یکی از فرآیندهای شیمیایی برای تبدیل متان به مواد با ارزش افزوده بالاتر، فرآیند زوج شدن اکسایشی متان است. این واکنش در مخلوطی از متان و اکسیژن که به وسیله یک گاز بی اثر نظیر هلیم یا نیتروژن رقیق شده است در مجاورت کاتالیزوری از اکسید فلزی انجام می شود. مسئله اصلی در این واکنش رسیدن به گزینش پذیری بالا برای اتیلن ومیزان تبدیل مناسب متان بدون از دست رفتن آن در اثر احتراق کامل است. در این تحقیق ماکزیمم سازی مقدار تولید اتیلن به نحوی که مقدار تولید دی اکسید کربن تا حد امکان مینیمم شود صورت گرفت. تابع هدف مسئله کنترل بهینه به صورت مجموع مقدار تولید مولی اتیلن و یک ضریب از مقدار مولی دی اکسید کربن تولیدی تعریف شد. سپس پروفایل بهینه دما از طریق روش کنترل بهینه تکه ای خطی در طول راکتور به دست آمد و اثر فشار و مقدار اکسیژن در خوراک ورودی بر نتایج حاصله مورد بحث قرار گرفت. همچنین فرآیند زوج شدن اکسایشی متان روی کاتالیست های دارای خاصیت اکسایشی کاهشی در راکتور بستر سیال بررسی شد. اثر دماهای مختلف عملیاتی در میزان تولید محصولات نشان داد که کاتالیست استفاده شده دارای خاصیت اکسایشی کاهشی است. سپس آزمایش های حالت گذرا در دو دمای 800و??? درجه انجام شد و درصد تبدیل متان ،درصد مولی اجزاء و انتخاب پذیری محصولات مورد بررسی قرار گرفت. سپس اثر دمای بستر کاتالیستی ،سرعت ظاهری گاز ورودی و میزان اکسیژن در خوراک ورودی روی بازده و انتخاب پذیری کاتالیست بررسی شد.

واحد آیزوماکس دریک پالایشگاه ازجمله مهم ترین و پرسود ترین واحدهای پالایشگاه می باشد.دراین واحد برشی ازنفت خام ازبرج خلا قسمت تقطیر گرفته شده و تبدیل به محصولات میان تقطیری با ارزش نظیر بنزین و گازوئیل می شود. به همین جهت است که این واحد بسیار سودآوراست. برش سنگین نفتی ورودی ابتدا به فشار بسیار بالای حدود 200 بار می رسد و سپس در راکتورهای واحد آیزوماکس در حضور هیدروژن به ترکیبات سبکتر شکسته می شود. این واکنش ها گرمازا می باشند و نیاز به خنک سازی دارند. این ترکیبات در یک سیستم مشابه واحد تقطیرازهم جدا می شوند. محصولات میان تقطیری بدست آمده از این واحد بسیار مرغوب می باشند. شرایط عملیاتی در این واحد بسیارحساس است و به شدت برکیفیت محصولات تاثیرمی گذارد. بر همین اساس تلاشی صورت گرفته تا این شرایط عملیاتی توسط نرم افزار hysys بررسی و در نهایت شبیه سازی شود. راکتورهای واحد آیزوماکس از جمله مهم ترین قسمت های آن از نظرعملیاتی می باشند و شرایط ورودی مواد و هم چنین شرایط دمایی در آن حائز اهمیت است. پروژه ی پیش رو بررسی و شبیه سازی این شرایط در حالت دینامیک در نرم افزار hysys و هم چنین مدل سازی تغییرات دمایی در طول راکتور را مد نظر داشته است و هم چنین شرایط دمایی در راکتور را براساس دمای خوراک ورودی پیش بینی می کند. مدل ریاضی بدست آمده توسط نرم افزار matlab 7.5 به صورت عددی حل شده و پروفیل دمایی آن برای هر چهار قسمت راکتور بدست آمده است.

آسفالتین ترکیباتی است سنگین الی که این ترکیبات سبب ایجاد مشکلاتی در فرایندهای نفتی می گردد. این رسوب از ترکیبات پیچیده و آلی سنگینی ، که در نفت خام وجود دارد تشکیل شده ، که می تواند سبب بسیاری از مشکلات شود. در این پروژه با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی (ann) روشی را برای برآورد از رسوب آسفالتن مطرح شده است. شبکه های عصبی در واقع مدل ساده ای از مغز انسان است که با قابلیت یادگیری و تخمین ، به کمک یک ساختار ریاضی ، توانایی نشان دادن فرایندها و ترکیبات دلخواه غیر خطی جهت ارتباط بین ورودی ها و خروجی های هر سیستم را دارا می باشد. این شبکه با داده های موجود طی فرایند یادگیری ، آموزش دیده و جهت پیش بینی داده های مجهول مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین قبلیت های تخمین شبکه های پرسپترون چند لایه با استفاده از قانون پس انتشار خطا ، این شبکه را به عنوان یک گزینه کلی و کاربردی برای مدل سازی سیستم های غیر خطی معرفی نموده است. افزایش تعداد داده های جانبی در طول آموزش شبکه باعث آموزش دقیق تر شبکه و حصول به نتایج نزدیکتر به واقعیت می گردد. در انجام این پروژه با توجه به سرعت بالای الگوریتم trainlm در اموزش شبکه عصبی در نگارش برنامه مربوط به این پروژه نیز از الگوریتم لونبرورگ – مارکوارت در آموزش شبکه عصبی برای پیش بینی رسوب اسفالتین استفاده شده است. اما الگوریتم ژنتیک از دقت بالایی برخوردار است ولی صحت کار آن مورد تردید است

کمپرسورهای a/b/c 601 c –واحد آیزوماکس پالایشگاه اراک از نوع رفت و برگشتی موازی می باشند . این کمپرسورها هر کدام ظرفیتی برابر %50 هیدروژن جبرانی مورد نیاز واحد را تامین می کنند و به همین دلیل همیشه دو عدد از آنها در حال کار و یکی در حالت آماده است . کمپرسورهای 601 -c هر کدام در سه مرحله فشار گاز هیدروژن تامینی را از 2/16 بار به 178 بار افزایش داده و به سیستم راکتورها تزریق می نمایند . یکی از نکات عملیاتی مهمی که در فرایندهای تراکم کمپرسورها باید به آن توجه داشت قطع یا کاهش دبی جریان ورودی به کمپرسورهاست . در حقیقت به دلیل جلوگیری از آسیب رسیدن به کمپرسورها ، همواره باید جریان ورودی را بالاتر از مقدار مشخص یا حداقل جریان کنترل کرد. در این حالت بخشی از جریان گاز خروجی از فلش درام را که اکنون فشار آن افزایش یافته ، پس از کاهش فشار از طریق شیر فشار شکن مجددا به ورودی کمپرسور بر می گردانند . این جریان برگشتی اصطلاحا آنتی سرج نامیده می شود و در حالت نرمال فاقد جریان است بنابراین باید انتظار داشته باشیم یک جریان از انتهای فرایند مجددا به ابتدای فرایند باز گردد .نرم افزار hysys dynamic برای تعیین فشار و جریان در هر لحظه از زیربرنامه ای بنام p-f-solver استفاده می کند به اینصورت که با تغییر فشار جریان ورودی به فلوشیت دبی حجمی آنرا تغییر داده و اثر این کاهش را روی کنترلر آنتی سرج مشاهده می کنیم .

یکی از معضلات اساسی در روش های متداول تولید سود سوزآور و کلر، مصرف زیاد انرژی می باشد. لذا محققین به دنبال روش هایی بوده اند که بتوانند هر چه بیشتر مصرف انرژی را کاهش دهد. جدید ترین روش تحقیقاتی در سطح آزمایشگاه و نیمه صنعتی جهت کاهش مصرف انرژی استفاده از فرایند کلر-آلکالی پیشرفته advanced chlor-alkaliمی باشد. ر این فرایند از کاتدهای احیا اکسیژن به جای کاتدهای تولید هیدروژن در راکتور الکتروشیمیایی غشایی استفاده می گردد. کاتدهای احیا اکسیژن دارای ساختاری کامپوزیت با ضخامت کمتر از 300 میکرون هستند که به ترتیب متشکل از لایه های آب گریز (تفلونی) نفوذ اکسیژن (کربن –تفلون) و واکنش (الکتروکاتالیست) بوده که تحت فشار به یکدیگر متصل می گردند. مهمترین مشکلات کاتدهای نفوذ اکسیژن جهت صنعتی شدن عبارتند از : 1- عدم پایداری کافی کاتد و الکتروکاتالیست به کار رفته در آن : 1-1حل شذت الکتروکاتالیست پلاتین در الکترولیت (سود) 1-2)از بین رفتن پاتین به دلیل اکسید شدن پایه کربنی کاتالیست و ریزش الکتروکاتالیست 2-تولید محصول ناخواسته پراکسیدسدیم 3-پدیده طغیان فعالیتهای تحقیقاتی انجام شده شامل موارد ذیل می باشد: الف) ساخت پایه های متفاوت با ترکیب درصدهای وزنی 60، 65، 70و 80 (درصد وزنی کربن) ب) تهیهmea (membrane electrode assembly)با دو روش متفاوت با استفاده از الکترو کاتالیست پلاتین ج) در این پروژه از انواع الکتروکاتالیست های تک فلزی و آلیاژی از جمله الکتروکاتالیست های روتنیوم اکسید روتیوم و پلاتین-روتنیوم استفاده شده است خلاصه نتایج و تحلیل آن به شرح زیر است: -بهترین شرایط برای پایه ها ترکیب درصدهای وزنی 65 تا 70 درصد کربن می باشد. -الکتروکاتالیست روتنیوم در کاهش تولید پراکسید نسبت به کاتد esns عملکرد بهتری داشته است. -meaهای ساخته شده در افزایش بازدهی تولید سود(caustic current efficienty) موثر عمل کرده اند. -پودر کربن هایی که دارای سطح ویژه ی بالاتر از 200 m2/gr می باشند برای تهیه پایه مناسب ترند. -کربن های مناسب جهت ساخت کاتد نفوذ اکسیژنی می بایست سطح ویژه ای بین 200 تا 300 m2/gr داشته از درجه گرافیتاسیون بالایی برخوردار باشند. -از تحقیقات برجست های که در این پژوزه انجام شده استفاده از surfactant و فیلمهای ظریفی است که در آغاز فرایند سبب جذب مایع روی سطح کاتد می شوند. این امر سبب افزایش سه فازی واکنش می گردد.

این پایان نامه به بررسی پارامترهایی که بر تبلور زئولیت‎ na -y ‎تاثیر‎ ‎می گذارند، می پردازد. برای این منظور سنتز ‏زئولیتna -y ‎، به وسیله روش مایکروویو با زمان حرارت دهی مختلف و در دما های متفاوت انجام گرفت. نتایج‎ ‎نشان ‏می دهد زمانی که ژل زئولیت به وسیله مایکروویو حرارت داده می شود، به مراتب سریع تر از زمانی که در یک اجاق ‏معمولی حرارت داده می شود، کریستال های زئولیت پدید می آیند. این نتیجه ناشی از گرم شدن سریع ژل های زئولیتی در ‏اثر تابش مایکروویو است. زئولیت ‏y‏ مکعبی با استفاده از حرارت دهی مایکروویو با موفقیت سنتز شد. برای این منظور، ‏از یک اجاق مایکروویو تجاری که برای فراهم کردن پالس های مایکروویو در مخلوط سنتز تغییر یافته بود، استفاده شد. ‏نمونه بدست آمده توسط پراش اشعه‎ x ‎و تعیین سطح‎ bet ‎مورد بررسی قرار گرفت. تولید کریستال های زئولیت با ‏نسبت ‏si/al‏ برابر 45/2 و اندازه کریستال ‏?m‏ 5/0 و اندازه پارامتر شبکه? ‎‏ 7/24 و سطح ویژه ‏m2/g‏ 541 با ‏موفقیت انجام شد.‏‎ ‎

چکیده شبیه سازی یک راکتور بستر سیال شده نیازمند شناخت کلیه پدیده های واقع در آن است.فرایند های فیزیکی در بستر سیال شده توسط روابطی بیان می گردند که آنها را روابط هیدرودینامیکی می نامند و فرایند های شیمیایی با مدل های سنتیکی بیان می شوند که بیان کننده واکنش های صورت گرفته در بستر هستند.با حل همزمان مدل های هیدرو دینامیکی و سنتیکی در یک راکتور بستر سیال این راکتور مدل سازی می شود.اطلاعات حاصل از مدل سازی را می توان برای طراحی ،افزایش ابعاد،افزایش ظرفیت،و کنترل راکتور مورد استفاده قرار داد.در واکنش های ناهمگن که نحوه تماس بین فاز های موجود در راکتور اهمیت دارند هر چه مدل هیدرودینامیکی پیش بینی بهتری از رفتار فازها ارائه دهد نتایج حاصل از مدل سازی به نتایج تجربی نزدیک تر خواهد بود.در این رساله مدل های هیدرو دینامیکی مختلف جهت مدل سازی راکتور بستر سیال شده مورد بررسی قرار گرفته اند و عملکرد این رآکتورها با داده های تجربی موجود مقایسه شده است .با بررسی نتایج مشخص شد پیش بینی مدل دو فازی دینامیکی(dtp) از هیدرودینامیک بستر سیال از اعتبار بیشتری برخوردار است .همچنین ، این مدل برای هر دو نمونه از ذرات جامد گلدارت a و b کارایی دارد. از طرف دیگر کاربرد این مدل از سایر مدل های ارائه شده جهت مدل سازی بستر در هر دو رژیم سیال سازی حبابی و درهم آسان تر است ،پس با انتخاب این مدل و مدل سنتیکی تولید ملامین به صورت-ra=kcan و k=ko exp(-e/rt) راکتور بستر سیال را می توان مدل سازی و مورد بررسی قرار داد.