شبیه سازی موثر عملیات کراکینگ کاتالیستی بستر سیال fcc)) جهت تبدیل مازوت به محصولات مفید مثل بنزین نیازمند درک صحیح از بسیاری از فاکتورها مانند سینتیک واکنش، هیدرودینامیک و اثرات خوراک و کاتالیست می باشد. در مدل انتخابی برای واحد کراکینگ کاتالیستی بستر سیال ،راکتور به صورت رایزر با زمان اقامت گاز و جامد در حدود چند ثانیه در در نظر گرفته شده است. به علت فعالیت بالای کاتالیست (باتوجه به اینکه بازسازی شده و دمای بالایی دارد) واکنش کراکینگ را در رایزر انجام می دهند. از آنجایی که واکنش های شکست کاتالیستی دارای مکانیسم پیچیده ای می باشند و اجزاء زیادی در خوراک سنگین وجود دارد، جهت کاهش حجم محاسبات در مدل های سینتیکی ، واکنش دهنده ها و محصولات به صورت مجموعه ای از هیدروکربن ها در نظر گرفته می شود. به همین دلیل این مدل های سینتیکی تحت عنوان مدل های تکه ای معروف شده اند.در این پروژه جهت شبیه سازی رایزرfcc مدل چهار تکه ای شامل مازوت، بنزین، کک و گازهای سبک، مدل پنج تکه ای شامل مازوت، بنزین، کک، گاز مایع و گاز خشک،و مدل هفت تکه ای شامل باقیمانده برج خلاء، مازوت، گازوییل، بنزین، کک، گاز مایع و گاز خشک (برای پیش بینی درصد تبدیل مازوت و توزیع محصولات) در نظر گرفته شده است. نتایج شبیه سازی در حالت پایدار با نتایج موجود در مقالات مقایسه شده است و از دقت بالایی برخوردار می باشد.به علاوه شبیه سازی به فرم دینامیک هم در این پروژه انجام شده است.در نهایت اثر تغییر پارامتر های عملیاتی بر رفتار سیستم بررسی گردیده است.

پراکنش کلوخه ها و انبوهه ها از جمله مهمترین مراحل فرآیند مواد است که در بسیاری از کاربردها با آن مواجه می شویم. اهمیت مطالعه این فرآیند از اینجا ناشی که پراکنش ذرات نه تنها نقش کلیدی در تعیین خواص ریولوژیکی این سامانه ها بازی می کند، بلکه اثر بسیار مهمی در تعیین خواص نهایی سامانه دارد. از اینرو پیش بینی و کنترل این فرآیند برای دستیابی به خواص مورد نظر یا طراحی فرآیندها و مخلوط کننده های مناسب همواره از موضوعات تحقیقاتی بسیاری از محققان بوده است. در این مطالعه سعی گردید تا با استفاده از روشهای محاسباتی شامل روش المانهای مجزا و دینامیک استوکسی رفتار پراکنشی کلوخه ها با ساختارهای متفاوت در میدانهای جریان مختلف دو بعدی و سه بعدی مورد مطالعه قرار گیرد. این مطالعات نشان داد که ساختار فضایی کلوخه ها یکی از تأثیر گذارترین پارامترها بر رفتار پراکنشی آنهاست. هر چه ساختار کلوخه ها متراکمتر باشد (بعد فرکتالی بالاتر باشد)، رفتار آن رفتاری صلب خواهد بود و شکست آن بصورت ناگهانی، بعد از تغییر شکل اندکی صورت می گیرد. اما کلوخه های با ساختار متخلخل تر (بعد فرکتالی کوچکتر) رفتار انعطاف پذیری از خود نشان داده و پس از تغییر شکل قابل توجه می شکنند. همچنین نتایج حاصل از مدلسازی این فرآیند نشان داد که میدانهای برشی به دلیل وجود مولفه های چرخشی قابلیت پراکنش کمتری در مقایسه با میدانهای کششی دارند. در این مطالعه برای اولین بار نشان داده شد که با استفاده از روش دینامیک استوکسی و روشهای عددی تحلیل جریان می توان فرآیند پراکنش را در میدانهای جریان با هندسه های پیچیده پیش بینی نمود. مطالعات تجربی در این زمینه نشان داد که اکسترودرهای دو پیچه به دلیل حضور پررنگ میدانهای کششی از قابلیت اختلاط بهتری در مقایسه با مخلوط کننده های داخلی برخوردار بوده و حضور این میدانهای کششی احتمالا از تشکیل مجدد کلوخه ها (حتی کلوخه های کوچکتر) جلوگیری می نماید. همچنین نشان داده شد که با استفاده از روش دینامیک استوکسی می توان خواص ریولوژیکی سامانه های متشکل از کلوخه ها اثر و پارامترهای مختلف را پیش بینی نمود. این مطالعات نشان داد که کلوخه های با بعد فرکتالی کوچکتر به دلیل سطح تماس بیشتر در مقایسه با کلوخه های با بعد فرکتالی بزرگتر در تعداد ذرات مساوی، ویسکوزیته سامانه را بیشتر افزایش می دهند. همچنین این نتایج نشان داد که در کلوخه های با ساختار یکسان، کلوخه هایی که از ذرات با برهمکنشهای سطحی قویتری تشکیل شده باشند، ویسکوزیته سامانه را بیشتر افزایش می دهند. پیشنهاد می شود که این تحقیقات با در نظر گرفتن ذرات غیر همسان و غیر کروی ادامه یابد.

تولید شن در صنعت نفت فرآیندی است که در آن ذرات جامد هرماه سیال مخزن تولید می شود. ذرات ریز جامد همراه با جریانات پرفشار گاز یا مایع به عنوان عوامل فرساینده در مسیر عمل کرده و باعث از بین رفتن لوله های جداری و سیستم های کنترل و تأسیسات سطح الارضی می شود و هزینه های اقتصادی زیادی را در بردارد. فرسایش یکی از عمده مشکلات ناشی از تولید شنهای سازند در تولید نفت و گاز می باشد که تحت تأثیر فاکتورهای زیادی در شرایط عملیاتی است. در این پروژه سعی شده است که با استفاده از نرم افزار فلوینت، سرعت و زاویه برخورد ذرات به دیواره لوله جداری محاسبه شود و سپس با اعمال نمودن این اطلاعات در رابطه تجربی، سرعت فرسایش محاسبه گردد که این سرعت فرسایش با توجه به حد استانداردهای موجود. می تواند سرعت مطمینه تولیدرا مشخص نماید. با اجرای نرم افزار فلوینت و به دست آوردن پارامترهای موثر در برخورد ذرات به دیواره و سپس با استفاده از فرمول های مناسب مقدار فرسایش در سرعت های مختلف برای یکی از چاه های حوزه نقشی لاوان محاسبه گردیدو نشان داده شد که می توان سرعت تولید را در این چاه بالاتر از حد موجود برد و بطور کلی تأثیر سرعت و مقدار فرسایش نشان داده شد با تغییر پارامترهای مناسب مشاهده گردید که عواملی چون سرعت و زوایه برخورد ذرات، خصوصیات ماده مورد برخورد. خواص ذرات برخورد کننده، اندازه و شکل ذرات تأثیر بسزایی در مقدار فرسایش دارد.

آلکیلاسیون یکی از روشهای تولید بنزین با اکتان بالا با استفاده از واکنش بین ایزوبوتان و انواع بوتنها است. تا کنون برای انجام واکنش آلکیلاسیون، از مجاورت هیدروکربن ها با دو اسید قوی سولفوریک و هیدروفلوریک در دمای پایین و فشار متوسط، استفاده می شد که مشکلات فنی زیادی از جمله سمیت، خورندگی، هزینه بالای کاتالیست و غیره را به دنبال داشته است. از مدتها پیش تحقیقات برای ابداع یک کاتالیست اسیدی جامد به عنوان جایگزین برای اسیدهای مایع آغاز شد و تاکنون کاتالیست های زیادی با خواص گوناگون تولید گردید اما تا امروز نتایج به صورت صنعتی در نیامده است و تنها طرح های پیشنهادی صنعتی گوناگونی با توجه به خواص کاتالیست ها ارایه شده است. در این پروژه پس از شرح اطلاعاتی در رابطه با بنزین و گذشته واحدهای آلکیلاسیون که در فصلهای اول تا سوم آورده شده، در فصلهای چهارم تا ششم، سینتیک دو نوع کاتالیست جامد آلکیلاسیون که از طریق نتایج آزمایشگاهی بدست آمده در نظر گرفته شده و با توجه به ثوابت سینتیکی آنها راکتور مناسب عملیاتی پیشنهادی برای شبیه سازی در نظر گرفته شده و با استفاده از موازنه جرمی در راکتور، تعدادی معادلات دیفرانسیل ایجاد گردیده که با حل هم زمان آنها می توان غلظت های ترکیبات حاضر در راکتور را بررسی کرد. سپس با استفاده از حل همین معادلات، اثر تغییر برخی پارامترهای مهم حاضر در سیستم مانند دبی حجمی خوراک راکتور، نسبت پارافین به اولفین، و انباشتگی کاتالیست روی تبدیل خوراک و تولید آلکیلات مورد بررسی قرار گرفت.

در این پایان نامه میزان رسوبگذاری یکی از چاههای مناطق فلات قاره ایران در روش فرازآوری با گاز مورد مطالعالعه قرار گرفته است. برای شبیه سازی میزان رسوبگداری آسفالتین در این پروژه از نرم افزار winprop استفاده شده است که در طی آن تاثیر گازهای مختلف بر مقدار آسفالتین مورد بررسی قرار گرفته است.

نوع رفتار و برهمکنش بین بلوک ها و شکاف ها به طور چشمگیری متأثر از نوع توزیع هندسی شکاف ها می باشد. آزمایش های فشار گذار در یک مخزن شکاف دار با لحاظ کردن تغییرات اندازه بلوک ها در معادلات حاکم بر جریان، مدل سازی می شود. اندازه بلوک ها به طور معکوس، با شدت ترک خوردگی رابطه دارد و اندازه یک بلوک مخرنی که در جریان کل سهیم است به عنوان یک المان در یک تابع توزیع آماری در معادله نفوذ لحاظ شده است. آزمایش های فشار گذار با چندین تابع چگالی احتمال از اندازه بلوک ها بررسی می گردد و هر دو مدل جریانی شبه پایدار و ناپایدار برای هر یک از آن توابع معرفی شده در نظر گرفته می شود. نشان داده می شود که ویژگی های نمودارهای به دست آمده به طور کیفی نوع تابع توزیع اندازه بلوک ها را بیان می کند. میانگین تابع توزیع اندازه بلوک ها، توصیفی از میزان شدت ترک خوردگی و واریانس تابع توزیع میزانی از یکپارچگی ترک خوردگی می باشد. مخازنی که به طور غیر یکپارچه ای شکاف دار و دارای تغییرات اندازه بلوک ها بسیار بالا هستند، می توانند پاسخ فشاری مخازن غیر شکاف دار (همگن) را از خود نشان دهند. علاوه بر تحقیقات گذشته، در اینجا دو تابع چگالی احتمال نمایی و خطی از اندازه بلوک را که در مخازن شکاف دار بسیار یافت می گردند در شرایط جریان شبه پایدار و اثر دو تابع چگالی احتمال خطی و دو مدی نیز در شرایط جریان ناپایدار بررسی شد. در این پژوهش، همچنین اثر تغییرات تراوایی در معادله نفوذ به صورت یک تابع در نظر گرفته شد و سعی گردید که ساده ترین نوع از تابع تعریف شده به صورت تحلیلی و عددی حل گردد. منابع اطلاعاتی دیگر نظیر برون زدگی ها و نمودارهای پتروفیزیکی، همراه با مدل های ارایه شده در این تحقیق می تواند تخمینی از نوع توزیع اندازه بلوک های مخزن را ارایه دهد.

علیرغم مطالعات تجربی زیادی که در مورد خرابی سازندهای حامل نفت و گاز صورت گرفته است فعالیت های تحقیقاتی محدودی در زمینه مدلسازی فرآیندهای مربوط و توسعه شبیه سازهای خرابی سازند انجام شده است. استفاده از این مدل ها در آنالیز واقعی مخزن محدود است که بواسطه مشکلات در درک و به کاربردن این مدل ها و محدودیت در کارایی آن ها می باشد. در این پروژه مدلسازی حرکت سیالات در محیط متخلخل همراه با رسوب آسفالتین در مقیاس pore scale با دو فاز نفت و آب مورد نظر است. برای این منظور سطح مقطع گلوگاه های و حفرات بایستی گوشه دار انتخاب شود تا بتوان آثار ترشوندگی و تغییرات زوایای تماس بین فازها را نیز مورد بررسی قرار داد و تغییرات نفوذپذیری نسبی و فشار مویینگی را بدست آورد. در این حالت بررسی مکانیزم های جریان دو فازی الزامی است. این پروژه مشتمل بر سه بخش است. در بخش اول یک مدل ترمودینامیکی بر پایه فاز جامد چندگانه به منظور پیش بینی رسوب همزمان واکس و اسفالتین برای اولین بار ارایه شده است. نتایج مدل در مورد پیش بینی میزان رسوب آسفالتین با تغییرات فشار، افزایش حلال و تاثیر درجه حرارت بر میزان رسوب واکس با مقادیر تجربی و نتایج سایر مدل های ارایه شده در مقالات، مقایسه شده و نتایج کاملا رضایت بخش است. همچنین اثر تغییرات درجه حرارت، جرم مولکولی حلال، افزایش رزین، عدد کربنی حلال، افزایش یک آروماتیک و میزان رسوب همزمان واکس و آسفالتین توسط مدل پیش بینی شده است. در بخش دوم تاثیر رسوب آسفالتین بر پارامترهای مختلف در فرایندهای جریان دو فازی شامل ریزش و آشام با استفاده از مدل های شبکه بررسی شده است و نتایج مدل اطلاعات تجربی ارایه شده در مقالات مقایسه گردیده است. این پارامترها شامل خواص پتروفیزیکی مخزن، فشار مویینگی نفوذپذیری نسبی فازهای آب و نفت می باشد. همچنین تاثیر رسوب و آسفالتین بر سایر پارامترها شامل توزیع اندازه حفره ها و گلوگاه ها، زاویه تماس و مکانیزم های مختلف در فرایند ریزش و آشام بوسیله مدل پیش بینی شده است. در بخش سوم تاثیر رسوب آسفالتین بر پارامترهای اجرایی مخازن نفتی با استفاده از نتایج حاصل از مدل و شبکه و با به کار بردن یک شبیع ساز سه فازی، سه بعدی مخازن نفتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. این ارزیابی شامل تاثیر رسوب آسفالتین بر فشار چاه تولید نفت، فشار چاه تزریق آب، فشار متوسط مخزن، زمان breakthrough آب و میزان نفت قابل استخراج از مخزن می باشد.

مدیریت مخازن به منظور افزایش تولید از یک طرف و صیانت از مخزن از طرف دیگر، به دلیل اهمیت روزافزون نفت و فراورده های نفتی از اهمیت خاصی در بدهی های گذشته برخوردار گردیده است. یکی از چالش های مهم مهندسی مخزن در جهت تحقق اهداف افزایش تولید با لحاظ کردن کلیه جنبه های مهندسی مخزن و صیانت از مخزن، نحوه برداشت از چاه ها به صورت بهینه بوده است. به طوری که در این برداشت ضمن حداکثر نمودن مقدار تولید، فشار مخزن، آبزدگی ناحیه نفتی، نسبت گاز به نفت تولیدی و ... در سطوح مطلوبی حفظ گردد. در این رساله سعی بر آن شده تا برنامه تولید از چاه های یک مخزن را توسط الگوریتم ژنتیک به صورت همزمان با شبیه سازی مخزن و با در نظر گرفتن پارامترهای برداشت صیانتی از مخازن، به طور بهینه توسط نرم افزاری تهیه شود. در این نرم افزار مدل دینامیکی مخزن با الگوریتم ژنتیک به صورت توام مورد استفاده قرار گرفته تا سناریوهای مختلف را برای حداکثر برداشت بررسی نماید. در این رابطه هفت سناریوی مختلف با ترکیب های مختلفی از توابع هدف در نظر گرفته شده اند که نتایج بدست آمده از این سناریوها نشان می دهد که نرم افزار قادر است که برای اولویت بندی های مختلف بهترین برنامه تولید از چاه ها را تعیین کند.

در این پروژه، برای اولین بار، تشکیل هیدرات در زمان القا (قبل از رویت شدن ذرات کریستال)، با استفاده از داده های موجود در خصوص تشکیل آن در یک راکتور نیمه batch، مدل شده است. در این راستا، از مدل کریستالیزاسیون به صورت ترکیب با تئوری لایه دو فیلم، جهت مدل کردن سینتیک تشکیل هیدرات استفاده شده است. با اصلاح در تئوری هسته زایی کلاسیک، هر دو مکانیزم هسته زایی و رشد در این ناحیه، به صورت فعال در نظر گرفته شده اند. همچنین با توجه به تاثیر متقابل فرایند هسته زایی و رشد، پیشنهاد شده است که هر دو ثابت سینتیکی مربوط به آنها به صورت همزمان تعیین شوند. لذا با مقایسه مول مصرفی گاز محاسبه شده از مدل با داده های تجربی و کمینه کردن اختلاف بین آنها، ثابت سینتیکی هسته زایی اولیه و رشد به صورت بهینه حاصل گردیده است. در این راستا، از بیلان جرم و بیلان جمعیت جهت ارائه توزیع اندازه ذرات نیز به عنوان بخشی از مدلسازی استفاده شده است. برای حل مدل، از روش عددی و نرم افزار matlab استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل، به خوبی توان پاسخ گویی پدیده های فیزیکی درگیر فرایند تشکیل هیدرات را داراست.

از آنجا که پلی الکترولیت های طبیعی دارای منشاء طبیعی و قابل بازگشت به محیط زیست هستند، استفاده از آنها به عنوان منعقدکننده برای تصفیه پسابها، بسیار مناسب است. در این مقاله از کیتوسان به عنوان یک پلی الکترولیت کاتیونی، در منعقدسازی امولیسون حاوی ذرات دیزل به همراه شناورسازی ذرات به روش iaf استفاده شده و تأثیر پارامترهای مختلف در لخته سازی دیزل توسط دستگاه کدورت سنجی و cod سنجی اندازه گیری شده است. امولسیون مربوطه توسط دیزل تهیه شده از پالایشگاه تهران و ماده فعال کننده سطحی (سدیم دو دسیل سولفات ) ساخته شده است. اثر پارامترهای ph، غلظت منعقدکننده، غلظت فعال کننده سطحی، دبی هوای تزریق شده و زمان هوادهی در پایین آوردن کدورت اولیه مورد بررسی قرارگرفته و در غلظت کیتوسان برابر با ppm200 و ph برابر 7 توانستیم با تنظیم دبی پمپ در scfm 15/0 در55 ثانیه کدورت را % 96 کاهش دهیم. تعدادی آزمایش نیز در دستگاه جارتست انجام شد و از مقایسه نتایج اینگونه به دست آمد که با به کار بردن میزانppm 200 از کیتوسان در هر دو حالت میتوان به میزان جداسازی تقریباً یکسانی دست یافت، با این تفاوت که در حالت استفاده از شناورسازی عمل تصفیه با صرف زمان کمتر و در نتیجه سریعتر انجام می گیرد که این موضوع از لحاظ کاربردهای صنعتی بسیار با اهمیت است.

گاز طبیعی به علت تمیزی و آلودگی بسیار پایین، محتوای انرژی و دمای شعله بالا یک سوخت ایده آل بوده و مصرف بسیار بالای سوخت در عصر جدید اهمیت استفاده از گاز طبیعی را صد چندان نموده است. با افزایش مصرف کاز طبیعی بعضی از فرایندهای تصفیه گاز از لحاظ اقتصادی به صرفه نبوده و از رده خارج شده اند و بعضی نیز طی مراحلی بهینه شده اند. فرآیند جذب یکی از مهم ترین روش های جداسازی در صنایع شیمیایی است که در حین آن بعضی از اجزاء فاز گاز به درون فاز مایع نفوذ می کنند. بدلیل اینکه تاکنون بیشتر حالت پایدار این فرایند مورد بررسی قرار گرفته است. لزوم بررسی حالت ناپایدار این فرایند و ارائه مدلی که عکس العمل برج جذب را در مقابل تغییراتی در شرایط ورودی به آن، در مدت زمانی که طول می کشد تا برج مجددا به حالت پایدار برسد، بیش از پیش مشخص می شود. در این پروژه رفتار دینامیکی برج های جذب شده برای فرآیند شیرین گاز ترش توسط عمل جذب در حالت غیر ایزوترمال مورد مطالعه قرار گرفته و در پایان برنامه کامپیوتری برای جذب co2، و نیز جذب همزمان co2 و h2s توسط محلول مونواتانول آمین ارائه شده است. در مدل ارائه شده برای نفوذ co2 و h2s از فاز گاز به مایع در هر مرحله زمانی از تئوری دو فیلمی استفاده شده و معادلات دیفرانسیل بدست آمده روش عددی و با استفاده از روش تفاضل های محدود حل شده است. توسط این برنامه می توان دما و غلظت هر کدام از این دو سازنده را در فاز گاز و مایع در طول برج برای حالت پایدار و نیز برای حالت ناپایدار تا زمان رسیدن به حالت پایدار جدید بدست آورد. نتایج تئوری حاصل از شبیه سازی فرآیند با داده های عملی تطابق قابل قبولی را نشان می دهد. همچنین در این تحقیق بانک اطلاعاتی کاملی از خواص فیزیکی و ترمودینامیکی محلول های آمین و نیز گازها ارائه شده است.

تشکیل رسوب آسفالتین به هنگام تولید و فرایندهای هیدروکربنی و سنتزی به عنوان یک مشکل بنیادی در مخازن سراسر دنیا شناخته شده است . رسوب آسفالتین از مخازن نفتی تا تجهیزات فرایندی مشاهده شده است که با توجه به مشخص شدن ماهیت مولکولی آسفالتین و برگشت پذیر بودن فرایند آن، در این پژوهش از یک مدل حلالیت مولکولی برای تعیین میزان درصد آسفالتین رسوب کرده توسط چند حلال مختلف استفاده شده است. از آنجا که جرم مولکولی آسفالتین در حضور حلال های مختلف تغییر می کند، در این پژوهش ابتدا وزن مولکولی آسفالتین در حضور حلال های مختلف تغییر می کند، در این پژوهش ابتدا وزن مولکولی آسفالتین تشکیل شده با توجه به نوع حلال و داده های آزمایشگاهی تصحیح گردید. سپس با مینیمم کردن انرژی آزاد گیبس بدست آمده از روابط مربوط به تئوری محلول های پلیمری فلوری-هاگینز به همراه وارد کردن فاکتور اثر متقابل، پارامتر حلالیت حلال و درصد حجمی آسفالتین محلول در فاز حلال بدست آمد. سپس با کمک درصد حجمی آسفالتین بدست آمده در فاز مایع، درصد جرمی آسفالتین رسوب کرده بدست آمده است. یکی از کاربردهای عملی روش فوق می تواند تعین میزان حلال رسوب دهنده در نقطه تشکیل آسفالتین (onset) در حالت تزریق در فشار و دمای معین باشد. در این پژوهش میزان حلال در نقطه تشکیل آسفالتین نیز محاسبه شده است.

متانل یکی از مهمترین محصولات پتروشیمی می باشد. واحد ریفرمینگ با بخار آب یکی از بخش های اساسی فرآیند تولید متانل است. این واحد شامل کوره (که مقدار زیادی گرما توسط احتراق سوخت ایجاد می کند.) و لوله هایی که توسط کاتالیست نیکل پر شده است می باشد. در این واحد گاز سنتز (مخلوط هیدروژن منواکسیدکربن) از واکنش گاز طبیعی و بخار آب تولید می گردد. به خاطر گرمای ورودی بالا در سراسط دیواره لوله های ریفرمر و واکنش های گرماگیر تبدیل با بخار، لوله های کاتالیست دائما در معرض گرادبان های دمایی در جهت شعاعی و محوری قرار می گیرند. به همین دلیل برای بررسی دقیق رفتار راکتور یک مدل ریاضی دو بعدی جهت در نظر گرفتن پدیده واکنش و نفوذ درون کاتالیست مورد استفاده قرار می گیرد. گرادیان های دمایی قابل توجهی در جهت شعاعی در لوله های ریفرمر به ویژه در نزدیک ورودی راکتور به وجود می آید. دراین پروژه معادلات دیفرانسیل پاره ای دوبعدی و غیر همگون موازنه های جرمی و حرارتی و همچنین معادلات نفوذ واکنش درون کاتالیست به طور همزمان با یکدیگر حل می گردد. بنابراین پروفیل جزء مولی گازها و دمای کاتالیست در هر موقعیت شعاعی و محوری تعیین می شود. در نهایت تاثیر شرایط عملیاتی بر ترکیب درصد محصولات و نسبت h2/co در گاز سنتز خروجی بررسی می گردد.

هدف اصلی از انجام این پروژه فراهم آوردن دانش و امکانات لازم جهت ساخت و بررسی کاتالیستهای زئولیتی درایران بوده است . باآنکه طیف مربوط به گونه های کاتالیستهای زئولیتی بسیار وسیع و در عین حال متنوع است ، با توجه به اهمیت خاصی که فرآیند mtg (تبدیل متانل به بنزین) دردهه اخیر جهت جایگزینی نفت بعنوان یک منبع انرژی پیداکرده است ، دراین پروژه مشخصا کاتالیستهای زئولیتی zsm-5 مورد بررسی قرار گرفته است . جهت این منظور سعی در سنتز زئولیت zsm-5 با مواد اولیه تهیه شده از کشورهای اروپائی گردید و ازآنجائیکه تنها نماینده آمریکائی سازنده یکی از مواد اصلی تهیه این زئولیت در اروپا از فروش این ماده خودداری کرد، سعی در بررسی یک نوع ماده جایگزین گردید که نهایتا منجر به کشف یک روش جدید سنتز زئولیت بنام analcime شد . دراین گزارش روشهای سنتز وشیمی سطح زئولیتها بخصوص واکنش mto (تبدیل متانل به الفینها) بر اساس یافته های جدید بحث و بررسی شده است . جهت انجام واکنشهای mtg یک واحد بنام catatest ساخته شد که قابلیت انجام واکنشهای تحت دما و فشار بالا را دارااست . واحد موجود تست و ارزشیابی شده است و دراین گزارش تشریح می شود. جهت آنالیز داده های آزمایشگاهی از واحد مذکور با توجه به پیچیدگیهای واکنش های mtg، روشهای ریاضی مربوطه و آخرین پیشرفتها دراین زمینه مورد بررسی واقع شده و یک برنامه کامپیوتری تهیه گردیده که قادر به تعیین ثوابت سرعت واکنشهای پیچیده با سرعت بالا می باشد. توسط این برنامه داده های آزمایشگاهی c.chang برای واکنش mth مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و ثوابت مذکور محاسبه شدند. دراین قسمت از پروژه پژوهشگر از همکاری پروفسور g.maria از رومانی نیز بهره مند گردیده است . درحال حاضر خواص دیگر زئولیتها با تاکید بر کاربردهای آن در صنایع کشور در دست مطالعه و بررسی است .

راکتورهای falling film که پیشرفته ترین نوع راکتورهای مورد استفاده در واکنشهای گاز-مایع شدیدا حرارت زا نظیر سولفوناسیون، کلریناسیون و ... هستند، امروزه دارای نقش مهمی در صنایع شیمیایی خصوصا صنعت شوینده ها می باشند. تکنولوژی طراحی و ساخت این راکتورها که نسبتا پیچیده است ، بصورت انحصاری دراختیار چند کمپانی مشهور جهانی قرار دارد و هدف از انجام این پروژه حصول دانش فنی مربوط به طراحی چنین راکتورهائی بوده است . درپروژه پس از تجزیه و تحلیل سیستم، مدل ریاضی بیان کننده مشخصه های رفتاری چنین راکتوری بدست آمده و سپس برنامه کامپیوتری برای حل این مدل ریاضی تهیه گردیده است . جهت آزمایش صحت مدل، نتایج کارهای آزمایشگاهی و صنعتی در زمینه فرآیند سولفوناسیون با نتایج حاصل از مدل مقایسه گردیده و تطابق نسبتا خوبی نیز حاصل گردیده است . باتوجه به اینکه این مدل برای یکی از پیچیده ترین حالات تهیه گردیده است ، لذا علاوه بر کاربرد در زمینه طراحی راکتورهای فوق الذکر می تواند برای حالتهای ساده تر نظیر طراحی سیستمهای انتقال حرارت از نوع falling film (تبخیر کننده ها، سیستمهای گرمایش و سرمایش و ...) و سیستم جذب فیزیکی نیز مورد استفاده قرار گیرد.

باتوجه به پیشرفت صنایع پلیمری و استفاده وسیع از دستگاههای شکل دهنده نظیر اکستردور متاسفانه با کمبود اطلاعات فنی در مورد پروسس کردن مواد دراین دستگاهها طراحی آنها، که بیشتر این اطلاعات بصورت knowhow دراختیار شرکتهای خارجی است و این شرکتها برای در اختیار قراردادن این اطلاعات مبالغ هنگفتی ارز درخواست می نمایند، با توسعه یک مدل ریاضی می توان اثر تغییرات پارامترها را روی رفتار رئولوژیکی و پروسس کردن ماده پلیمری بررسی و باتغییر نوع ماده و شرایط می توان پارامترهای فنی و مهندسی را تعیین نمود. بعبارت دیگر می توان پروسس راطراحی نمود همچنین ازاین مدل می توان در طراحی اکستردور استفاده نمود.

دربین خشک کنهای موجود در صنعت ، خشک کنهای دوار بیشترین کاربرد را داراست . ازاین خشک کنها می توان در پروسه های خشک شدن مواد مختلف مانند تکه های چوب ، کودهای شیمیائی، مواد غذائی و ... در مقیاس بالا تا چندین تن درساعت استفاده کرد. عمل خشک شدن دراین خشک کنها بواسطه انتقال حرارت از طریق هدایت و انتقال جرم صورت گرفته و میزان خشک شدن مواد بستگی به مدت زمان ماندن مواد در خشک کن و همچنین شدت انتقال حرارت و جرم دارد. جزوه حاضر مدل کامپیوتری مشخصی را برای خشک کردن جامدات متخلخل در خشک کنهای دوار ارائه می دهد. قسمتی از مدل مربوط به تجزیه به تحلیل فاکتورهای مشخص در محاسبه زمان اقامت مواد در خشک کن بوده و درقسمت دیگر مدل مشخصی برای پروسه های انتقال حرارت و جرم ارائه شده است . جهت بررسی صحت مدل نتایج عملی حاصل از خشک شدن مواد دراشل آزمایشگاهی و صنعتی بانتایج مدل پیشنهادی مقایسه شده است که تطابق نسبتا خوبی را نشان می دهد. باتوجه به وسعت کاربرد مدل پیشنهادی می توان مدل فوق را جهت طراحی خشک کنهای دوار برای خشک کردن کلیه مواد متخلخل بکار گرفت .

کاتالیزرهای زئولیتی در سالهای اخیر نقش قابل توجهی در صنایع مختلف ایفاء کرده اند. بعلت معلوم بودن ساختمان زئولیتها بررسی رفتار کاتالیزری آنها و انتخاب کاتالیزر مناسب جهت انجام واکنشهای مختلف نسبت به سایر کاتالیزرها با سهولت بیشتری ممکن است . هدف اصلی این پروژه مطالعه و بررسی این نوع کاتالیزرها و ساخت یک کاتالیزر نمونه و تعیین ساختمان اصلی کاتالیزری آن می باشد. یکی ازاین نوع کاتالیزرها که اهمیت فراوانی دارد کاتالیست zsm-5 می باشد که در واکنشهای متعددی از جمله xylene isomerization تولید اتیل بنزن toluene disproportion الیکیلاسیون تولوئن توسط متانل، تبدیل متانل به اولفین و غیره بکار می رود و بعنوان بهترین کاتالیست برای این گونه واکنشها شناخته شده است .

تعیین پارامترهای سینتیکی و ضرایب استوکیومتری واکنش هیدروکراکینگ و بررسی سینتیکی واکنشهای گوگردزدائی و ازت زدائی در حضور هیدروژن که عنوان پروژه را تشکیل می دهد ابزاری لازم جهت مشابه سازی سیستم راکتوری هیدروکراکینگ برای طراحی صنعتی، کنترل راکتور و نهایتا دستیابی به دانش فنی (maximum isomerezation) isomax برشهای سنگین نفتی و تبدیل آنها به فرآورده های سبک و میان تقطیری (دیزل و کروسین) می باشد. دراین پروژه بااستفاده از راکتور پایلوتی تست کاتالیستی ساخت کارخانه geomecanique فرانسه مدل -2 bl و دوپایلوت ذخیره سازی هیدروژن و یک کمپرسوردیافراگمی فشار بالا متغیرهای عملیاتی واکنش isomax مورد بررسی قرار گرفته است . این آزمایشات درمحدوده درجه حرارت c درجه 360 تا c درجه 440، در فشار bar 140-180 و سرعت فضائی (lhsv) 5ˆ0 الی 20 درجه با حجمی معادل cc 50 ازیک کاتالیست تجارتی انجام گردیده است . بدین منظور پایلوت پلنت فوق الذکر نصب ، راه اندازی و باهمکاری دهها پرسنل متخصص مورد استفاده بیش از 1500 ساخت کار عملیاتی و نمونه برداری مداوم قرار گرفته است . نمونه های جمع آوری شده مورد آزمایشات مختلف جهت شناسائی و ارزیابی قرار گرفته تابااستفاده از اطلاعات کافی، محاسبات و پیشنهاد مدلهای سینتیکی مربوطه میسر گردد. اثرفشار، درجه حرارت ، سرعت فضائی و انواع مقاومتهای گوناگون که درمسیرواکنش قرار گرفته اند به تفصیل مورد بحث واقع شده و پارامترهای سینتیکی واکنشهای گوگردزدائی و ازت زدائی که همراه با واکنشهای هیدروکراکینگ انجام می گردند براساس مدلهای پیشنهادی محاسبه گردیده اند. نتایج نشان می دهد که برای واکنشهای هیدروکراکینگ دومدل کلی برای شرایط عادی (t<380 moderate condition) و دیگری برای شرایط سخت (t>400 severe condition) قابل تشخیص است که پارامترهای سینتیکی و ضرایب استوکیومتری این مدلها محاسبه و مقایسه ای موفقیت آمیز مابین نتایج حاصل از مدل و نتایج تجربی انجام گردیده است . نتایج بدست آمده دراین پروژه رامی توان بعنوان پارامترهای اصلی در معادلات دیفرانسیل جرم و انرژی و کنترلی سیستم قرار داده و اینگونه معادلات را جهت مشابه سازی و طراحی صنعتی واحدهای جدیدتر بعنوان ادامه تحقیقات بکارگرفت . چ