تعادلات فازی یکی از مهم ترین مباحث در صنایع فرایندی به ویژه صنایع مرتبط با نفت و گاز می باشد. در این تحقیق تعادلات فازی آب، مواد هیدروکربنی و الکل با استفاده از یکی از مدل های ترمودینامیکی مورد بررسی قرار گرفت. سپس تاثیر نمک بر این تعادل فازی با اضافه کردن ترم الکترولیت به مدل، پیش بینی گردید. داده های میدانی برای مقایسه با مدل مورد نظر از پالایشگاه گاز پارسیان گردآوری شده است. این داده ها مربوط به جریان ورودی به پالایشگاه می باشد که حامل مواد هیدروکربنی، آب و مقدار اندکی متانول است که آب موجود در جریان حاوی مقدار کمی نمک محلول می باشد. این جریان وارد یک جداکننده سه فازی شده و مواد مختلف از طریق جریان های گازی، مایع هیدروکربنی و محلول آبی از یکدیگر جدا می شوند.

با توجه به نیاز فوق العاده به نفت در چند دهه اخیر، پیدا کردن راه هایی به منظور افزایش تولید این ماده توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده است. یکی از مهمترین مسائل در این زمینه، مواجه شدن با رسوبات آسفالتین می باشد. رسوبات آسفالتین مشکلات فراوانی را از قبیل گرفتگی لوله های برداشت و انتقال، بالا رفتن افت فشار برداشت و غیره ایجاد می کند و در نهایت موجب کاهش تولید و بالا رفتن قیمت تمام شده نفت تولیدی می گردد. در این پایان نامه، یک مدل ترمودینامیکی نیمه پیوسته به منظور پیش بینی مقدار و شرایط ایجاد رسوب آسفالتین در سیالات مخازن نفتی تحت تزریق گاز ارائه می گردد. همچنین اثرات تغییرات دما، فشار و ترکیب درصد سیال بر نقطه شروع و میزان رسوبات بررسی می شود. برای انجام محاسبات فرض شده است که در شرایط ایجاد رسوب آسفالتین در اثر تغییر در دما، فشار یا افزودن حلال و رسوب دهنده، یک تعادل مایع-مایع بین فاز سبک اولیه و فاز سنگین تشکیل شده برقرار خواهد شد. این تعادل در هنگام تزریق گاز به تعادل مایع-مایع-بخار تبدیل می گردد. در اینجا، نفت به چهار بخش مواد اشباع، آروماتیک ها، رزین ها و آسفالتین ها تقسیم می شود و خواص ترمودینامیکی هر بخش محاسبه می گردد. فرض دیگر مدل پیشنهادی بر این بوده است که فرآیند به هم پیوستن ذرات آسفالتین، شبیه به زنجیره ای از واکنش های پلیمری می باشد. به منظور محاسبه مقادیر بهینه متغیر های مدل پیشنهاد شده، از الگوریتم های تکاملی دیفرانسیلی یک هدفه و ژنتیک چند هدفه استفاده گردیده است. نزدیکی نتایج مدل به داده های تجربی نشانه صحت مدل پیشنهادی می باشد.

در این تحقیق ، مدل حلقه تبدیل گاز به مایع برای استفاده از گازهای دورریز پالایشگاه (فراشبند) شبیه سازی شده است . این حلقه شامل رفتار غیر خطی مجموعه ای از راکتور- مبدل- جریان برگشتی است. مدل مورد بررسی دربرابر داده های ثبت شده از واحد های آزمایشگاهی وصنعتی معتبر است. نسبت h2/co تأثیر بسیار مهمی بر عملکرد راکتور فیشر – تروپش دارد وما سعی کرده ایم با طراحی مناسب راکتور ریفرمینگ به این پارامتر دستیابیم. ما انواع مختلفی از راکتورهای ریفرمینگ را مورد بررسی و در بین آنها راکتور بستر ثابت که با تزریق آب ودی اکسیدکربن در خوراک ورودی همراه است را انتخاب کردیم. متاسفانه یکی از معایب فرآیند فیشر – تروپش تولید حجم بسیار زیادی از دی اکسیدکربن است . در این فرآیند راکتور دوتایی غشایی سیالی جهت کاهش این آلودگی انتخاب شده است وعملکرد آن با راکتور مرسوم مقایسه شده است. درراکتور غشایی سیالی داخل حلقه ، دیواره لوله های خنک شونده با گاز از پالادیم – نقره پوشانده شده است، که تنها نسبت به هیدروژن نفوذ پذیر است. هیدروژن می تواند در اثر اختلاف فشار از سمت گاز سنتزی به سمت واکنش نفوذ کند و نسبت h2/co مطلوبی برای واکنش فراهم کند.

سیال موجود در مخزن حاوی هیدروکربن های سنگینی است که تغییر شرایط تعادلی می تواند زمینه رسوب آن ها را فراهم نماید. تشکیل فاز جامد در مخزن و خطوط انتقال پدیده ای نامطلوب در صنعت نفت و گاز به شمار می رود. با توجه به مشکلات بوجود آمده در صورت نشست واکس ارائه مدل مناسب جهت پیش بینی شرایط تشکیل واکس و میزان تولید آن در حین برداشت از مخزن ضرورت دارد. با کمک مدل سازی می توان شرایط عملیاتی را طوری تنظیم نمود تا از تشکیل فاز جامد جلوگیری کرده و با تغییر دما، فشار و ترکیبات مخزن مانع تشکیل رسوبات جامد شده یا میزان آن را کاهش داد. یکی از عوامل تاثیر گذار بر دمای تشکیل واکس تغییر ترکیب اجزاء موجود در نفت می باشد، با این وجود اثر این فاکتور در تحقیقات گذشته به طور جزئی مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق اثر این فاکتور با تزریق گاز به نفت بررسی شده است. جهت شبیه سازی تماس پیوسته نفت و گاز از آزمایش های تماس چندگانه پیش رو و پس رو استفاده شده و ترکیب نفت و گاز تعادلی حاصل از هر تماس با محاسبات فلاش بدست آمده است. از آنجایی که مدل چند فاز جامد دقت بالایی در پیش بینی شرایط تشکیل واکس دارد، با کمک این مدل دمای تشکیل واکس چند نمونه نفتی در فشار اتمسفر تعیین شده سپس اثر پارامترهای فشار، دما و تغییر ترکیب نفت در هر تماس نفت و گاز بررسی شده است. دمای تشکیل واکس یک نمونه به صورتی تعیین شده که اولین جزء رسوب کننده، که انتظار می رود سنگین ترین پارافین موجود باشد، به مقدار بسیار جزئی تشکیل گردد. با افزایش فشار در تعادل جامد-مایع دمای تشکیل واکس افزایش و در صورت وجود فاز بخار این دما ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد. با توجه به این تغییرات احتمال تشکیل رسوب واکس در چاه برداشت نفت با توجه به دمای محیط وجود خواهد داشت. تغییرات دمای سیستم در تخمین دمای تشکیل واکس اثر قابل ملاحظه ای ندارد و مقدار آن از دمای تشکیل واکس پیش بینی شده بالاتر است، بنابراین رسوب واکس در شرایط دما و فشار مخزن رخ نخواهد داد. تزریق گاز در همه موارد موجب کاهش دمای تشکیل واکس نمی گردد و به درصد گاز تزریقی، نوع گاز و تماس و شرایط دما و فشار سیستم وابسته است. به طور کلی انحلال هیدروکربن های سبک در نفت و کاهش درصد اجزاء سنگین موجب کاهش دمای تشکیل واکس می گردد.

اهمیت مطالعه هیدرات های گازی در محیط های متخلخل, مربوط به جنبه زیست محیطی آنها جهت جداسازی گاز دی اکسید کربن به صورت هیدرات در بستر اقیانوس ها و همچنین استخراج گاز طبیعی از مخازن هیدرات به عنوان یک منبع انرژی برای آینده کره زمین می باشد. لذا نیاز به دانستن نمودار تعادل فازی هیدرات, واضح و بدیهی می باشد. اختلاف محاسبات ترمودینامیکی در محیط متخلخل نسبت به یک محیط معمولی ناشی از کاهش اکتیویته آب در اثر نیروهای مویینگی می باشد. در این تحقیق پارامتر های مختلف ترم محاسبه اکتیویته مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج مدل به ازای مقادیر مختلف کشش سطحی محاسبه شده است و نشان داده شده است که انتخاب یک کشش سطحی مناسب, تا چه اندازه می تواند در دقت محاسبات تأثیر گذار باشد. همچنین وابستگی پارامتر فاکتور شکل, با دمای تشکیل هیدرات, با کمک داده های تجربی و استفاده از الگوریتم ژنتیک به عنوان یک ابزار بهینه سازی قوی, بدست آمده است. جهت محاسبات ترمودینامیکی از دو مدل مختلف استفاده شده است که یک مدل با فرض تک سایز بودن محیط متخلخل و دیگری با در نظر گرفتن توزیع سایز, می باشد. در پایان, اثر نمک بر رفتار فاری هیدرات در محیط متخلخل بررسی شده است و نشان داده شده است که اثر نمک همسو با اثر محیط متخلخل بوده و سبب کاهش اکتیویته آب و انتقال نمودار تعادلی به دماهای کمتر و فشار های بالاتر می شود. وابستگی پارامتر فاکتور شکل با دمای تشکیل هیدرات در حالتی که آب درون منافذ دارای نمک باشد نیز, بدست آمده است.

در این مطالعه آزمایشگاهی به بررسی نتایج حاصل از تزریق بخار به کمک نیروی ریزش ثقلی بر روی ازدیاد برداشت نفت سبک از یک مدل آزمایشگاهی نفت دوست شکاف دار در حالت های ثانویه و ثالثیه پرداخته شده است. در راستای انجام آزمایشات از سه نمونه مغزه استوانه ای با قطر 75/6 سانتیمتر و طول 30 سانتیمتر استفاده شده است که پس از اشباعیت با نفت و آب، درون نفت خیس خورده و با اندازه گیری زاویه تماس نفت دوست شدن آنها مشخص شده است. نمونه مغزه ها بر روی هم و درون مغزه نگهدار قرار می گیرند به طوریکه فاصله عمودی بین جداره نمونه مغزه ها و سطح داخلی مغزه نگهدار به عنوان شکاف عمودی و فاصله افقی بین نمونه مغزه ها به عنوان شکاف های افقی سیستم می باشد. پس از پر کردن شکاف ها از نفت، با تزریق اولیه آب یا گاز آزمایشات در دو حالت ثانویه و ثالثیه انجام می گیرند. پس از تزریق گاز و برداشت نفت به کمک نیروی ریزش ثقلی، بخار آب از بالای سیستم در شریط بحرانی تزریق شده و برداشت نفت به کمک ریزش ثقلی از این مرحله هم با دقت اندازه گیری می شود. نتیجه آزمایشات نشان دهنده این است که تزریق بخار در حالت ثانویه دارای راندمان تولیدی بیشتری نسبت به حالت ثالثیه می باشد. به دلیل نفت دوست بودن نمونه مغزه ها، تزریق آب در حالت ثالثیه بر روی برداشت نفت اثر معکوس گذاشته و باعث کم شدن برداشت نفت می شود. میزان برداشت نفت به کمک تزریق بخار در هر دو حالت بیشتر از مرحله تزریق گاز بدون بخار آب می باشد

اتوبوس های شهری با سوخت مصرفی دیزل و سوخت cng، بعنوان منابع عظیم مصرف کننده انرژی و تولید کننده آلودگی به حساب می آیند. از آنجا که برای تولید سوخت مصرفی اتوبوس ها، فرآیندهای انرژی بر مختلفی از استخراج مادهء خام، تولید سوخت و انتقال آن صورت می گیرد، "تحلیل مراحل مختلف از تولید تا مصرف" می تواند راهگشای صنعت برای بهبود عملکرد در دو حوزه انرژی و محیط زیست باشد. هدف از انجام این تحقیق، ارزیابی مصرف انرژی و انتشار گازهای آلاینده ناشی از تولید تا مصرف دو سوخت cng و دیزل در اتوبوس های شهری، در سه مرحله می باشد که عبارتند از: 1- از چاه استخراج تا جایگاه سوختگیری خودرو.2- از جایگاه سوختگیری تا مصرف در اتوبوس. 3- مقایسه نتایج بدست آمده در دو مرحله ی قبلی. در این تحقیق اتوبوس مورد بررسی اتوبوس شهری "scania" و پالایشگاههای نفت بندرعباس و گاز سرخون برای آنالیز بخش تولید مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مراحل استخراج نفت و تولید دیزل نسبت به سوخت cng، مصرف انرژی و انتشار گازهای آلاینده بیشتری داشته اند. اما در مرحلهء انتقال سوخت و مصرف آن در اتوبوس های شهری، سوخت دیزل در مقایسه با cng، انرژی مصرفی و انتشار گازهای آلایندهء کمتری داشته است.

کاهش آلایندگی هوا، کاهش هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی فرآیندها و افزایش بازدهی و خروجی فرآیندها، پارامترهای موثری هستند که امروزه در جهان مورد توجه قرار می گیرند. یکپارچگی فرآیندها، یکی از موثرترین روش ها در مهندسی شیمی و تکنولوژی فرآیندهاست که میتواند این اهداف را توسط تقسیم بندی چندین فرآیند برای کاهش مصرف انرژی و مواد یا ذرات آلاینده ی محیطی بکار گرفت. همچنین این روش می تواند سایز تجهیزات را توسط چندین دستور بنیادی از روش های اصلی برای ذخیره کردن اساسی در هزینه های سرمایه گذاری و بهسازی در ایمنی ذاتی کاهش دهد. یکی از این روش ها، کوپلینگ واکنش های گرمازا و گرماگیر است. در این تحقیق مرور جامع و کلی بر کوپلینگ واکنش های گرمازا و گرماگیر به عنوان تکنیکی از یکپارچگی فرآیندها در سال های 1995 تا 2011 انجام شده است. همچنین یک مدل یک بعدی، هتروژن برای شبیه سازی حالت پایدار راکتور ترمال کوپل جهت کوپلینگ فرآیند اکسیداسیون اتیلن با دی هیدروژناسیون سیکلوهگزان بکار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که فاصله کم میان حرارت تولید شده و مصرف شده می تواند بازدهی انتقال حرارت را افزایش دهد، در ضمن ترکیب کردن دو فرآینــد جدا از هم بوسیله ی راکتــورهای کوپل شده می تواند سایز تجهیزات را کاهش دهد.

پایان نامه ی اینجانب در قالب 5 فصل آمده است. در فصل اول به بیان مقدمه ای کوتاه از مفهوم مخازن گازی و گاز میعانی پرداخته می شود و مساله ی انسداد میعانی تشریح می شود و راه حل تزریق حلال مورد توجه قرار می گیرد. در فصل دوم بر کار های گذشته مرور می شود که در قالب ارائه ی کار های دو و همکاران در سال 2000 است که متانول را به نمونه هایی از سنگ کربناته تزریق کردند و اثر مثبت آن را دیده اند و بعد کار الانازی و همکاران است که متانول را به چاهی از مخزن هاترپاند تزریق کردند و نتیجه گرفتند. در ادامه نیز مقاله ای از کنتوجرجیس و همکاران ارائه می شود که برای اولین بار معادله ی cpa را ارائه دادند. در فصل سوم مباحث نظری مورد استفاده مرور می شود که شامل بررسی محاسبات لازم در رفتار فازی با معادلات حالت معمول مثل srk و pr است و همچنین معادله ی جدید cpa که برای بررسی رفتار فازی متانول در کنار هیدروکربن ها به کار می آید. بعد از آن معادلات حاکم بر مدل سازی بدست آمده است چه در مقیاس مخزنی و در مقیاس مغزه. روش حل این معادلات در کنار معادلات تعادل فازی هم ارائه می شود. در فصل چهارم مساله ی تزریق متانول در مقیاس مغزه حل می شود و 40 % افزایش تراوایی نسبی در آن دیده می شود. در مقیاس مخزن هم معادلات آن حل شد و اثر مثبت روش کولوکیشن متعامد در آن مشهود است. چنانکه برای سیستم دوفازی مورد توجه با 40 نقطه به جواب مناسب رسید. این روش با تغییر متغیر لگاریتمی هم ترکیب شد و کارایی آن را هم بهتر کرد. در فصل پنجم هم نتیجه گیری آمده است. نتیجه گرفتیم که با مدل سازی و استفاده از معادله ی دارسی می توان اثر مثبت تزریق متانول را در مغزه دید. همچنین روش کولوکیشن متعامد در حل معادلات دوفازی گاز میعانی به کار می آید. در ضمیمه ها نیز روش جدیدی برای رسم منحنی رفتار فازی ارائه شده است که از مفهوم دوران و مختصات قطبی استفاده می کند تا منحنی رفتار فازی کامل گردد. دو روش دورانی ساده و جستجوی کرمی نام های این روش هاست.

سیالات هیدروکربنی در مخازن معمولاً اشباع از آب هستند. در طول عملیات ، انتقال و پالایش نفت و گاز طبیعی، امکان ایجاد یک فاز آبی غیر محلول در فاز هیدروکربنی وجود دارد. این فاز آبی تولید شده، باعث ایجاد مشکلات اساسی در واحدهای عملیاتی می شود. در این تحقیق، تعادلات ترمودینامیکی مایع-مایع سیستم های آب و هیدروکربن در گستره وسیعی از دما (k500-270) توسط معادله حالت (cubic plus association) cpa مورد مطالعه قرار گرفته است. پارامتر برهمکنش( (kij قوانین اختلاط با استفاده از داده های تجربی تعدادی از آلکان های نرمال در مخلوط های دو جزئی با آب بهینه سازی شده اند. وابستگی این پارامتر به دما، برای هر دو جزئی ارائه شده است. جهت بهبود مدل سازی حلالیت متقابل آب در فاز غنی از هیدروکربن و هیدروکربن در فاز غنی از آب، از پارامتر برهم کنش (lij) استفاده شده است. در این حالت نیز وابستگی پارامترهای lij و kij به دما، برای هر مخلوط دو جزئی، ارائه شده است. بدین ترتیب ثابت تعادل مایع– مایع سیستم های آب و هیدروکربن تعریف و برای هر کدام از مخلوط های دو جزئی یک رابطه وابسته به دما برای ثابت تعادل آورده شده است.

دریزو فرایندی است برای افزایش خلوص گلایکول که معمولا از یک حلال هیدروکربنی استفاده می کند. این پروسه از کمک گاز عریانگر (stripping gas ) بی نیاز بوده و با هزینه کمتر می تواند گاز خشک با نقطه شبنم پایین تر را به وجود بیاورد. شرکت dow chemical co. توانست این پروسه را در سال 1970 به صورت رسمی به بازار معرفی کند. شرکت opc نیز این تکنولوژی را در سال 1985 به کار برد و با ارائه کارهای جدیدتردر این زمینه آنرا در سال 1990 گسترش داد. همانطور که گفتیم پالایشگاه فراشبند از stripping gas برای افزایش بازدهی نم زدایی خود استفاده می کند. ما برای افزایش خلوص teg به کار رفته در واحد و کاهش نقطه شبنم گاز خشک خروجی و هم برای کاهش آلودگی ناشی از btex که بسیار برای محیط زیست خطرناک می باشد روش دریزو را جایگزین این روش می کنیم که توسط نرم افزار شبیه ساز promax آنرا مورد بررسی قرار می دهیم. برای اینکار چندین پیشنهاد انجام گرفته است که در دو حالت کلی به این صورت است که برای هر واحد دالان و هر واحد آغار یک حلقه (loop) دریزو در نظر می گیریم تا به صورت تجمیع عمل کنند. در حالت تجمیع کلا 5 تا تجهیزات به سیستم اضافه می شود. دو عدد مبدل گرمایی، یک عدد پمپ، یک عدد جداساز 3 فازه و یک عدد splitter.

این پژوهش به منظور بررسی اثرات مواد فعال در سطح غیریونی بر روی میزان تراوایی گاز در مخازن گازی که به علت افت فشار تولید میعانات می کنند صورت گرفت. این مواد با دفع آب و نفت میعانات را از روی سطح سنگ دفع کرده و سبب افزایش میزان تراوایی گاز می شوند. در واقع این ماده فعال در سطح با تغییر ترشوندگی در یک سیستم سنگ – آب – گاز از حالت شدیدا آب تر به گاز تر و برای یک سیستم سنگ – میعانات – گاز از حالت شدیدا نفت تر به ترجیحا نفت تر (تقریبا خنثی) تغییر دهد. تست های خارج از دستگاه سیلاب زنی در محیط آزمایشگاه به همراه تست سیلاب زنی مغزه در دما و شرایط مخزن مورد نظر ثابت می کند که این ماده فعال در سطح توانسته علاوه بر پایداری خاصیت آب گریزی/نفت گریزی را ایجاد نماید، میعانات را از سیتم خارج سازد و میزان تراوایی را به خوبی بهبود بخشد.

هدف در این تحقیق بهبود پیش بینی جرم ویژه معیانات گازی در محدوده اشباع توسط معادله حالت پنگ-رابینسون با استفاده از روش انتقال حجم می باشد. بدین منظور یک فاکتور انتقال حجم وابسته به دما جدید برای معادلعه حالت پنگ-رابینسون پیشنهاد شده است. درصد انحراف مطلق متوسط (aapd) را برای بیست و نه ماده خالص که عبارتند از: آلکان های متان تا nc20h42 ، اتیلن، پروپیلن، کربن دی اکسید، کربن مونو اکسید، هیدروژن سولفید، نیتروژن و آمونیاک محاسبه شده است. متوسط مطلق خطای مواد خالص برای معادله حالت پنگ-رابینسون برابر 40/8 می باشد که این مقدار با استفاده از فاکتور انتقال حجم پیشنهادی به مقادیر 11/1 و 29/1 به ترتیب با استفاده از مقادیر بهینه شده و با استفاده معادلات عمومی کاهش یافته است. همچنین محاسبات متوسط مطلق خطا برای 62 مخلوط مختلف اعم از دو جزئی، سه جزئی تا هشت جزئی انجام شده است. متوسط خطای مخلوط ها برای معادله حالت پنگ-رابینسون برابر 26/7 می باشد که این مقدار با استفاده از مدل پیشنهادی به مقادیر 17/1 و 19/1 به ترتیب با استفاده از مقادیر بهینه شده و با استفاده معادلات عمومی کاهش یافته است. همچنین در محاسبات انجام شده برای مخلوط ها، یک قانون اختلاط جدید هم معرفی شده است. کلمات کلیدی: معادله حالت، انتقال حجم، جرم ویژه اشباع مایعات

در این پژوهش فرایند حذف آرسنیک از آب آشامیدنی از طریق همرسوبی مطالعه شد. آلودگی آرسنیک در آب آشامیدنی حتی در غلظت های خیلی کم، باعث مسمومیت و مرگ انسان ها در بسیاری از نقاط جهان شده است. حضور آرسنیک در آب های طبیعی می تواند در اثر شسته شدن صخره ها و رسوبات غنی از آرسنیک در آب های زیرزمینی صورت گیرد. حذف آرسنیک از نمونه آب سنتزی حاوی 5/0 میلی گرم آرسنیک 5 ظرفیتی بر لیتر در کریستالیزور همزن دار از طریق فرایند همرسوبی با کربنات کلسیم مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی تاثیر ناخالصی های موجود در نمونه واقعی آب آشامیدنی بر فرایند ترسیب، چند آزمایش مقایسه ای بین سه نمونه آب واقعی آشامیدنی و آب سنتزی بدون ناخالصی انجام شد. آزمایشات نشان داد که 81 درصد حذف آرسنیک در4=ph، زمان ماند 40 دقیقه، سرعت 200 دور بر دقیقه همزن و با استفاده از 5/0 مول از هر یک از واکنش دهنده های کلرید کلسیم و کربنات پتاسیم در دمای 25 درجه سانتی گراد به دست می آید. در شرایط مشابه میزان حذف آرسنیک برای سه نمونه آب آشامیدنی واقعی در محدوده 94-74? شد، که به دلیل بیشتر بودن رسوب حاصل در نتیجه کثرت یون های موجود در نمونه واقعی بود. بنابراین می توان نتیجه گرفت روش همرسوبی برای پایین آوردن غلظت آرسنیک تا زیر حد مجاز در ایران (05/0 میلی گرم بر لیتر) برای آب آشامیدنی روش مناسبی می باشد. طبق آنالیز نتایج آزمایشات 24? حذف آرسنیک در اثر جذب سطحی بر رسوب و حدود 76? حذف در اثر حبس آرسنیک درون کریستال کربنات کلسیم اتفاق افتاده است. همچنین نتایج ضریب توزیع برای تعیین میزان آرسنیک(v) در فاز جامد نسبت به فاز مایع بیانگر توانایی بالای کربنات کلسیم برای حذف آرسنیک است که میزان kd برای آب سنتزی و آب واقعی به ترتیب مقادیر l/kg 70 و l/kg 250-47 به دست آمد.

مایعات یونی به علت داشتن خصوصیات استثنایی، به عنوان جایگزین برای حلال های آلی سنتی در فرایندهای مختلف صنایع شیمیایی مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از خصوصیات بارز مایعات یونی فشار بخار قابل اغماز آنهاست که علاوه بر جلوگیری از هدر رفت حلال و آسیب های زیست محیطی، باعث افزایش ایمنی در عملکرد فرایند ها می شود. آگاهی از رفتار فازی و دیگر خصوصیات مخلوط های شامل مایعات یونی برای طراحی و عملکرد فرایندهای شیمیایی شامل این مخلوط ها ضروری است. از آنجا که اندازه گیری های تجربی مستلزم وقت و هزینه زیادی است داشتن معادله ای که بتواند رفتار فازی سیستم ها را در دامنه وسیعی از شرایط عملیاتی پیش بینی کند بسیار سودمنداست. در این تحقیق ما به بررسی مخلوط های شامل مایعات یونی و دسته ای از مبرد ها موسوم به هیدرو فلوئوروکربن ها (مبرد های دوستدار ازن) می پردازیم. استفاده از این سیستم ها در فرایند های مختلف مزایای بسیاری در پی دارد. چون اجزای تشکیل دهنده سیستم های مورد مطالعه ما قطبی و تجمع پذیر می باشند برای تخمین حلالیت هیدروفلوئوروکربن ها در مایعات یونی، از یک معادله حالت کوتاه شده بر اساس نظریه آماری سیال تجمعی قطبی زنجیره ای اغتشاشی (tpc-psaft)، استفاده شده است. بر خلاف بیشتر نسخه های معادله حالت آماری saft، tpc-psaft برهم کنش های قطبی را به طور صریح محاسبه می کند. سیستم های دوتایی مورد بررسی در این تحقیق به دو دسته تقسیم می شوند، سیستم های دسته اول شامل هیدروفلوئوروکربن های قطبی سری اتان و متان (که داده های تجربیشان موجود است) و مایع یونی 1-بوتیل-3-متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئوروفسفات و دسته دوم شامل هیدروفلوئوروکربن r-134a و مایعات یونی1- هگزیل-3- متیل ایمیدازولیوم هگزافلوئوروفسفات و 1-هگزیل-3- متیل ایمیدازولیوم تترافلوئوربرات و 1- هگزیل-3- متیل ایمیدازولیوم بیس (تری فلوئورومتیل سولفونات) ایمید و 1-اتیل-3-متیل ایمیدازولیوم بیس (تری فلوئورواتیل سولفونات) ایمید می باشند. پارامترهای معادله tpc-psaft، توسط داده های تجربی موجود در مقالات، برای سیستم های خالص و مخلوط بهینه شده است. نتایج حاصل از مدلسازی توافق بسیار خوبی با داده های تجربی از خود نشان می دهد.

نم زدایی گاز طبیعی یکی از عملیات بسیار مهم در صنعت پالایش گاز می باشد. روش معمول جهت نم زدایی گاز طبیعی جذب آب با استفاده از تری اتیلن گلایکول است.روش معمول در نم زدایی جذب آب توسط گلیکول ها می باشد.در این بین در حدود 95% فرآیندهای نم زدایی از تری اتیلن گلیکول استفاده می شود. هرز رفت گلیکول یکی از مشکلات عمده در واحد های نم زدایی گاز در پالایشگاه ها می باشد. علاوه برآن مصرف بالای انرژی در ریبویلر برج احیای گلیکول،آلودگی زیست محیطی ناشی از انتشار ترکیبات بیتکس و خلوص پایین گلیکول احیا شده از دیگر مشکلات فرآیند نم زدایی گاز در پالایشگاه ها می باشد. فرآیند دریزو یکی از پرکاربردترین روشها جهت افزایش خلوص گلیکول می باشد. در این پایان نامه واحد نم زدایی گاز پالایشگاه فراشبند با استفاده از نرم افزار پرومکس،که یکی از کاملترین نرم افزارها در زمینه شبیه سازی واحدهای نفت و گاز می باشد شبیه سازی شده است.همچنین جهت افزایش بهره وری عملکرد واحد نم زدایی ،حلقه دریزو به واحد موجود اضافه و از حلالهای مختلف مانند ایزو اکتان،نرمال هپتان و تولوئن به جای گاز دفع کننده استفاده شده است. بعد از انجام بررسی فنی و اقتصادی و با مقایسه نتایج حاصل با داده های موجود و نتایج حاصل از شبیه سازی با دیگر نرم افزارها ،شاهد کاهش بسیار زیاد انرژی در ریبویلر برج دفع در حدود 68% ،افزایش خلوص گلیکول بازیابی شده بالای 95/99و کاهش آلودگی زیست محیطی در حدود 80%خواهیم بود. همچنین برای سودآوری بیشتر پروژه حالت دریزو کمپلکس برای کل واحد دالان پالایشگاه طراحی و شبیه سازی شد و نتیجه 41%کاهش در کل هزینه سرمایه گذاری طرح به دست آمد.

در این تحقیق فرآیند تخلیه ناگهانی گاز از مخازن ذخیره تحت فشار که یک فرآیند پویا برای کاهش ضایعات می باشد مدل سازی و شبیه سازی شده است. ضمن مطالعه جریان خروجی از مخزن برای مدل سازی از جریان بحرانی که یک پدیده دینامیک گازی است استفاده شده، همچنین با فرض رفتار گاز حقیقی معادله حالت پنگ- رابینسون برای تعیین کمیت ها و خواص ترمودینامیکی بکار گرفته شده است. ضمن مطالعه فرآیند داخل مخزن محاسبات انتقال حرارت انجام شده است. در تعیین انتقال حرارت مخزن به گاز برای تعیین گرانروی و ضریب هدایت حرارتی گاز به ترتیب از روش های لوکاس (lucas) و چانگ و همکاران (chung et al.)- استیل و تودوس (stiel & thodos) و برای انتقال حرارت محیط به مخزن از خواص تجربی ترموفیزیکی هوا استفاده شده است. ضمن استفاده از مدول پویای تخلیه ناگهانی hysys، با استفاده از مدل ارائه شده فرآیند تخلیه برای دو آزمایش تجربی شبیه سازی شده است و برای اعتبارسنجی نتایج مدل و نرم افزار با داده های تجربی مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که نرم افزار و مدل در تخمین فشار داخل مخزن موفق بوده اند ولی برای تخمین دماها روش ارائه شده به مراتب دقیق-تر بوده است. همچنین با استفاده از مدل ارائه شده تغییرات دما و فشار و سرعت گاز در روزنه پایین دست مورد تخلیه و تغییرات دبی تخلیه و تغییرات آهنگ انتقال حرارت در مخزن تعیین شده است.

در مدل محلول جامد معمولاً از یک معادله حالت برای تعادل بخار-مایع استفاده می شود و یک مدل ضریب فعالیت برای بررسی تعادل مایع-جامد به کار برده می شود. مدل ون و همکاران [50,51]، هانسن و همکاران [5] و پدرسون و همکاران [5] نمونه ای از این مدل ها میباشند که برای مدل ضریب فعالیت از تئوری محلول های با قاعده و یا محلول های پلیمری استفاده می کنند. کوتینهو و همکاران [45] مدل های مختلف ضریب فعالیت را برای محاسبات تعادلی مایع-جامد به کار بردند. از جمله مدل های به کار رفته برای ضریب فعالیت در این تحقیق ها می توان از مدل فلوری-هاگینز، unifac و uniquac نام برد. محققان دیگری مثل جی و همکاران [44]، اسماعیل زاده و همکاران، چن و همکاران [17] این روش را توسعه دادند و مدل های ضریب فعالیت دیگری را به کار بردند. در مدل جامد چند گانه چون فاز جامد به صورت خالص در نظر گرفته می شود احتیاجی به مدل های ضریب فعالیت برای توصیف فاز جامد نمی باشد. تنها از یک معادله حالت برای بررسی تعادل بخار-مایع استفاده می شود و فوگاسیته جامد با استفاده از فوگاسیته مایع مادون سرد که با استفاده از معادله حالت محاسبه می شود و خواص نقطه ذوب به دست می آید. این مدل اولین بار توسط لیراگالینا و همکاران [9] ارائه شد. سپس این مدل توسط پن و همکاران [10] و وفائی سفتی و همکاران [43] توسعه داده شد. نیچیتا و همکاران [12] این مدل را برای بررسی تشکیل واکس از میعانات گازی به کار بردند. البته در این تحقیق اثر فشار را نیز با استفاده از ضریب پوینتینگ وارد مدل نمودند. اسکوبار رمولینا [16] نیز با استفاده از تئوری محلول های ایده آل و مدل چند جامدی روش جدیدی را برای پیش بینی شرایط تشکیل واکس ارائه نموده است. در این پایان نامه، برای محاسبه دما و مقدار تشکیل واکس در واحد تثبیت میعانات گازی پارس جنوبی از مدل لیرا گالینا و همکارانش (مدل چند جامدی) استفاده میشود. جهت مقایسه نتایج حاصل از این مدل با داده های آزمایشگاهی، از 8 نمونه ارائه شده توسط پدرسون ?52? استفاده شده که نتایج حاصله تطابق خوبی را نشان می دهد. برای تعیین خواص ترمودینامیکی اجزای سنگین هیدروکربنی (مانندc20+ ) که مقدار قابل توجهی از سیال هیدروکربنی موجود در مخزن نفتی را شامل می شوند، استفاده از معادلات حالت، معمولاً مسائل و مشکلات عمده ای را به وجود می آورند. این مسائل و مشکلات، ناشی از دشواری در تعیین خواص بحرانی و ضرایب بی مرکزی اجزای سنگین می باشد. این اجزای سنگین، معمولاً شامل تعداد بی شماری از اجزایی هستند که تعداد اتم های کربن آنها بیش از 20 است. تنها داده های آزمایشگاهی موجود برای این اجزای سنگین، وزن مخصوص و جرم مولکولی c20+ است. بدون داشتن داده های تحلیلی از c20+ استفاده از آن به صورت یک جزء منفرد در مخلوط، خطاهای قابل ملاحظه ای در محاسبات رفتار فازی مخلوط ایجاد می کند. اگر جزء سنگین c20+ به اجزای مجازی شکسته شود، این خطاها به مقدار قابل توجهی کاهش می یابند. تقسیم جزء سنگین c20+ به اجزای مجازی باید به نحوی صورت گیرد که کسر مولی، جرم مولکولی و وزن مخصوص آن ها مشخص باشد. زمانی که اطلاعات کافی از توزیع گروه های کربنی اجزای سنگین و جرم مولکولی آنها در اختیار باشد، پارامترهای تابع توزیع با انطباق داده های اندازه گیری شده، قابل حصول خواهد بود. از نتیجه مقایسه روشهای موجود مشخص میگردد که در روش توزیع گاما مقدار خطا در مقایسه با مقادیر واقعی بسیار کم و در حد %64/0 میباشد. رابطه های زیادی جهت تخمین خواص فیزیکی برش های نفتی ارائه شده است. انتخاب مقادیر مناسب برای پارامترهای بیان شده، بسیار مهم است زیرا، تغییرات کوچک در این پارامترها، می تواند موجب انحراف قابل توجهی در نتایج مورد انتظار شود. نکته ای که باید به آن توجه کرد این است که در مواردی که هیچ گونه اطلاعی از نتایج آزمایشگاهی و تجزیه کروماتوگرافی نمونه نفتی و تقسیم گروه های هیدروکربنی به نرمال پارافین، نفتن و آروماتیک وجود ندارد، لازم است که از خواص میانگین برای تعیین خواص هیدروکربن ها استفاده کرد و برای این منظور باید مجموعه ای از روابط موجود با یکدیگر هم خوانی قابل قبولی داشته باشند تا به این وسیله میزان خطاهای موجود را به حداقل رساند. در این پایان نامه از یک مجموعه روابط برای تعیین خواص فیزیکی هیدروکربنها استفاده شده است.

در مطالعه پیش رو یک شکل بندی جدید برای احیای کاتالیست pd/ag/?- al2o3 هیدروژناسیون استیلن به اتیلن در واحد الفین پتروشیمی جم ارائه شده است. واحد الفین پتروشیمی جم بزرگترین واحد تولید اتیلن در جهان می باشد که سالانه 1324000 تن اتیلن تولید می کند. شکل بندی مسیر های احیای قدیمی راکتور به خوبی کاتالیست های بسترهای سری راکتور را احیا نمی کرد بنابراین یک شکل بندی جدید جهت احیای بدون نقص کاتالیست های راکتور برای هر بستر به طور جداگانه مورد استفاده قرار گرفت. برای مطالعه و بررسی کامل شکل بندی جدید ، مدل ریاضی شبه همگن جهت شبیه سازی دینامیکی فرآیند احیا استفاده گردیده است. اطلاعات صنعتی نشان می دهد که شکل بندی جدید نه تنها در سوزاندن کامل کک ، بلکه مدت زمان سوختن را بطور شگفت انگیزی از 120 ساعت به 75 ساعت کاهش دهد. همچنین ، شکل بندی جدید میزان مصرف سرویس های جانبی را حدود یک سوم نسبت به مدل قدیمی کمتر می کند. مقادیر بدست آمده از شکل بندی جدید مسیر های احیای راکتور و نتایج مدل ریاضی توسعه یافته همخوانی خوبی با هم دارند. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف عملیاتی بر روی عملیات دی کک کاتالیست بطور کامل و دقیق بررسی شده و نتایجی بسیار خوبی نیز حاصل گردیده است.

اتیلن یکی از مواد اولیه پتروشیمی می باشد که در بیشترین مقیاس تولید می شود و طیف گسترد? مشتقات گرفته شده از آن، اهمیت این ماده را چند برابر کرده است. اتیلن معمولا از طریق کراکینگ حرارتی خوراک-های متفاوتی از قبیل اتان، نفتا و گازوئیل تولید می شود. انتخاب خوراک مناسب از لحاظ اقتصادی بسیار حائز اهمیت است چرا که سایر هزینه ها را تحت تأثیر قرار می دهد. در رابطه با میزان در دسترس بودن، شاید اتان بهترین خوراک باشد، چراکه میزان بازده و انتخاب پذیری اتیلن در مقایسه با سایر خوراک ها برای اتان بیشتر است و در کنار آن، فرآیند کراکینگ برای خوراک ورودی اتان ساده تر و کم هزینه تر است. مجتمع پتروشیمی جم که بزرگترین مجتمع الفین جهان به شمار می آید سالانه 1324000 تن اتیلن تولید می کند. در این تحقیق، واحد کراکینگ اتان این مجتمع با استفاده از مدلسازی با برنام? مطلب مورد بررسی قرار گرفت. مقایس? نتایج مدلسازی و داده های عملی این واحد نشان داد که مدل ارائه شده سازگاری قابل قبولی با واقعیت دارد. در ادامه از کربن دی اکسید بجای بخار به عنوان ماد? رقیق کننده استفاده شد و پارامتر های مختلف در دو حالت مورد بررسی قرار گرفت. این تغییر سبب افزایش قابل توجه تولید اتیلن و کاهش میزان کک تشکیل شده می شود که در نتیج? آن، مدت زمان یک دور? کاری کوره به بیش از دو برابر افزایش خواهد یافت.

در این مطالعه قسمت دالان پالایشگاه فراشبند با نرم افزار پروماکس شبیه سازی شده و نتایج آن گزارش شده است.نتایج بدست آمده تطابق خوبی با داده های عملیاتی دارد.همچنین تاثیر پارامترهای مهم نم زدایی و افزایش بهره وری از عملیات نم زدایی پیشنهاد شده است. دریزو تکنولوژی است که شبیه فرایند دفع پیشرفته به کمک حلال میباشد که توسطpearce و همکارانش در سال 1972 انجام شده است.بخار گلایکول خارج شده از بازجوش آور چگالش یافته ومجددا به عنوان عامل دفع به برج دفع برردانده میشود.حلال وترکیبات آروماتیک در این واحد چگالش میابند قبل از اینکه بخار به اتمسفر راه یابد.مهم ترین مزایای این سیستم این است که تمام ترکیبات آروماتیک قبل از اینکه وارد اتمسفر شوند بازیابی و استفاده شده وخلوص گلایکول میتواند تا حد 99/999 درصد جرمی افزایش یابد وهیچ گاز عریانگری نیاز نیست.ما میتوانیم یک واحد برای عملیات دریزو به جای 3 واحد جدای دالان طراحی کنیم که به این وسیله میتوانیم بهترین نتایج اقتصادی را دریافت کنیم.

در این تحقیق، به مدل سازی و بررسی آزمایشگاهی تعادلات فازی سیستم های هیدروکربنی-الکلی در فشار ثابت 85 کیلوپاسکال پرداخته شد. آزمایش ها به وسیله ی دستگاه تقطیر اصلاح شده ی اتمر و برای سه سیستم 1. متانول + نرمال هپتان 2. متانول + آلفا پینن 3. آنیلین + 1-بوتانول انجام شد. با انجام تست سازگازی ترمودینامیکی برای این مخلوط ها دو سیستم متانول+ نرمال هپتان و آنیلین + 1-بوتانول از لحاظ ترمودینامیکی سازگار بودند در حالیکه داده های سیستم متانول + آلفا پینن از لحاظ ترمودینامیکی سازگار نبودند. هم چنین ضرایب فعالیت آزمایشگاهی محاسبه گردید که نتایج نشان دهنده ی انحراف مثبت از قانون رائولت می باشد. سیستم متانول + نرمال هپتان به علت انحراف بسیار از قانون رائولت دارای نقطه آزئوتروپ از نوع نقطه جوش حداکثر بود. داده های آزمایشگاهی با مدل های ترمودینامیکی انرژی گیبس مازاد مدل شدند. مدل های مورد استفاده: ویلسون، nrtl و uniquac بودند. جهت رسم نمودارهای دما برحسب جزء مولی فاز بخار و مایع از برنامه ی نقطه ی حباب-دما استفاده شد و جهت به دست آوردن پارامترهای برهم کنش بهینه ی این مدل ها از الگوریتم بهینه سازی ژنتیک بهره گرفته شد. نتایج مدل سازی نشان می دهند که مدل های مذکور توانایی بسیار خوبی در محاسبات تعادل فازی در فشار ثابت دارند. از بین مدل های فوق مدل uniquac نسبت به دو مدل دیگر عملکرد بهتری را نشان داده است. البته این نتیجه تنها در این تحقیق حاصل نشده است بلکه با مراجعه به مقالات و منابع ترمودینامیکی این برتری مشخص می شود. البته این برتری مطلق نبوده و در مواردی مدل nrtl، عملکرد بهتری داشته است. در ضمن مشخص شد که الگوریتم ژنتیک که نماینده ی الگوریتم های تکاملی می باشد، قابلیت بالایی در محاسبه ی نقطه ی بهینه، در توابع انرژی گیبس مازاد دارد. البته بایستی به این نکته توجه شود که آزمایشات در فشار پایین انجام شده است و تضمینی برای پاسخ های منطقی توسط مدل های انرژی گیبس مازاد در فشار بالا وجود ندارد.

در این تحقیق چگونگی تاثیرگذاری برهم کنش های آنیون-کاتیون بر میزان حلالیت دی اکسید کربن در سیالات یونی بوسیله ی شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای درک و شناخت بیشتر این برهم کنش ها، چهار سیال یونی که دارای کاتیون مشترک بوده و تنها در آنیون های خود با یکدیگر تفاوت دارند، بررسی شده اند. تمامی محاسبات ساختاری مکانیک کوانتومی بر روی هر چهار سیال در یک سطح تئوری انجام گرفته است تا داده های ساختاری سیالات که در شبیه سازی های دینامیک مولکولی مورد استفاده قرار می گیرد همگن باشند. بدلیل شباهت بالای ساختاری در سیالات انتخابی و نیز محاسبات مکانیک کوانتومی و مولکولی مشابه، تحلیل نتایج محاسبات در بردارنده ی پارامترهای کمتری بوده و تفسیرهای آن را معتبرتر نموده است. یافته های این بررسی چگونگی اثرگذاری برهم کنش های آنیون-کاتیون و خلل و فرج های درون ساختار مولکولی مایعات یونی را بر میزان حلالیت دی اکسید کربن نشان داده و بر همین اساس یک سیال یونی دیگر، با قابلیت احتمالی حلالیت بالای دی اکسید کربن پیشنهاد می هد.

همواره جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه و پیدا کردن سوخت جایگزین سوخت های فسیلی به همین منظور، از اصلی ترین دغدغه های جوامع نوین صنعتی به شمار می آید، به همین سبب محققان پی در پی در جستجوی روش های جایگزین انرژی های فسیلی و یافتن انرژی های پاک می باشند. هیدروژن به عنوان سوختی جدید و پاک در پیل های سوختی و خودرو های هیدروژنی مطرح می شود. استفاده از چرخه شیمیایی برای ریفرمینگ گاز طبیعی روشی جدید برای افزایش تولید هیدروژن و ذخیره سازی دی اکسید کربن می باشد. این چرخه شامل دو قسمت راکتور هوا و راکتور سوخت می باشد،که در مرحله اول حاملان اکسیژن به صورت کامل به وسیله هوا اکسید می شوند و در مرحله دوم گاز طبیعی به کربن دی اکسید و آب تبدیل شده که به خاطر وجود کربن دی اکسید و بخار آب، عمل ریفرمینگ انجام شده و ترکیبات کربن مونو اکسیدوهیدروژن تولید می گردد. در این مطالعه، فلزات آهن ، منگنز ، کبالت و مس به عنوان حاملان اکسیژن بررسی شده است و همچنین آنالیز دمایی بر روی این فرآیند انجام گرفته است. درچرخه ی شیمیایی ریفرمینگ ، حاملان اکسیژن باعث جدایش بیشتر هیدروژن نسبت به دیگر فرآیندهای شیمیایی نظیر چرخه ی شیمیایی احتراق و ریفرمینگ معمولی می شود. انتخاب حاملان اکسیژن و نگه دارنده های آن ها، با توجه به شرایط فیزیکی و شیمیایی این مواد بوده است.زمان ماند حاملان اکسیژن در راکتور هوا و راکتور اصلی با توجه به میزان اکسید شدن و کاهش یافتن در هر مرحله و همچنین میزان می باشد.

یکی از مشکلات رایج در برداشت نفت از مخازن، تولید آب اضافی است. این مسئله منجر به کاهش شدید تولید و همچنین افزایش هزینه های عملیاتی و به دنبال آن بسته شدن زود هنگام چاه های تولید به دلیل غیر اقتصادی بودن فرایند می شود. این مشکل به طور عمده در مخازن ناهمگن و مخازن دارای نفت سنگین مشاهده می شود. در این شرایط در حالی که مقدار قابل توجهی نفت در محیــط باقی مانده، آب خود را به چاه تولیــد می رساند. متداول ترین روش در حل این مشکل تزریق ژل پلیمر است. ژل پلیمرها تراوایی محیط را نسبت به آب بیش از نفت کاهش می دهند، بنابراین می توانند تولید آب اضافی از مخزن را کاهش دهند. در بخش اول این تحقیق با استفاده ازمدلhele-shaw، به صورت آزمایشگاهی به بررسی پدیده ی انگشتی شدن، اثرات آن بر بازدهی جارویی سطحی و در نتیجه میزان آب تولیدی در حین فرایند سیلاب زنی با آب و راه های کاهش این پدیده پرداخته شده است. تصاویر بدست آمده از این مدل در مراحل مختلف تزریق، با استفاده از نرم افزار matlab آنالیز شده و بازدهی جارویی سطحی در هر مرحله محاسبه شده است. در بخش دوم، با استفاده از مدل glass bead، کارایی سیستم ژل پلیمر پلی اکریل آمید/استات کروم در کاهش میزان آب تولیدی مورد مطالعه قرارگرفته است. در این بخش ابتدا با انجام آزمایشات استاتیکی پارامترهای بهینه مربوط به سیستم ژل پلیمر به دست آمده و در مرحله ی بعد با انجام آزمایش های سیلاب زنی، توانایی ژل در تغییر مسیر آب در محیط های ناهمگن لایه ای مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از میکرو مدل در این بررسی باعث به دست آوردن دید کاملی ازنحوه عملکرد ژل پلیمرها در حضور فازهای آب و نفت شده است. علاوه بر این با محاسبه ی میزان تراوایی نسبی آب و بازدهی جارویی قبل و بعد از تزریق ژل، به بررسی میزان موفقیت آمیز بودن فرایند تزریق ژل پرداخته شده است. مشاهدات نشان می دهد که آب به صورت لایه ای پیوسته در شبکه ژل نفوذ می کند، در حالی که نفت به صورت قطره های مجزا مسیر خود را در بین ژل باز می کند. میزان بهبود بازدهی جارویی بسته به کد استحکام ژل مورداستفاده و موقعیت قرار گیری لایه ها و اختلاف تراوایی لایه ها متغیر است.

تبدیل کاتالیستی نفتا، یکی از فرایندهای مطرح در صنایع پالایش می باشد، که نقش کلیدی در افزایش عدد اکتان بنزین دارد، که این امر توسط تولید اروماتیک های با عددد اکتان بالا از قبیل بنزن، تولوئن و زایلن محقق می شود. در این فرایند هیدروژن به عنوان مهم ترین محصول جانبی محسوب می شود که امروزه به عنوان سوخت پاک جایگاه ویژه ای در صنایع دارد. لذا با توجه به اهمیت روز افزون سوخت های با کیفیت بالا و سوخت های پاک، همچنین کاربرد گسترده ترکیبات اروماتیکی (از قبیل بنزن، تولوئن و زایلن) در صنایع پتروشیمی، روز به روز بر اهمیت این فرایند افزوده می شود. پیشرفت ها و مدل های جدید ارائه شده در این فرایند بیشتر در دو زمینه ی کلی ارائه مدل سینتیکی مناسب برای فرایند نفتا و همچنین طراحی واحدهای عملیاتی به منظور بالاترین بردن راندمان فرایند، صورت گرفته است. در بین واحدهای موجود برای این فرایند ، مدل احیا پیوسته کاتالیست جدیدترین مدل می باشد که در عین حال دارای بالاترین راندمان می باشد، که در سال های اخیر اکثر واحدهای جدید بر این اساس طراحی شده اند. در این پایان نامه مطابق با پیشرفت های اخیر این فرایند، برای سنتیک واکنش های فرایند نفتا، مدل سنتیکی شبکه ای، شامل 32 شبه ترکیب در نظر گرفته شده است، که این ترکیبات در 6 دسته ی اصلی واکنش شرکت می کنند، که منجر به ایجاد 84 واکنش می شوند. همچنین مدلسازی صورت گرفته برای فرایند احیا پیوسته کاتالیست با در نظر گرفتن غیر فعال شدن کاتالیست ها در طول فرایند صورت گرفته است، که تغییر پارامترها در طول هر راکتور را دو بعد (شعاع و محور) بصورت الگوی جریان صلیبی در نظر گرفته شده است. در پایان به منظور صحت سنجی مدل ارائه شده برای فرایند احیا پیوسته کاتالیست نتایج حاصل از مدلسازی با داده های صنعتی مقایسه شده اند، که نتایج، تطابق قابل قبولی با یکدیگر دارند.

افزایش تقاضا برای سوخت های فسیلی و اتمام قریب الوقوع این منابع و به دنبال آن پیش بینی افزایش قیمت جهانی انرژی به دلیل محدودیت منابع فسیلی، جهان را با بحران انرژی روبه رو ساخته است. از این رو اهمیت و ضرورت تغییر سیستم فعلی تولید و مصرف انرژی و جایگزینی آن با منابع انرژی های تجدیدپذیر برای پاسخگویی به نیاز انرژی جهانی در آینده نمایان می شود. زیست توده بعنوان یکی از منابع انبوه انرژی های تجدیدپذیر است که با روش های مختلف به سوخت و مواد شیمیایی تبدیل می شود. اما سوخت مایع حاصل از پیرولیز زیست توده که نفت زیستی نامیده می شود نمی تواند جایگزین سوخت های فسیلی شود و باید کیفیت آن بهبود یابد. استفاده از تکنولوژی راکتورهای پلاسمایی سرد از جمله روش های نوین برای انجام واکنش های مختلف در علوم مهندسی و خصوصاً مهندسی شیمی است. اهمیت و ارزش این راکتورها مربوط به کارکرد آنها در دما و فشار محیط، ساختار بسیار ساده و میزان سرمایه گذاری پایین اجرای تکنولوژی آنهاست. در این مطالعه تبدیل انیسول به عنوان نماینده ای از ترکیبات نفت زیستی با استفاده از راکتور پلاسمای تخلیه پالسی(نانو ثانیه( با عایق دی الکتریک در دمای محیط و فشار اتمسفری بررسی شده است. بعد از برپایی یک مجموعه آزمایشگاهی، تاثیر پارامتر های ولتاژ، فرکانس، نوع گاز حامل، نرخ جریان گاز حامل و خوراک و طول الکترود بیرونی بر پارامتر بازدهی تبدیل انیسول و ترکیب درصد محصولات مورد بررسی قرارگرفته است. شناسایی ترکیبات محصول مایع توسط کروماتوگرافی گازی و اسپکتومتری جرمی نشان می دهد که بنزن، فنول و 4-متیل انیسول ترکیبات عمده و 2-متیل انیسول، 2-متیل فنول و 4-متیل فنول و سیکلوهگزان به عنوان ترکیبات فرعی می باشد. با توجه به ترکیب محصولات، انتقال گروه متیلی و هیدرودی اکسیژناسیون و تجزیه هیدروژنی واکنشهای اصلی و عمده فرایند به شمار می آیند. نتایج نشان می دهد که افزایش ولتاژ و فرکانس و همچنین کاهش نرخ جریان گاز حامل و خوراک سبب افزایش درصد تبدیل انیسول می شود.

در این تحقیق , توانایی شبکه عصبی جهت تخمین دانسیته و ویسکوزیته شش گروه از مایعات یونی شامل کاتیونهای ایمیدازولیوم , پیرولیدینیوم , پیریدینیوم , ایزوکوینولینیوم , آمونیوم و آمینو اسید و همچنین دانسیته و ویسکوزیته محلول های دو جزئی این مایعات یونی با حلال های قطبی و غیر قطبی بررسی شدند. به منظور آموزش و ارزیابی شبکه عصبی ، از داده های آزمایشگاهی مندرج در مقالات منتشر شده بهره گرفته شد. جرم مولکولی مایع یونی و جرم مولکولی اجزای ساختاری آن به همراه دما , فشار و غلظت سیستم مورد مطالعه ( کسر مولی مایع یونی در مورد محلول های دو جزئی ) و همچنین جرم مولکولی و دمای جوش کاهیده حلال به عنوان متغیرهای مستقل ورودی شبکه عصبی انتخاب گردیدند. نتایج نشان دادند که شبکه های عصبی سه لایه ای از نوع feed forward دارای توابع انتقال log sigmoid , tan sigmoid و purelin قادر به پیش بینی مقادیر دانسیته و ویسکوزیته مایع یونی خالص و همچنین محلول دو جزئی غیر ایده آل آن می باشد. میانگین درصد خطای مطلق شبکه عصبی بر روی مجموعه تست ، جهت پیش بینی دانسیته و ویسکوزیته مایع یونی خالص به ترتیب برابر با 0.014 % و 4.65 % و جهت پیش بینی دانسیته و ویسکوزیته محلول دو جزئی مایع یونی به ترتیب برابر با 0.023 % و 4.8 % محاسبه گردید

در این تحقیق ارتقاء کاتالیستی انیسول، یکی از ترکیبات نفت زیستی، با استفاده از راکتور پلاسمای تخلیه با عایق دی الکتریکdbd) ) مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور کاتالیستهای co-mo/al2o3 ,pt/al2o3 ,mo-ni/al2o3 ,pt-re/al2o3 در راکتور قرار گرفته و محصولات تولیدی تجزیه و تحلیل شدند. نتایج آزمایشها نشان می دهد ترکیب پلاسما و کاتالیست میزان تبدیل انیسول را به مقدار زیادی افزایش می دهد. بیشترین تبدیل انیسول برابر با % 81 و مربوط به کاتالیست mo-ni/al2o3 است. در حالی که در همین شرایط آزمایشی و بدون کاتالیست، انیسول فقط به میزان %43 تبدیل می شود. نتایج آنالیز محصولات با استفاده از کروماتوگرافی گازی حاکی از آن است که بنزن، فنول، 4- متیل انیسول، 2- متیل انیسول، 4- متیل فنول، 2- متیل فنول، 2و6- دی متیل فنول و سیکلوهگزان سهم بیشتری را در محصولات به خود اختصاص داده اند. در این تحقیق کاهش فعالیت کاتالیست نیز مورد بررسی قرار گرفت.

گاز اسیدی شامل مخلوطی از هیدروژن سولفاید، کربن دی اکساید و درصد کمی از هیدروکربن های سبک و بخار آب می باشد و محصول جانبی واحد شیرین سازی گاز است؛ عمده ترین مشکل گازهای اسیدی، آلاینده بودن آن ها و مشکلات محیط زیستی ناشی از دفع آن ها به اتمسفر است. یک روش مناسب برای برطرف کردن این مشکلات، تزریق گاز اسیدی به مخازن است. اگر در مسیر خطوط انتقال گاز و فرآیند تزریق گاز به مخزن، آب موجود در آن میعان یافته و به صورت مایع در آید، می تواند باعث ایجاد مشکلات زیادی از جمله خوردگی و یا تشکیل هیدرات شود. به همین دلیل در فرآیند تزریق گاز اسیدی به مخزن باید مقدار محتوای آب آن کنترل شود. بنابراین دستیابی به روش مناسب و قابل اطمینان برای پیش بینی و محاسبه محتوای آب گاز اسیدی ضروری است. هدف از این تحقیق، ارائه یک مدل ترمودینامیکی به منظور پیش بینی محتوای آب گازهای اسیدی با استفاده از معادله حالت مکعبی به همراه همبستگی (cubic plus association) است. به همین منظور محاسبات تعادل فازی بخار- مایع و به طور مشخص محاسبات تبخیر آنی (فلش) برای مخلوط های دو جزئی و چند جزئی در گستره دمای و فشاری مختلف انجام شده است. نتایج به دست آمده، حاکی از آن است که میانگین خطای محاسبه کسر مولی آب در فازهای بخار و مایع در حال تعادل از طریق معادله حالت cpa در مخلوط های دو جزئی کمتر از 10 درصد و در مخلوط های چند جزئی کمتر از 4 درصد می باشد، همچنین مقدار دقت این معادله حالت در حدود 10 برابر معادله حالت srk، می باشد.

در این مطالعه، پیوند حرارتی دو فرایند ریفرمینگ با بخار آب و ریفرمینگ سه گانه ی متان درون یک راکتور جهت تولید دو نوع گاز سنتز با نسبت های h2/co متفاوت، بررسی شده است. جهت پیوند حرارتی واکنش های ریفرمینگ با بخار و ریفرمینگ سه گانه ی متان، یک راکتور با 184 لوله پیشنهاد شده است که هر لوله خود از دو لوله ی هم مرکز تشکیل می شود. فرایند ریفرمینگ سه گانه در قسمت خارجی لوله های هم مرکز صورت می گیرد و گرمای مورد نیاز برای پیشبرد واکنش ریفرمینگ با بخار آب که در قسمت داخلی لوله های هم مرکز انجام می شود را تامین می کند. راکتور در حالتی که خوراک های هر دو قسمت به صورت هم سو وارد می شوند بررسی شده و نتایج شبیه سازی قسمت ریفرمینگ با بخار این راکتور، در شرایط خوراک یکسان، با پیش بینی های مربوط به راکتور مرسوم ریفرمینگ با بخار و هم چنین راکتور ریفرمینگ با بخارِ پیوند شده با فرایند هیدروژنه کردن نیتروبنزن مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که نسبت h2/co در خروجی قسمت های داخلی و خارجی راکتور به ترتیب به 1/1 و 9/2 رسیدند. یکی از مزیت های این راکتور نسبت به راکتور مرسوم ریفرمینگ متان با بخار آب، حذف کوره های بسیار بزرگ در راکتورهای مرسوم می باشد. عملکرد راکتور بر اساس میزان تبدیل متان و حصول هیدروژن در هر دو قسمت راکتور مورد ارزیابی قرار گرفته است. اثر نرخ جریان مولی و دماهای مختلف خوراک قسمت ریفرمینگ سه گانه (قسمت خارجی بر روی عملکرد کلی راکتور به صورت عددی بررسی شده است. برای شبیه سازی هر دو قسمت راکتور از مدل ریاضی ناهمگن استفاده شده است. با افزایش نرخ جریان مولی خوراک قسمت ریفرمینگ سه گانه از 28,120 به 140,600 kmol/h ، میزان تبدیل متان در خروجی قسمت ریفرمینگ با بخار حدود 63/4% و حصول هیدروژن به میزان 55/2% ارتقا پیدا کردند. هم چنین با افزایش دمای ورودی قسمت ریفرمینگ سه گانه از 900 به k 1300، میزان تبدیل متان و حصول هیدروژن در خروجی قسمت ریفرمینگ با بخار به ترتیب به میزان 82/5% و 71/5% ارتقا یافتند. نتایج نشان دادند که میزان تبدیل متان در خروجی قسمت های ریفرمینگ با بخار و سه گانه به ترتیب به 26% و 94% رسیدند.

مطالعه به تولید هیدروژن، توسط ریفرمینگ بخار متان که به صورت چرخه ی شیمیایی ریفرمینگ در یک رآکتور بستر ثابت در محدوده ی دمایی c°1200-700 طراحی شده است، پرداخته است. ذرات کاتالیستی در مرحله های اکسیداسیون و کاهش به صورت پیاپی شرکت می کنند. در مرحله ی کاهش، حامل اکسیژن توسط سوخت کاهیده می شود، به نوبه ی خود، به صورت جزئی اکسید شده است تا تبدیل به h2 و co (گاز سنتز) شود و در مرحله ی اکسایش حامل اکسیژن کاهیده شده، دوباره توسط اکسیژن ( ar+ o2) اکسید خواهد شد. حاملان اکسیژن fe ، co همراه با پایه های al2o3 و tio2، توسط روش رسوب دادن ساخته شدند. نمونه های ذکر شده، توسط آنالیزهای اشعه ی ایکس، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی و پراش اشعه ی ایکس، به منظور بررسی خصوصیات قبل و بعد از واکنش بررسی شدند. هدف اصلی این مطالعه، بررسی فعالیت اکسیدهای فلزی مختلف بر روی پایه های al2o3 و tio2 بود. مقایسه ای که بین پایه ها انجام شد، al2o3 عملکرد بهتری نسبت به tio2 دارد، به گونه ای که تبدیل سوخت در مورد fe/al2o3 %100- 95و fe/tio2 %80-78 بوده است.

شاخص بهره دهی چاههای مخازن گاز میعانی زمانی که فشار زیر نقطه شبنم می رسد، کاهش چشمگیر می یابد. در مورد کاهش تولید از این چاهها با توجه به ساختار زمین شناختی و پیچیدگی های جریان سیال در محیط متخلخل اطلاعات زیادی در دست نمی باشد، هرچند علت این پیچیدگی ها تا حدود زیادی مربوط به تغییرات ترکیب سیال به علت وجود دو فازی بودن جریان و اثر آن بر تراوائی نسبی است. دراین مطالعه در چاه-1 از میدان الف سناریوهای مختلفی با تغییر حداقل فشار ته چاه اجرا و تاثیر آن بر میزان میعانات تولیدی بررسی و حداقل فشار ته چاهی مناسب تعیین گردید.

در این کار، کاربرد همزمان طراحی آزمایش (doe) و شبکه های عصبی مصنوعی (ann) در مطالعه سینتیکی فرآیند ارتقاء کیفیت یک نوع نفت زیستی در حضور کاتالیست pt/al2o3 در بازه دمایی 300 تا 400 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات سرعت پیشنهادی پس از انجام آزمایش و آنالیز محصولات و همچنین مطابقت دادن آن با تحقیقات پیشین، با فرض تبعیت کردن از قانون توان ها بدست آمده اند و دارای 18 پارامتر مجهول (6 انرژی فعال سازی، 6 مرتبه واکنش و 6 ثابت اولیه سرعت) می باشند که از طریق آنالیز رگرسیون غیر خطی محاسبه شده اند. به دلیل پیچیده بودن ماهیت سیستم، برای مدل کردن رفتار سیستم از شبکه عصبی به عنوان یک ابزار موثر و دقیق استفاده شده است. روش های متدولوژی سطح پاسخ (rsm) و ann بر اساس نقاط بدست آمده از طراحی آزمایش، بکار گرفته شده اند و سپس از این ساختار برای بدست آوردن داده های بیشتر استفاده شده است. داده های به دست آمده از این ساختار برای برازش کردن معادلات سرعت واکنش های فرآیند ارتقاء کیفیت نفت زیستی مورد استفاده قرار گرفته است. مقایسه نتایج مدل سینتیکی با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که این مدل توانایی خوبی در برازش کردن داده های آزمایشگاهی داشته است.

در مخازن گاز میعانی به وسیله ی تخلیه ی مخزن، فشار به زیر فشار نقطه ی شبنم کاهش می یابد و میعانات گازی در مخزن تشکیل می شود. این قسمت سنگین گاز (میعانات) کاربرد های زیادی در صنعت و زندگی روزمره دارد. وقتی که میعانات گازی در مخزن تشکیل می شود، نه تنها این مایع ارزشمند از بین می رود بلکه تجمع آن منجر به تشکیل بانک میعانات در ناحیه ی اطراف چاه می شود. بنابراین پیدا کردن یک راه اقتصادی برای بازیافت میعانات از مخزن گاز میعانی امری ضروری است. در این مطالعه نرم افزار شبیه سازeclipse 300 جهت شبیه سازی ترکیبی مخزن گاز میعانی استفاده شده است و پدیده ی تزریق گاز و حلال برای از بین بردن تجمع میعانات بررسی شده است. معادله ی حالت پنگ رابینسون با استفاده از داده های آزمایشگاهی موجود توسط نرم افزار pvti تنظیم شده است. مخزن به صورت شعاعی شبیه سازی شده است و تزریق گازهای مختلف مانند co2، ch4 و n2 در دبی ها و زمان های تزریق مختلف مطالعه شد. همچنین تزریق حلالch3oh - co2 با co2 خالص مقایسه شد. بر اساس نتایج بدست آمده از مدل سازی تزریق گاز و حلال، از بین سه سیال تزریقی (co2، ch4، n2) بهترین نتیجه برای حذف میعانات تجمع یافته در اطراف چاه مربوط بهco2 می باشد و با اضافه کردن ch3oh به co2تأثیرش نسبت به co2 خالص افزایش می یابد.

اکیفر کنگان ]یک اکیفر عمیق محبوس با کلاهک گازی (gcdca)[ در زیر مخزن گاز کنگان قرار دارد. سازندهای زمین شناسی اکیفر و مخزن گازی کنگان بر اساس تخلخل، درصد اشباع آب و گاز، لیتولوژی و پتانسیل تولید گاز به 9 واحد غیرمخزنی و 8 واحد مخزنی تقسیم-بندی شده اند. فشار استاتیک ته چاه ها در مخزن گازی کنگان در اثر تولید گاز در یک بازه 15 ساله (از سال 1374 تا 1389) بطور مداوم کاهش یافته است که باعث بالا آمدن سطح تماس آب و گاز به میزان 50 متر شده است. مهمترین خصوصیات اکیفر کنگان به عنوان یک gcdca و تفاوت آن با یک اکیفر محبوس و کم عمق شامل: حضور آب بین دانه ای و غیراشباع در زیر لایه های محبوس کننده (سنگ پوش)، عدم تماس (به استثنای دو نقطه انتهائی مخزن گاز) سطح آب و گاز با لایه محبوس کننده، عدم وجود جریان عمودی از طریق لایه محبوس کننده، بالاآمدن مداوم سطح تماس آب و گاز در نتیجه تولید گاز از مخزن و کاهش مداوم سطح تماس آب و گاز در صورت برداشت از آب اکیفر می باشند. آب تولیدی در میدان گازی کنگان در برخی از چاه های تولید گاز، شورتر از بقیه چاه ها می باشد. مکانیسم های محتمل انتقال شورابه به چاه های گاز شامل: جریان آب از درون بخش های اشباع از آب در مخزن گاز، جریان افشانه ای در محیط متخلخل، مخروط شدگی آب، جریان آب از طریق شکستگی ها و بالا آمدن یکنواخت سطح تماس آب و گاز می باشند. تفاوت اساسی بین چاه های شور و شیرین، حضور بخش های اشباع از آب در درون مخزن و در روبرو، بالا و یا پایین منطقه تولید چاه های شور است در حالی که در چاه های شیرین، این بخش ها یا وجود ندارند یا دارای ضخامت بسیار کمی می باشند. در بخش های اشباع از آب درون مخزن، تمام فضاها با آب پر شده اند و آب قادر است به درون چاه های گاز انتقال یابد. در بخش های اشباع از گاز، مقدار آب در حد آب برگشت ناپذیر است و لذا این بخش ها به عنوان سدی در مقابل جریان شورابه بدرون چاه گاز عمل می کنند. نتایج بررسی های ایزوتوپی و عناصر کمیاب در آبهای تولیدی، گرادیان بیشتر فشار گاز در چاه های شیرین به همراه تعداد دیگری از شواهد، فرضیه های مخروط شدگی آب، جریان شورابه از طریق شکستگی ها و بالا آمدن یکنواخت سطح تماس آب و گاز را رد کردند. نتایج این مطالعه نشان دادند که مکانیسم های انتقال شورابه بدرون چاه های گاز شامل: جریان آب از درون بخش های اشباع از آب مخزن گاز که در بالا، پایین و یا روبروی منطقه تولید چاه های گاز هستند و نیز از طریق پدیده جریان افشانه ای در محیط متخلخل در درون مخزن می باشند. منشاء شورابه تولیدی در چاه های گاز، شورابه آزاد شده در نتیجه افزایش فشار کاپیلاری و جریان شورابه و نیز افزایش حجم آب به دلیل کاهش فشار مخزن (و نتیجتا کاهش چگالی آب) هستند. لذا توصیه می شود که چاه های گاز توسعه ای در مخزن گازی کنگان در آینده، در نزدیکی بخش های اشباع از آب درون مخزن مشبک نشوند.

از آنجایی که در آینده ای نزدیک سوخت های مایع هیدروکربنی سهم عمده ای از بخش حمل و نقل را به خود اختصاص خواهند داد؛ متانول می تواند، به عنوان سوختی بسیار پاک تر از سوخت های معمول بر پایه نفت، به شکل بالقوه ای مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین توسعه فرآیند سنتز متانول در جهت بهبود فرآوری متانول توجه روز افزونی را به خود جلب نموده است. در این پایان نامه به شرح مدل ریاضی پایای فرآیند سنتز متانول در یک راکتور سه فازی گاز-جامد متحرک-بستر ثابت با استفاده از جذب آب می پردازیم. نتایج شبیه سازی نشان داد که جذب انتخابی آب از فرآیند سنتز متانول در یک راکتور گاز-جامد متحرک-بستر ثابت منجر به افزایش قابل توجه تولید متانول در مقایسه با شرایط فلاکس جرمی جاذب برابر با صفر(عدم حضور جاذب) می گردد. ویژگی برجسته این راکتور در مقایسه با فرآیندهای متداول واکنش های جذبی-افزایشی، بازیابی پیوسته جاذب در این سیستم هاست. همچنین تأثیر فلاکس جرمی جاذب و قطر جاذب بر عملکرد این راکتور مورد بررسی قرار گرفته است، که نتایج نشان دهنده ی تولید بیشتر محصول متانول و عملکرد بهتر این راکتور در مقادیر بالاتر از فلاکس جرمی و یا قطر جاذب است.

مشکلات عمده ای که در خالص سازی مواد اولیه و محصولات وجود دارد، سبب شده است که محققین در جستجوی روش های بهتری برای عمل تخلیص باشند. یکی از جدیدترین روش ها که امروزه مورد استقبال قرار گرفته است، استخراج به کمک سیالات فوق بحرانی می باشد. در این تحقیق، تعادلات فازی شش سیستم جامد-سیالات فوق بحرانی (بی فنیل – دی اکسید کربن، نفتالین- دی اکسید کربن، فنن ترین- دی اکسید کربن، اسید بنزوئیک- دی اکسید کربن، فنن ترین- اتیلن و اسید بنزوئیک - اتیلن) بررسی شد. در مدل سازی رفتار این سیستم-ها از دو معادله حالت pc-saft و peng-robinson استفاده شد. معادله حالت peng-robinson برای پیش بینی رفتار سیستم ها نیاز به پارامتر برهمکنش دوتایی دارد. در حالی که معادله حالت pc-saft با توجه به پایه تئوری قوی، فقط برای سیستم های دارای تجمع نیاز به پارامتر برهمکنش دوتایی دارد. همچنین پنج پارامتر معادله حالت pc-saft برای اسید بنزوئیک خالص با استفاده از داده های آزمایشگاهی فشار بخار، بدست آمد. اسید بنزوئیک دارای تجمع بوده و هر دو معادله حالت رفتار سیستم اسید بنزوئیک- سیالات فوق بحرانی را به خوبی پیش بینی نمودند . البته مقدار پارامتر برهمکنش دوتایی برای معادله حالت peng-robinson منفی بود. همچنین از الگوریتم ژنتیک که یکی از دقیق ترین الگوریتم های جستجوی سراسری است، برای بهینه سازی پارامترهای اسید بنزوئیک خالص و پارامتر برهمکنش دوتایی استفاده شده است. بیشترین و کمترین مقدار aad% معادله حالت pc-saft، به ترتیب در سیستم های اتیلن- اسید بنزوئیک (01/0) و دی اکسید کربن- اسید بنزوئیک (22/0) بود.

امروزه، کوره های فرآیند متداول تبدیل متان با بخار آب جهت تولید هیدروژن و گاز سنتز، حجم عظیمی گاز دی اکسیدکربن به جو وارد می کنند. حلقه ی شیمیایی احتراق (clc) یک تکنولوژی جدید احتراق سوخت های فسیلی است که در آن دی اکسید کربن ذخیره سازی می شود. در این رساله، امکان استفاده از حلقه ی شیمیایی احتراق برای تامین گرمای مورد نیاز فرآیندهای تبدیل متان با بخار آب و دی اکسیدکربن جهت حذف کوره بررسی گردیده است. برای این منظور، فرآیندهای کوپلینگ حرارتی متفاوتی طراحی و پیشنهاد شده است. مدل سازی این فرآیندها بر اساس موازنه های جرم و انرژی انجام شده و شبیه سازی این فرآیندهای مختلف با برنامه نویسی در محیط نرم افزار matlab انجام گرفته است. از اطلاعات یک تبدیل کننده متان با بخار آب در مقیاس صنعتی در پتروشیمی زاگرس منطقه ویژه اقتصادی پارس جنوبی استفاده گردیده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که فرآیند کوپلینگ حلقه ی شیمیایی احتراق و تبدیل متان با بخار آب و دی اکسید کربن می تواند مانع انتشار دی اکسید کربن به جو شده و آن را جهت تولید هیدروژن و گاز سنتز مصرف کند.

در این تحقیق با استفاده از پارامتر (f)، کسر مولی بارهای موثر، سعی شده است تا مدل ترمودینامیکی تورم تعادلی هیدروژل پلی آمیدوآمین با مولکول های پایانی آمین (pamam) در ph های متفاوت تصحیح شده و به نتایج آزمایشگاهی نزدیک تر شود. برای این منظور از داده های مربوط به پلی اتیلن گلایکول(peg) به عنوان پلیمر و pamam نسل2، به عنوان عامل اتصال عرضی و همچنین از معادلات اصلی فلوری-رهنر و فلوری-هاگینز و تئوری تعادلی دونان برای مدلسازی داده های تجربی استفاده شده است. با در نظر گرفتن کسرمولی peg به عنوان fc و با استفاده از مقادیر حاصل شده ی f، نمودار تغییرات f بر حسب fc رسم شده و بهترین منحنی عبوری از این نقاط برازش شده است. با استفاده از معادله ی این منحنی، مقادیر مختلف پارامتر f برای کسرهای مولی متفاوت peg به دست آورده می شود و در نتیجه میزان تورم تعادلی در کسرهای مولی متفاوت به دست می آید. در پایان با مقایسه نتایج حاصل از مدل اصلاح شده، نتایج آزمایشگاهی و مدل اونال و هدن در می یابیم که نتایج حاصل از مدلسازی تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. همچنین نسبت به مدل قبلی دارای خطای بسیار کمتری می باشد.

سنتز فیشر-تروپش نقش مهمی در تولید سوخت های مایع، مواد شیمیایی و سایر محصولات هیدروکربنی دارد. این کار، یک مدل جدید را برای رآکتور سنتز فیشر-تروپش ارائه می دهد که در آن زئولیت 4a با ترکیب na12(si12al12o48).27h2o به عنوان جاذب آب در نظر گرفته شده است. برای این منظور، یک رآکتور گاز-جامد متحرک-بستر ثابت به جای رآکتورهای مرسوم بستر ثابت مورد استفاده قرار گرفته است. مزیت اصلی این رآکتور گاز-جامد متحرک-بستر ثابت نسبت به سایر رآکتور های جذبی، پیوسته بودن فرآیند احیای جاذب های متحرک در رآکتور پیشنهادی است. نتایج حاصل از شبیه سازی رآکتور پیشنهادی با رآکتور مرسوم صنعتی مقایسه شده است. این نتایج بیانگر این موضوع است که جذب آب از فرآیند سنتز فیشر-تروپش در یک رآکتور گاز-جامد متحرک-بستر ثابت منجر به افزایش در تولید گزولین و کاهش در تولید کربن دی اکسید (در مقایسه با حالتی که دبی جاذب های متحرک صفر است) می شود. این پایان نامه نشان می دهد که چگونه مفهوم جذب آب از محیط واکنش در رآکتور سنتز فیشر-تروپش امکان پذیر و سودمند است.

امروزه با توجه به نیاز روزافزون به هیدروژن در صنایع نفت و پتروشیمی ، افزایش میزان تولید این ماده از جمله موضوعات مهم مطالعاتی است. در این تحقیق، فرآیند تبدیل متان با بخارآب که در حال حاضر روش اصلی تولید گاز هیدروژن می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است . مفهوم فرآیند جذب-ارتقای واکنش، ایده ی جدیدی است که در این تحقیق به کار رفته است و در آن فاز جامدی از جاذب های متحرک با خاصیت انتخابی جذب کربن د ی اکسید، به محیط واکنش اضافه می شود. ذرات ریز جاذب همراه با جریان گاز به طور همسو از میان بستر کاتالیستی عبور کرده و با جذب کربن د ی اکسید و حذف آن از محصول گازی به محض تشکیل، واکنش های تعادلی موجود را طبق اصل لوشاتولیه به سمت تبدیل بیشتر متان و در نتیجه تولید بیشتر هیدروژن خالص همراه اندکی کربن مونوکسید پیش می برند. بدین طریق می توان بر محدودیت های ترمودینامیکی فرآیند غلبه کرد. لذا با درنظرگرفتن واکنش های روی داده در راکتور تبدیل متان با بخارآب و حل همزمان معادلات جرم و انرژی به کمک فرضیات، مدلسازی درحضور جاذب کربن دی اکسید و در محیط نرم افزار متلب انجام می گیرد. نتایج مدلسازی نشان می دهد که علاوه بر تطابق خوب مدل با داده های صنعتی، تبدیل متان و تولید هیدروژن افزایش، و هزینه های مربوط به جداسازی کربن دی اکسید از محصول نهایی کاهش می یابد.

در این مطالعه پیشنهاد شده است که گازهای دورریز واحد تولید متانول به خوراک راکتور برگردانده شوند و به منظور افزایش تولید متانول مورد استفاده قرار گیرند. شدت جریان این گازهای دورریز به ترتیب 342140 و 950860 مول بر ساعت است. هر یک از این جریان های گازی حاوی 63% هیدروژن و 20% مونوکسیدکربن و دی اکسیدکربن هستند که جزء واکنش دهنده های واکنش تولید متانول می باشند.

در شرایط کنونی همچنان سوخت های فسیلی به عنوان مهمترین منابع انرژی برای آینده شناخته می شوند اما نگرانی های فراوانی در مورد آنها وجود دارد که لازم است با بررسی های دقیق مورد توجه قرار گیرند. انتشار گازهای گلخانه ای و محدودیت منابع از مهمترین چالشهایی هستند که لازم است مورد توجه قرار گیرند. در این شرایط مهمترین هدف این پژوهش، ارائه و ارزیابی طرح اولیه پایلوت تزریق گاز دی اکسید کربن برای یکی از مخازن بزرگ نفتی کشور است تا بر آن اساس جلو انتشار گازهای گلخانه ای به جو گرفته شود و از دیگر سو با افزایش ضریب بازیافت از این مخزن، منابع سوخت های فسیلی را برای آینده گسترش داد. ارزیابی طرح بر اساس نتایج حاصل از مطالعات دقیق آزمایشگاهی، تجزیه و تحلیل ابعادی مساله، مدل سازی و شبیه سازی ریاضی و نهایتاً بررسی و تفسیر فنی و اقتصادی نتایج انجام شده و منجر به پیشنهاد روش بهینه تولید از مخزن شده است. در این مطالعه ترکیب گاز تزریقی به عنوان پارامتر کلیدی برای بررسی در نظر گرفته شده و جنبه های مختلف فرآیند بر آن اساس مطالعه شده است. بهینه سازی در این مطالعه با در نظر گرفتن افزایش ضریب بازیافت و افزایش بازدهی اقتصادی به عنوان دو وجه هدف انجام شده و مقدار و سرعت تزریق گاز و سرعت تولید نفت نیز در کنار ترکیب گاز مورد توجه قرار گرفته است و نقشه راه ازدیاد برداشت نفت از این مخزن و اجرای مقیاس پایلوت آن در 2 تا 5 سال آینده پیشنهاد شده است .

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در کار حاضر، شبیه سازی راکتور اتوترمال- غشایی سنتز فیشر-تروپش بررسی شده است.در راکتور اتوترمال- غشایی، ابتدا گاز سنتز خوراک وارد لوله های راکتور دوم می شود. جهت کنترل نسبت هیدروژن به مونوکسیدکربن در قسمت واکنش دیواره لوله ها با لایه ای از غشای پالادیم-نقره پوشانده می شود ، در نتیجه هیدروژن در اثر اختلاف فشار جزئی هیدروژن بین لوله ها و پوسته،به قسمت واکنش نفوذ می کند. همچنین گاز سنتز که به وسیله واکنش های گرمازای فیشر-تروپش پیش گرم شده وارد لوله های راکتور اول می شود و در مجاورت بستر کاتالیستی ثابت شروع به واکنش می کند. گرمای حاصل از واکنش به آب اشباع خنک کننده موجود در پوسته انتقال می یابد. جریان گاز واکنشی راکتور اول شامل محصولات سنتز فیشر-تروپش و مقداری از واکنشگرهای واکنش نداده، از انتها وارد پوسته ی راکتور دوم می شود و با گاز سنتز درون لوله، از پایین به بالای راکتور جریان می یابد و در نهایت محصولات از بالای راکتور به واحد کراکینگ با هیدروژن فرستاده می شود، که استفاده از این نوع راکتور در فرآیند فیشر-تروپش باعث افزایش تولید گازولین (بنزین) و کاهش تولید متان و دی اکسید کربن که محصولات غیر مطلوب در فرآیند مذکور هستند، می شود. همچنین طول عمر کاتالیست به دلیل یکنواختی بیشتر دما در مدل راکتور پیشنهادی طولانی تر است. علاوه بر این در این تحقیق، اثر جریان های همجهت و مختلف الجهت بر عملکرد راکتور اتوترمال-غشایی بررسی شده است. مقایسه بین جریان های مختلف الجهت و هم جهت از نقطه نظر نرخ تولید گازولین (بنزین) و محصولات نامطلوب در این راکتـور نشان دهنده این است که انتخاب جریان مختلف الجهت در راکتور بهتر می باشد، ولی از لحاظ دمایی جریان هم جهت بهتر از غیر هم جهت عمل کرده است.

تعادلات همزمان فازی و شیمیایی یک مسئله عمده در طراحی راکتورهای شیمیایی بخصوص برج های تقطیر واکنشی میباشد. الگوریتمهای مختلفی برای انجام محاسبات تعادل همزمان فازی و شیمیایی ارائه شده است . این الگوریتمها به دو گروه استوکیومتری و غیر استوکیومتری تقسیم شده اند. الگوریتمهای sc و kz با استفاده از روش استوکیومتری و الگوریتم مینیمم کردن انرژی آزاد گیپس بدون استفاده از ضرایب استوکیومتری واکنشها می تواند تعادلات مورد نظر را پیش بینی نماید. دراین پروژه یک نرم افزار کامپیوتری عمومی با استفاده ازالگوریتمهای فوق توسعه داده شده است . مثالهایی مانند تولید mtbe، واکنش استری شدن و شیرین کردن گازهای ترش برای کارآرایی نرم افزار مورد استفاده قرارگرفته است . نتایج بدست آمده با نتایج آزمایشگاهی و نتایج گزارش شده تطبیق خیلی خوبی دارد.