد، استایرن دی برمید را تولید می کند که این ماده به خوبی کریستالیزه می شود. از این واکنش برای شناسایی استایرن و محاسبه مقدار آن در حلال استفاده می شود. از جدا کردن و بیرون آوردن یک هیدروژن برمید از استایرن دی برمید، آلفا – برمو استایرن تولید می گردد. همچنین می توان از حرارت دادن آن به همراه اکسید کلسیم، فنیل استیلن تولید کرد. اضافه کردن کلر، تولید استایرن دی کلراید می کند که با حذف یک هیدروژن کلراید می تواند به صورت های آلفا کلرو استایرن و بتا کلرو استایرن تبدیل شود. هالوهیدرین ها یک ماده واسطه مهم در علم شیمی تهیه مواد می باشند. آنها با مواد قلیایی واکنش داده و تولید اکسید استایرن می نماید. همچنین هیدرولیز بیشتر آنها تولید فنیل گلیکول می کند.

استایرن و ید در حضور اکسید جیوه (II) و آب تولید ید و هیدرین می کند. فنیل اتانول یکی از مواد واسطه مهم در تولید مواد معطر است. این ماده از هیدراسیون استایرن به وسیله اضافه کردن مقداری استات جیوه (II) به دست می آید.

به طور مشابه متیل اتر به وسیله اضافه کردن متانل در حضور اسید سولفوریک به دست می آید. واکنش های زیادی از استایرن با ترکیبات گوگرد و نیتروژن مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. استایرن با دی اکسید گوگرد، کلرید گوگرد، سدیم یا آمونیوم دی تیونیت، مرکاپتان، آنیلین، آمین، دی آزومتان و سدیم هیدرازین واکنش داده تا پیوند دوگانه کربن – کربن شاخه اتیلنی شکسته شود. حرارت دادن استایرن به همراه گوگرد در دمای بالا تولید هیدروژن سولفید، استایرن سولفید و دی فنیل تیوفن می کند.

استایرن در دماهای پایین با نمک های نقره و مس تشکیل کمپلکس می دهد که این ترکیب مناسب برای خالص سازی و جداسازی استایرن از مخلوط دیگر هیدروکربن ها می باشد. رنگ کمپلکس مسی باعث عدم استفاده از این فلز و دیگر آلیاژها و ترکیبات آن در ترکیب با استایرن شده است.

ترکیبات لیتیوم مانند C2H5Li پلیمریزاسیون استایرن را آغاز می کنند. در حضور اتر، استایرن تقریبا به طور کامل به وسیله سدیم پلیمریزه می شود. پلیمریزاسیون کنترل شده الفین ها، طیف وسیعی از تولیدات صنعتی را شامل می شود که ما را با پلیمرهای جدیدی مانند پلاستیک ها، روغن ها و منسوجات آشنا می کند. هیدروکربن های آروماتیک مانند بنزن می تواند همان گونه که دیگر الفین ها می توانند در حضور AlCl3 به استایرن اضافه شوند، اضافه شوند.

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 فرآیند

عنوان:

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

چکیده:

استفاده از بنزین حاوی سرب به علت 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 (تترااتیل سرب) است که برای بهسوزی و افزایش عدد اکتان بنزین به آن اضافه می شود که ضمن خوش سوزی بنزین خواص مطلوب با بنزین داشته و از نظر اقتصادی نیز توجیه پذیر است بنابراین یافتن 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. عموما در این تحقیق سعی شده به راه حل هایی که بتواند مشکلات فوق را حتی الامکان یکجا حل نماید دست یافته 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 به عنوان جایگزین برای TEL از نظر اقتصادی و آلودگی زیست محیطی می باشد.

در این تحقیق ابتدا به شناخت و تاریخچه اجزاء 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 عرصه 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.

فصل اول: کلیات

1-1- هدف

در اواسط دهه هفتاد میلادی کم کردن مصرف سرب به عنوان افزودنی به بنزین مطرح شد. در سال 1990 عرضه بنزین سرب دار در بازار مصرف سوخت در ایالات متحده آمریکا به ده درصد کاهش یافت و در اروپا از اوایل دهه80 کاهش مصرف سرب در بنزین شروع گردید و به کمتر از 50 درصد کاهش یافت. در آسیای دور از جمله ژاپن که یکی از مصرف کنندگان بزرگ بنزین در جهان محسوب می شود کاهش سرب را از طریق افزودن آروماتیک به بنزین جهت تأمین کمبود اکتان بنزین عرضه شده، شروع نمودند. از آن زمان تاکنون، روش های مختلفی برای کاهش و حذف سرب و دیگر آلاینده های محیط زیست مورد توجه قرار گرفته که افزودن mtbe و تولید بنزین بازسازی شده مطرح ترین روش هاست.

بنزین همیشه حجیم ترین سوخت مصرفی ماشین بوده که در بعضی موارد قابل جایگزین و در بسیاری دیگر بدون رقیب می باشد لذا جایگاه خاصی در بین کلیه مواد انرژی زا کسب نموده است. از جمله پدیده های مبنعث از مصرف بنزین به عنوان سوخت ماشین، آلودگی محیط زیست و زیان های ناشی از آن بر روی سلامتی بشر می باشد. آلودگی های ناشی از مصرف بنزین را می توان به شرح زیر خلاصه نمود:

الف – نشر گازهای اکسیدهای ازت (NOX) در هوا که باعث تهدید سلامتی و ایجاد ناراحتی های تنفسی در انسان می باشد. این عامل ناشی از سوختن ترکیبات ازته موجود در بنزین است.

ب – نشر گاز منوکسید کربن (CO) در هوا که سمی بوده و منجر به ناراحتی تنفسی و همچنین کاهش قدرت فکری بزرگسالات و ضریب هوشی اطفال می گردد. این عامل عمدتا ناشی از ضعف سوختن بنزین است.

ج – نشر گازهای هیدروکربور در هوا که اغلب سمی بوده و سرطان زا می باشند. این عامل ناشی از تبخیر مقداری از بنزین در هوا است.

چ – نشر ترکیبات آروماتیکی مانند بنزین و غیره در هوا که سمی بوده و سرطان زا می باشد. همچنین باعث افزایش ازن در سطح زمین می گردد. این مواد به نام Carcinogen نامیده می شوند. این عامل ناشی از وجود آروماتیک ها در برش های بنزینی معمولی و مرغوب نظیر محصول Platformate پالایشگاه هاست.

ح – گرم شدن سطح کره زمین ناشی از افزایش گازهای گلخانه ای نظیر هیدروکروبور  NOX-CO-CH4 و گاز اوزن (O3) و Co2 و…

خ – امکان تولید مواد کشنده ای نظیر (PAN (Peroxy Acetyl Nitrile که از ترکیب گازهای NO و هیدروکربورهای موجود در هوا در مجاورت نور خورشید (پدیده فتو سنتز) ایجاد می شود ضمنا ازن (O3) نیز تولید می کند.

هرچند که هریک از موارد فوق باید با رفع علت خاص خود برطرف گردد ولی از آنجا که تغییر فرمولاسیون بنزین با توجه به نقش اصلی آن تولید انرژی است، به سادگی امکان پذیر نیست، جوامع صنعتی در طی تلاش های خود سعی در شناخت مواد جدیدی داشته اند که بتواند مشکلات فوق را به نحو مطلوبی حل نماید.

بنابراین موضوع یافتن 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 غیره به مسائل ناشی از آلودگی محیط زیست افزوده گردید.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

گروه مهندسی شیمی گرایش طراحی فرآیندهای صنایع نفت

پروژه کارشناسی ارشد

عنوان:

مدل سازی حلالیت گاز CO2 در مخلوط حلال های آمین دار

چکیده

جداسازی گاز دی اکسید کربن از فرآیندهای اصلی در پالایش گاز می باشد. برای جدا کردن گاز دی اکسیدی کربن از جریان گاز طبیعی اغلب از روش جذب به همراه واکنش شیمیایی توسط حلال های آلکانل آمین استفاده می شود. در این تحقیق مدل ترمودینامیکی حلالیت گاز دی اکسید کربن در مخلوط آبی از MDEA و MEA مورد مطالعه قرار گرفته است و پارامترهای مدل ارائه شده است. در این مدل برای محاسبه نیروهای برد کوتاه از مدل UNIQUAC-NRF به صورت یک مدل غیر الکترولیتی و برای برای بیان بخش برد بلند از مدل پیتزر – دبای – هوکل استفاده شده است. این مدل در دماهای مختلف توسعه داده شد و پارامترهای برهم کنش برای سیستم مخلوط MDEA-MEA-H2O-CO2 به دست آمد.

نتایج حاصل از این مدل در مقایسه با مدل Li-Mather از دقت خوب برخوردار می باشد.

مقدمه

گاز طبیعی عمدتا دارای مقادیر متفاوتی از دی اکسید کربن می باشد. این گاز را اصطلاحا گاز ترش می نامند. گاز دی اکسید کربن باعث اشکالات فراوانی از جمله خوردگی می شود. بنابراین این گاز باید از جریان گاز حذف می شود . مهمترین روش در صنایع گاز برای جداسازی این گاز روش جذب همراه با واکنش شیمیایی توسط حلال های آلکانل آمین می باشد.

مهمترین آمین هایی که در صنایع شیرین سازی گاز استفاده می شود عبارتند از MEA و MDEA و DGA و TEA و DEA. اخیرا برای بهبود راندمان جذب از مخلوط حلال ها با ترکیب درصد های مختلف نیز استفاده می شود. مدل های گوناگونی برای تخمین ضریب فعالیت که یکی از مهمترین پارامترها در تعادل فازی می باشد ارائه شده اند.

فصل اول: کلیات

گاز طبیعی عمدتا دارای مقادیر متفاوتی از دی اکسید کربن می باشد. این گاز را اصطلاحا گاز ترش می نامند. گاز دی اکسید کربن باعث اشکالات فراوانی از جمله خوردگی می شود. بنابراین این گاز باید از جریان گاز حذف می شود. مهمترین روش در صنایع گاز برای جداسازی این گاز روش جذب همراه با واکنش شیمیایی توسط حلال های آلکانل آمین می باشد.

مهمترین آمین هایی که در صنایع شیرین سازی گاز استفاده می شود عبارتند از MEA و MDEA و DGA و TEA و DEA و… که هر کدام خواص مختلفی در جذب گازهای مختلف دارند. اخیرا برای به بود راندمان جذب از مخلوط حلال ها با ترکیب درصد های مختلف نیز استفاده می شود. مدل های گوناگونی برای تخمین ضریب فعالیت که یکی از مهمترین پارامترها در تعادل فازی می باشد ارائه شده اند ولی در مورد مدل های مخلوط حلال ها هنوز توسط دیگر محققان کار می شود. در ا ین تحقیق هدف استفاده از مدل های غیرالکترولیت برای تشریح و بیان سیستم های مخلوط الکترولیتی ارائه شده که برطبق این ایده مدل UNIQUAC-NRF برای سیستم های مختلف آمینی MEA – H2O-CO2،MEDA-H2O-CO2 و MDEA-MEA H2O-CO2 در محدوده درجه حرارت های 40 و 60 و 80 و 100 درجه سانتیگراد به کار رفته و با استفاده از یک برنامه بهینه سازی پارامترهای تنظیمی مدل به دست آورده شدند. نتایج حاصل از مدل با پارامترهای بدست امده در مقایسه با کار دیگر محققان از دقت نسبتا خوبی برخوردار است.

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 – محیط زیست

عنوان:

روشهای بیولوژیکی در حذف سولفور از گاز طبیعی

چکیده:

گاز طبیعی غالباً ناخالصی هایی چون دی اکسیدکربن (گاز اسیدی)، سولفید هیدروژن (گاز ترش) و آب و همچنین نیتروژن، هلیوم و سایر گازهای نادر را به همراه دارد. قبل از انتقال گاز طبیعی به خطوط لوله، سولفید هیدروژن در فرآیندی تحت عنوان شیرین سازی جداسازی می شود. برای شیرین سازی گاز طبیعی دو روش عمده فیزیکو شیمیایی و بیولوژیکی وجود دارد. در ابتدا هدف از شیرین سازی گاز حذف H2S از آن بود حتی اگر این گاز به محیط وارد می شد، اما پس از مشخص شدن خطرات زیست محیطی و بشری H2S قوانین سخت تر شد و در نتیجه با اعمال روش های تکمیلی از ورود این ماده به هوا نیز جلوگیری به عمل آمد. در این جا به برشمردن مزایای روشهای بیولوژیکی و معرفی برخی از آنها می پردازیم.

مقدمه:

حذف دی اکسیدکربن و سولفور بعد از جداسازی مایعات گازی از گاز طبیعی خام دومین قسمت از فرآورش گاز نیز صورت میگیرد که شامل جداسازی دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. گازطبیعی بسته به موقعیت چاه مربوط مقادیر متفاوتی از این دو ماده را شامل میگردد.

فرایند تفکیک سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن از گازترش، شیرین کردن گاز نامیده می شود. سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن را میتوان سوزاند و از گوگرد نیز صرفنظر نمود ولی این عمل باعث آلودگی شدید محیط زیست میگردد. با توجه به اینکه سولفور موجود در گاز عمدتا در ترکیب سولفید هیدروژن H2S قرار دارد حال چنانچه میزان سولفید هیدروژن موجود از مقدار 5/7 میلی گرم در هر متر مکعب گازطبیعی بیشتر باشد به آن گاز ترش اطلاق میگردد. وچنانچه از این مقدار کمتر باشد نیاز به تصفیه نمیباشد. سولفور موجود در گاز طبیعی به علت دارا بودن بوی زننده و تنفس های مرگ آور و عامل فرسایندگی خطوط لوله انتقال، گاز را غیر مطلوب و انتقال آن را پر هزینه میسازد.

بعلاوه یکی از جنبه های جهانی آلودگی هوا بارانهای اسیدی است. که خود نتیجه ورود ترکیبات سولفور به جو است. دی اکسید گوگرد و اکسیدهای ازت در هوا با اکسیژن و بخار آب ترکیب شده و اسیدهای سولفوریک و نیتریک را بوجود می آورند. این مواد اسیدی ممکن است فواصل دور را با باد غالب طی کرده و بصورت باران اسیدی ببارند .بارندگی های اسیدی بصورت باران یا برف یا… می باشد. بیش از 65% بارش های اسیدی بعلت وجود سولفات و 35% دیگربعلت وجود ترکیبات نیتروژن دار است. اسید سولفوریک با آمونیاک یا کاتیون های دیگر واکنش داده و تولید سولفات آمونیوم و یا سولفات های دیگر می کند. این ذرات در محدوده اندازه 0/1 تا 1 میکرون نور را به میزان زیادی پخش کرده و بر روی قابلیت دید اثر می گذارند. همچنین این ذرات سهم زیادی در ایجاد ذرات معلق ریز در هوا دارند که جزء آلاینده های ثانویه طبقه بندی می شوند.

برای شیرین سازی گاز طبیعی دو روش عمده فیزیکو شیمیایی و بیولوژیکی وجود دارد. روش های فیزیکوشیمیایی دارای قدمت بسیار بیشتری بوده و کاربرد آن ها بسیار بیشتر از روش های بیولوژیکی در صنعت می باشد. در ابتدا هدف از شیرین سازی گاز حذف H2S از آن بود حتی اگر این گاز به محیط وارد می شد، اما پس از مشخص شدن خطرات زیست محیطی و بشری H2S قوانین سخت تر شد و در نتیجه با اعمال روش های تکمیلی از ورود این ماده به هوا نیز جلوگیری به عمل آمد . ایجاد واحدهای بازیافت گوگرد مانند کلاوس در پالایشگاه ها نیز در همین راستا بود.

مزایای فراوان روش های بیولوژیکی در مقایسه با روش ها معمول شیرین سازی گاز باعث افزایش روز افزون توجه محققین به این روش ها گردیده است. از روش های بیولوژیکی می توان به دو صورت مستقیم و یا غیرمستقیم (جایگزین واحد کلاوس ) در صنعت گاز استفاده کرد. در روش مستقیم گاز ترش مستقیماً وارد مرحله بیولوژیکی می شود در حالیکه در روش غیرمستقیم گاز ترش ابتدا وارد فرآیند آمین شده و گازهای ترش خروجی از برج دفع فرایند آمین وارد مرحله بیولوژیکی می گردد.

عمده فرایندهای تصفیه گازهای اسیدی و بازیافت گوگرد شامل سه بخش هستند:

– جذب گاز اسیدی

– بازیافت گوگرد

– تصفیه گاز اسیدی خروجی از واحد بازیافت

مرحله اول فرایند شامل حذف گازهای اسیدی از جریان های ورودی از طریق جذب است.

حلال های مورد استفاده به 3 دسته عمده تقسیم می شوند: فیزیکی، شیمیایی، مخلوطی از هر دو.

حلال های فیزیکی (مثل کتیزول) گازهای اسیدی را از طریق انحلال جذب می کنند. پس از جذب گازهای اسیدی از طریق کاهش فشار، عاری سازی گرمایی 2 یا ترکیبی از هر دو روش، از حلال جدا می شوند.

حلال های شیمیایی (مثل متیل دی اتانول امین) با گازهای اسیدی واکنش داده و تشکیل کمپلکس های شیمیایی با باندهای سست می دهند . این کمپلکس ها در نتیجه گرم کردن در فشار پایین شکسته شده و گازهای اسیدی از حلال جدا می شوند.

مخلوطی از حلال های شیمیایی و فیزیکی نیز از طریق عاری سازی گرمایی با زیافت می شوند. در همه موارد حلال بازیافت شده به برج جذب برگردانده می شود و گازهای اسیدی آزاد شده و به واحد بازیافت گوگرد وارد می گردند. بسته به ترکیب گاز و خصوصیات گاز شیرین شده خروجی، حلال های متنوعی به کار می روند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

گروه مهندسی شیمی گرایش طراحی فرایند های نفتی

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

عنوان:

بهینه سازی تولید و مصرف انرژی آسیاب های کار خانه سیمان هگمتان

چکیده

در فرایندهای خردایش و سایش به منظور کاهش اندازه ذرات مقدار زیادی انرژی الکتریکی مصرف می شود و ماشین هایی بدین منظور مورد استفاده قرار می گیرد، براساس عوامل موثری که باعث کاهش اندازه ذرات می شود، به انواع فشاری و ضربه ای و چرخشی و برشی تقسیم بندی می گردند.

آسیاب های کارخانجات سیمان بیشترین مصرف انرژی را در مقایسه با بقیه قسمت های خط تولید دارند. بنابراین تصمیم بر این است که بررسی عوامل موثر بر تولید و مصرف انرژی این واحدها مورد بحث قرار گیرد و سپس با مطالعه نتایج نمونه برداری از جریان مواد در مدار و داخل آسیاب ها و نتایج اندازه گیری شرایط راهبری سیستم و سرعت گاز در داخل اطاقچه ها و با بررسی تجهیزات داخلی آسیاب ها، عملکرد آنها مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد و عوامل افت تولید و یا افزایش مصرف انرژی این واحدها شناسایی گردد و سپس برای کاهش مصرف انرژی الکتریکی ویژه (کیلووات ساعت پرتن) و افزایش تولید، پیشنهاداتی ارائه گردد.

مقدمه

بحران اخیر انرژی در دنیا و بخصوص در خاورمیانه موجب گردیده است تا عرصه رقابت نهادها و بنگاه های اقتصادی تنگ تر شده و چالش های نهان سازمان ها و مراکز اقتصادی و تولیدی بیش از پیش خود را بر مدیران و دست اندرکاران تحمیل نماید.

از مهمترین رویکردهای بنگاه های اقتصادی در میدان رقابت سازمان ها، کاهش هزینه های تولید می باشد و کاهش مصرف انرژی از عمده ترین استراتژی های اتخاذ شده در این راستا بوده و حساسیت این موضوع حتی در سطوح بین المللی کاملا مبرهن است.

از عمده ترین مصرف کنندگان انرژی در بخش تولید، صنعت سیمان بوده و از این رو بهینه سازی مصرف انرژی در این بخش نیازمند توجه جدی تر می باشد.

در تولید سیمان، انرژی الکتریکی زیادی مصرف می شود. آسیاب های سیمان و مواد خام به تنهایی حدود 70 درصد انرژی الکتریکی مصرفی در تولید سیمان را (که در بهترین عملکرد، مصرف ویژه آن 90 کیلووات ساعت پرتن است) به خود اختصاص می دهند. بنابراین بیشتر کوشش ها باید بر کاهش مصرف انرژی الکتریکی آسیاب ها متمرکز گردد.

شناسایی اقدامات مناسب و لازم برای کاربرد منطقی انرژی در کوتاه مدت و بلند مدت ایجاب می کند فرایندهای تولیدی با عنایت به تحولات در ترکیب عوامل و محیط بیرونی مورد تجزیه و تحلیل و ارزیابی قرار گیرد و توان تحلیلی بالایی در واحدهای تولیدی توسعه پیدا کند.

فصل اول: ماشین های خردایش و سایش

1-1- مقدمه

ماشین هایی که به منظور کاهش اندازه ذرات به کار می روند. برحسب ماکزیمم بعد محصول نهایی به گروه های زیر تقسیم بندی می شوند:

1- خرد کردن اولیه 10cm تا 1m

2- خرد کردن ثانیوه یا میانی 1cm تا 10cm

3- سایش زیر 1 تا 10mm

4- سایش نرم 0/1mm تا 10mm

5- سایش بسیار نرم 10μm تا 1μm

در این مبحث ماشین های خردایش و سایش را براساس عامل موثر و اصلی که باعث کاهش اندازه ذرات می شوند تقسیم بندی می کنیم. عوامل موثری که در این دستگاه ها منجر به کاهش اندازه ذرات می گردند. عبارتند از:

1- نیروی فشار Compression or nipping

2- نیروهای ضربه ای Blow or impact

3- نیروهای لغزشی چرخشی و یا پرتابی Tumbling or Projection

4- نیروهای برشی Cutting shredding

5- نیروهای اصطکاکی یا سایشی Attiention or Friction

6- نیروهای دیگر

انواع مختلف ماشین های سایش و خردایش براساس عامل موثر به کار رفته در آنها، به صورت زیر دسته بندی می شوند:

1- ماشین های فشاری:

– سنگ شکن های فکی، چرخشی و غلطکی

– آسیاب های غلطکی کفه ای و دیسکی

2- ماشین های ضربه ای:

– سنگ شکن های چکشی

– آسیاب های پینی و ارتعاشی

3- ماشین های چرخشی پرتابی:

– آسیاب های میله ای، لوله ای و خودشکن

4- ماشین های برشی و سایشی

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:

توسعه و تدوین الگوریتم طراحی مبدل های حرارتی فشرده پلیت – فین

چکیده

تحقیق حاضر روشی جهت طراحی مبدل های حرارتی پلیت فین ارائه می دهد که در آن دستیابی به افت فشار کامل به عنوان هدف طراحی در نظر گرفته شده است. این روش بر اساس توسعه یک مدل ترموهیدرولیکی که رابطه بین افت فشار، ضریب انتقال حرارت و حجم مبدل را ارائه می نماید و از الگوریتم طراحی سریع (RDA) استفاده می نماید بنا نهاده شده است. یک روش ساده برای انتخاب سریع سطح براساس مفهوم شاخص عملکرد حجم (VPI) و همچنین شاخص توسعه یافته عملکرد حجم، که در آن اثرات سایر مقاومتها نیز منظور شده باشد، ارائه گردیده است. براساس این شاخ ص جدید سطوحی که حجم های کوچکتری از مبدل را ایجاد نمایند VPI بزرگتری خواهند داشت. منحنی هایی جهت نمایش VPI برای سطوح مختلف برحسب رینولدز عملیاتی رسم شده و سطوح بر اساس VPI مقایسه شده اند. انتخاب سطح و طراحی همزمان برای دسترسی به افت فشار کامل با استفاده از نمودارهای VPI و مدل ترمو هیدرولیکی محقق می شود. الگوریتمهای طراحی برای ترکیب جریان متقاطع و موازی ارائه، براساس آنها برنامه رایانه ای جهت طراحی و عملکرد مبدلهای حرارتی پلیت فین تدوین و ارائه شده است. نتایج با موردهای مطالعاتی ذکر شده در تحقیق مقایسه شده اند. با استفاده از نمودارهای VPI سطوحی که بیشترین شاخص عملکردی را در محدوده رینولدز عملیاتی دارا باشند انتخاب و با استفاده از برنامه رایانه ای، مبدل مورد نظر طراحی شده و حجم کل مبدل به دست آمده است . به این ترتیب مبدل هایی طراحی شده اند که حجمهایی تا چندین برابر کوچکتر از حجم موارد مطالعاتی ذکر شده داشته اند.

مقدمه

مبدل حرارتی پلیت فین یکی از انواع مبدل های حرارتی فشرده است که مشتمل بر مجموعه ای یک در میان از صفحات مسطح و فین های موجدار است که در کنار هم هسته مبدل حرارتی را تشکیل می دهند. جریانها در طول معابر ی که توسط فین ها در بین صفحات جدا کننده ایجاد شده است جاری می شوند و حرارت را مبادله می کنند. فین ها دو مزیت عمده دارند اول اینکه به عنوان سطح انتقال حرارت ثانویه و دوم اینکه بعنوان حایل مکانیکی برای فشار داخلی در بین لایه ها عمل می کنند. انواع متعددی فین وجود دارد که بهینه سازی مبدلهای پلیت فین را برای هر معیار مورد نظر مثل هزینه، وزن، راندمان حرارتی و یا افت فشار امکانپذیر می سازند.

مبدلهای حرارتی پلیت فین نسبت به سایر انواع مبدلهای حرارتی مزایایی دارند که فقط توسط درجه حرارتها و فشارهای عملیاتی سیال محدو د می شوند. این مزایا سطح انتقال حرارت زیاد به ازاء واحد حجم، وزن کم، راندمان حرارتی بالا، درجه حرارت نزدیکی خیلی کوچک و امکان تبادل حرارتی بین چندین جریان فرایندی می باشند.

طراحی مبدل حرارتی پلیت فین نیازمند مشخصات بار حرارتی، افت فشارهای مجاز جریان و جنبه های خاص هندسه مبدل می باشد. منظور از جنبه های هندسی همان سطوح ویژه انتقال حرارت می باشند که باید در هر سمت جریان به کار گرفته شوند.

در روشهای طراحی متداول مبدل حرارتی، افت فشار بعنوان محدودیت طراحی در نظر گرفته می شوند که در آن مبنای طراحی مشتمل برآزمایش سطوح هندسی مختلف است که جهت تشخیص اینکه کدامیک بار حرارتی مورد نظر را در محدوده افت فشار مجاز تأمین نمایند، قرار دارد.

طراحی مبدل حرارتی پلیت فین را می توان به روش دیگری هم انجام داد. روشی که در آن افت فشار جریان و بار حرارتی به عنوان اهداف طراحی در نظر گرف ته می شوند تحت عنوان الگوریتم طراحی سریع قبلاً ارائه شده است. این روش در مورد مبدلهای حرارتی پلیت فین به کار برده شده است و مثالهایی برای مواردیکه سطوح انتقال حرارت در ابتدای طراحی مشخص شده اند آورده شده است. مادامی که سطوح ثانویه باید در ابتدای طراحی مشخص باشند، لازم است معیارهایی جهت انتخاب آنها در این مرحله وجود داشته باشد.

عملکرد سطوح انتقال حرارت را به روشهای متعددی می توان تجزیه و تحلیل کرد. حجم برحسب مصرف توان، سطح جلویی بر حسب توان، ضریب انتقال حرارت به عنوان تابعی از توان پمپ به ازاء واحد سطح ا نتقال حرارت و غیره. مقایسه عملکرد سطوح براساس این نوع تجزیه و تحلیل ها، اطلاعات قابل استفاده ای را در جهت وظیفه انتخاب سطح ارائه می کنند.

متأسفانه این نوع تجزیه و تحلیل ها عموماً در موردسطوح در حالت منفرد به کار برده می شوند، در حالیکه در طراحی واقعی انتخاب سطحی که باید بعنوان جفت به کار گرفته شود بر روی عملکرد کلی مبدل تأثیرگذار است. بنابراین عملکرد سطوح در ترکیب و در کنار هم حائز اهمیت است. در حال حاضر هیچ روش اصولی که بتواند انتخاب سطوح را در هر دو سمت، مورد نظر قرار دهد، موجود نمی باشد.

در این تحقیق روش ساده ای جهت انتخاب سطح و طراحی مبدل حرارتی پلیت فین بصورت همزمان و با تکیه برمفهوم شاخص عملکرد حجم ارائه شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.