ترکیب درصد خوراک به پارامتر بسیار موثری در شکست حرارتی هیدروکربنها به شمار می رود. هدف ما در انجام این پروژه بررسی تاثیر میزان هیدروکربن های پارافینیک، ایزوپارافینیک، نفتنیک و آروماتیک (pina) در میزان تولید اولفینها در محصول خروجی است. در این آزمایش ها ما نرمال هگزان، تولوئن، سیکلو هگزان و ایزو هگزان را به ترتیب به عنوان نماینده پارافین ها، آروماتیکها، نفتن ها و ایزو پارافینها به کار بردیم و تغییر این ترکیبات را بر میزان تولید اولفین ها بررسی نمودیم. سایر پارامترهای تاثیرگذار عبارتند از دما، نسبت وزنی بخار به هیدروکربن و دبی جرمی خوراک که ثابت و به ترتیب برابر c° 800 ، 1/34 و gr/min 1 در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش پارافینها تاثیر مثبتی روی افزایش محصول اتیلن و پروپیلن دارد و این تاثیر به صورت خطی می باشد. افزایش ایزو پارافینها تاثیر قابل توجهی روی تولید پروپیلن دارد؛ درحالیکه تاثیر آن بر تولید اتیلن ناچیز است. افزایش پارافین و ایزوپارافین تولید مونوکسید کربن را کاهش می دهد. به رغم اینکه افزایش آروماتیک در پارافین و ایزوپارافین ثابت، با کاهش مقدار نفتن همراه است، افزایش آن تاثیر کاهشی قابل توجهی روی تولید محصولات اتیلن و پروپیلن دارد. این تاثیر کاهشی به صورت خطی می باشد.

محدود بودن سوخت های فسیلی و مشکلات زیست محیطی ناشی از احتراق آن ها موجب گسترش تحقیقات در مورد استفاده از سوخت های جایگزین شده است. هیدروژن مناسب ترین ترکیب برای جایگزینی سوخت های فسیلی به نظر می رسد و ازینرو روش های مختلف تولید آن به سرعت در حال گسترش می باشد. در این تحقیق هیدروژن ار آب به روش فتوکاتالیستی با استفاده از نور مرئی تولید شده است. فتوکاتالیست مورد استفاده، فتوکاتالیست ترکیبی cds-tio2 بود که به روش هم رسوبی تولید شد و از لامپ هالوژن 300 وات به همراه فیلتر نور uv به عنوان منبع نور مرئی استفاده گردید. تست های رآکتوری تولید هیدروژن در رآکتور ناپیوسته ای از جنس پیرکس انجام شد و با تغییر 3 پارامتر، اندازه ذرات فتوکاتالیست و میزان هیدروژن تولیدی بهینه شد. این 3 پارامتر عبارت بودند از ph، مدت زمان همزدن و شدت همزدن ، هر کدام در 3 سطح. توسط طراحی آزمایش پاسخ سطح-box-behnken - 14 نمونه تولید و مورد تست قرار گرفت. نتایج مشخص کرد که نمونه 10 با اندازه کریستالی ذرات برابر با 9.2 نانومتر بیشترین میزان تولید هیدروژن برابر با 22 میکرو مول بر ساعت را دارد.

در این رساله روشی برای سنتز و آنالیز شبکه راکتورها و نیز بهینه یابی پارامترهای آن که به عنوان راه حلی عمومی در راستای بهبود عملکرد فرآیندهایی با واکنشهای سری- موازی )مانند فرآیند زوج شدن اکسایشی متان (ocm) که به عنوان مطالعه موردی این تحقیق درنظر گرفته شده است(، ارائه می گردد. برای این منظور از مبانی تئوری محدوده در دسترس تحت قالب یک روش گرافیکی جدید، استفاده می شود تا بتوان کارایی روشهای متداول موجود در این زمینه را هم از نقطه نظر دقت و هم از لحاظ سرعت برای اعمال توابع هدف گوناگون و تعیین شرایط عملیاتی بهینه بهبود بخشید. در این راستا در ابتدا، کاربرد جدیدی از راکتور غشائی به عنوان یکی از بهترین انواع گزارش شده راکتور برای فرآیند زوج شدن اکسایشی متان، معرفی می گردد. در فصل سوم، جزییات مدلسازی ریاضی عملکرد هر سه نوع راکتور منفرد با خوراک دهی های متمایز و نیز شبکه راکتورها، به صورت تک بعدی و دو بعدی همراه با جزییات تحلیلی کامل گزارش شده است. همچنین نکات عملیاتی و نیز ملاحظات فرآیندی مربوط به مرحله بکارگیری این ساختارهای راکتوری، مورد اشاره قرار می گیرند. در فصل چهارم، با مرور روشهای تحلیل موجود برای ارزیابی بازدهی قابل استحصال از ساختارهای گوناگون راکتوری (راکتور منفرد و یا شبکه راکتورها)، جزییات یک روش گرافیکی جدید، ارائه می گردد. در این روش، اثر پارامترهای مستقل (از میان پارامترهای مرتبط با سینتیک سیستم و یا پارامترهای در ارتباط با پدیده نفوذ و انتقال جرم سیستم)، همراه با مقادیر چندین پارامتر وابسته (مانند طول راکتور و میزان تولید محصولات)، به صورت گرافهای مبتنی بر نمایش تراز بازدهی سیستم، ارائه می شوند. در این گرافها ناحیه ای که در آن بیشترین میزان تولید محصولات مطلوب قابل استحصال است، همراه با شرایط طراحی متناظر با آن، به وضوح قابل تعیین است. فصل پنجم به جزییات روشهای سیستماتیک برای تحلیل کارایی قابل استحصال از فرآیند جفت شدن اکسایشی متان در شبکه ای از راکتورهای غشائی می پردازد. در این راستا، با معرفی پارامترهای عملیاتی مهم، سناریوهای متعددی که از لحاظ مفهومی، نماینده حالتهای شاخص ساختاری و عملیاتی شبکه راکتورها هستند، در قالب یک ارزیابی جامع به صورت روش مندی که برای این منظور در این تحقیق ارائه گردیده است، مورد ارزیابی قرار می گیرند. در این فصل، تجزیه و تحلیل همه جانبه ساختارهای راکتوری بهینه و تاثیر نوع تابع هدف بر تعیین خصوصیات ساختار بهینه این شبکه، نیز مورد بررسی قرار می گیرد. روش ارائه شده در این تحقیق برای تحلیل کارایی شبکه راکتورها در مقایسه با روشهای متداول تحلیل شبکه، از نقطه نظر عملیات مورد نیاز برای ارزیابی سناریوها و نیز پوشش وسیع تر سناریوهای متنوع، کارایی بالاتری را نشان می دهد. در نهایت، فصل ششم نیز به توصیف خصوصیات طراحی واحد آزمایشگاهی که به عنوان نتیجه عملی تحلیل تئوری شبکه راکتورها، مطرح است، اختصاص دارد. بایستی خاطرنشان کرد که بدلیل وجود گزینه های متعدد موجود برای ساختار شبکه راکتورها که تحت شرایط گوناگون عملیاتی بکار گرفته می شوند، پوشش کامل به تمام این سناریوها در قالب طراحی یک سیستم آزمایشگاهی، پیش از انجام چنین ارزیابی جامع تئوریکی، عملا ممکن نیست. در فصل هفتم نیز، نتیجه¬گیری نهایی از مطالعات انجام شده در این تحقیق به همراه برنامه¬های تحقیقاتی آینده که می¬توانند در راستا و در جهت تکمیل تحقیق حاضر درنظرگرفته شوند، از جمله بررسی تجربی غشاءهای گوناگون، کاتالیستهای مختلف و پوشش دادن به گستره وسیع¬تری از شرایط عملیاتی، مورد بررسی اجمالی قرار می¬گیرند.

بخش اعظم نیاز صنایع پتروشیمی به الفین¬های سبک به وسیله فرایند شکست حرارتی تامین می¬شود. با توجه به محدودیت¬های فرایند شکست حرارتی نظیر دمای بالا و مصرف زیاد انرژی، عدم کنترل بر روی نسبت پروپیلن به اتیلن تولید شده، محدودیت در انتخاب خوراک و مشکلات محیط زیستی، به نظر می¬رسد در آینده فرایند شکست حرارتی پاسخ¬گوی تمام نیاز¬های صنعت پتروشیمی نخواهد بود. فرایند¬های بسیاری برای جبران این کمبود¬ها در حال توسعه¬ هستند که یکی از کارآمدترین¬ آن¬ها، فرایند شکست کاتالیزوری در مجاورت زئولیت¬¬ mfi اصلاح ¬شده می-باشد. یکی از موضوعاتی که در این فرایند کمتر به آن پرداخته ¬شده است، تاثیر روش اصلاح کاتالیزور در عملکرد آن می¬باشد. در این پژوهش، کاتالیزور mfi با استفاده از کاتیون¬های لانتان و فسفر به روش¬های تبادل یونی، تلقیح خشک و مرطوب و ترکیب فیزیکی اصلاح شد و عملکرد آن در شکست کاتالیزوری lpg در شرایط مختلف عملیاتی مورد بررسی قرار گرفت. خواص کاتالیزور¬های اصلاح¬ شده به کمک آزمون¬های تعیین مشخصات معین گردید. نتایج نشان داد که روش اصلاح علاوه بر خواص فیزیکی- شیمیایی، بر عملکرد کاتالیزوری هم تاثیرگذار است. مشخص شد برای هر دو گروه کاتالیزور¬های لانتانی و فسفری، روش تلقیح مرطوب مناسب¬ترین شیوه¬ی بارگذاری می¬باشد. در دمای واکنش cͦ650 در مجاورت نمونه بهینه¬¬ی 10la1pwimpmfi در حضور نیتروژن، بازده جرمی و گزینش¬پذیری مجموع الفین¬های سبک، به ترتیب برابر 51% و 62% وزنی حاصل شد. هم¬چنین در همین شرایط عملیاتی در حضور بخار آب به عنوان رقیق¬کننده، بازده جرمی اتیلن، متان و میزان تبدیل افزایش یافت اما گزینش¬پذیری نسبت به پروپیلن و مجموع الفین¬های سبک کاهش یافت.

جذب سطحی یکی از روشهایی است که به دلیل کارایی بالا و هزینه کم و گستره وسیع جاذب ها جهت جداسازی مخلوط گازها در صنعت مورد توجه قرار گرفته است. فرآیند جذب سطحی یک فرآیند تناوبی است که پس از جذب اجزا بر روی سطح بایستی جاذب از اجزاء جذب شده احیاء گردد. عملیات احیاء در فشار پایین رخ می دهد سپس جاذب جهت فرآیند جذب و دفع مجدد احیا می گردد. در این پایان نامه، مطالعه آزمایشگاهی و شبیه سازی تولید اکسیژن از هوا توسط روش جذب سطحی تناوب فشار با استفاده از جاذب زئولیت 5a، ارائه شده است. تأثیر فشار جذب، فشار مرحله تخلیه، زمان جذب، دبی محصول و دبی جریان زدایش بر خلوص و بازیابی و بهره وری بررسی شده است. در این مطالعه جهت حل معادلات حاکم شبیه سازی فرآیند از روش عددی تربیع دیفرانسیلی استفاده شده است. در بازه پارامترهای آزمایشگاهی، در نسبت زدایش و زمان جذب یکسان، افزایش دبی محصول باعث کاهش خلوص و افزایش بازیابی محصول می گردد. همچنین در زمان جذب و دبی محصول ثابت، افزایش نسبت زدایش ابتدا باعث افزایش خلوص و سپس باعث کاهش خلوص اکسیژن می گردد اما بازیابی محصول کاهش می یابد. در دبی خوراک و زمان جذب ثابت، بهره وری و خلوص نسبت عکس باهم دارند. همچنین افزایش فشار در دبی محصول و زمان جذب ثابت باعث افزایش خلوص و کاهش بازیابی می گردد. همچنین در این مطالعه با تغییر شرایط آزمایشگاهی، بیشینه خلوص اکسیژن در جریان محصول 93/2% می شود.

شکست کاتالیستی هیدروکربن های سبک یکی از راه های موثر برای تولید الفین ها به عنوان سنگ بنای صنایع پتروشیمی است که بارزترین مزیت آن کاهش دمای فرآیند و در نتیجه کاهش مصرف انرژی است. با توجه به سخت تر شدن قوانین زیست محیطی به منظور جلوگیری از تولید گاز های گلخانه ای، فرایند شکست کاتالیستی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در دهه ی اخیر تلاش های بسیاری به منظور تولید الفین های سبک به روش شکست کاتالیستی در مجاورت کاتالیست zsm-5 صورت گرفته است. با توجه به این که گاز مایع پالایشگاهی عمدتاً از پروپان و بوتان تشکیل شده است می تواند منبع مناسبی برای تولید الفین های سبک باشد. در این پروژه عملکرد کاتالیستی زئولیت zsm-5 بارگذاری شده با 10% وزنی لانتان و 1% وزنی فسفر در نسبت های si/al مختلف (25، 38، 80 و 200) و در شرایط حضور نیتروژن و بخار آب به عنوان گاز رقیق کننده در فرآیند شکست کاتالیستی lpg مورد بررسی قرار گرفته است، تأثیر مقادیر مختلف فسفر و لانتان بارگذاری شده در نسبت si/al برابر 38 بررسی گردیده است. به منظور تعیین مشخصات کاتالیست ها از آزمایش های xrd، nh3-tpd و ft-ir استفاده شده است. نتایج حاصل نشان داد که عملکرد کاتالیست در نسبت های si/al 38 و 80 مناسب تر است، همچنین در حضور بخار آب میزان تبدیل خوراک بیشتر است. بیش ترین میزان انتخاب پذیری الفین های سبک برابر 59/9% در مجاورت کاتالیست حاوی 10% درصد وزنی لانتان و 1% وزنی فسفر با نسبت si/al برابر 38 و در حضور نیتروژن بدست آمده است.

امروزه کاربرد های وسیع هیدروژن در صنعت به خصوص نقش آن به عنوان حامل انرژی، این گاز را مورد توجه گسترده محققین قرار داده است. بیش از 80 درصد از واحد های امروزی تولید هیدروژن، از روش تغییر فرم هیدروکربن ها استفاده می کنند. مخلوط گازی خروجی از فرآیند تغییر فرم هیدروکربن ها گاز سنتز نام دارد که غالبا در کنار هیدروژن ناخالصی هایی مثل کربن دی اکسید، کربن منو اکسید، متان و نیتروژن به همراه دارد. جذب تناوبی فشار یکی از مقرون به صرفه ترین روشهای خالص سازی هیدروژن از این مخلوط گازی در مقیاس صنعتی به شمار می رود. اما با این وجود، هزینه های عملیاتی و محدودیت های آزمایشگاهی فرآیند جذب تناوبی فشار باعث شده است، شبیه سازی این فرآیند دارای اهمیت بالایی باشد. روش های متعددی در مدل سازی و حل عددی این فرآیند توسط محققین ارائه شده است، برخی از این روش ها زمان محاسبات بالایی داشته و برخی دیگر دقت محاسباتی پایینی داشته و توانایی قابل قبولی در پیش بینی رفتار این واحد ها ارائه نمی دهند.در این تحقیق سعی شده یکی از مدل های کامل در شبیه سازی واحد های جذب تناوبی فشار مورد بررسی قرار گیرد. با توجه به این مدل سازی و ساختار معادلات تشکیل شده، شبیه سازی این فرایند در نرم افزار های رایج امکان پذیر نیست. از این رو در این تحقیق برای انجام محاسباتِ فرایند جذب تناوبی فشار، معادلات تشکیل شده به روش های عددی حل شده است. بدین منظور با استفاده از دو روش عددی، تربیع دیفرانسیلی و تفاضل محدود معادلات گسسته سازی و کد نویسی رایانه ای در زبان برنامه نویسی c# انجام می شود. در نهایت نرم افزاری جهت شبیه سازی واحد های جذب تناوبی فشار ارائه می شود. همچنین با استفاده از تکنیک های کد نویسی رایانه ای سعی شده زمان محاسبات به حداقل کاهش یابد. سرعت و قابلیت بالای نرم افزار ارایه شده اجازه شبیه سازی طیف گسترده ای از مسایل مربوط به این فرایند ها را فراهم می کند. در این تحقیق نتایج نمودار های رخنه و فرایند جذب تناوبی فشار در کار های محققین مختلف مورد بررسی گرفته است. به این منظور مخلوط های گازی 2، 3، 4، 5 و 6 جزیی با ترکیب درصد های مختلف شبیه سازی می شود. همچنین چرخه های متنوع از واحد های جذب تناوبی فشار از جمله واحد های سریع، واحد های تناوب خلا و واحد های فشار بالا مورد بررسی قرار گرفته است. نقش جاذب ها در فرایند جذب تناوبی فشار نیز یکی از بررسی های این تحقیق است، نتایج شبیه سازی نشان می دهد در غلظت های بالای کربن دی اکسید، جاذب زئولیت عملکرد پایین تری نسبت به جاذب کربن فعال دارد. در همه مورد های مطالعه شده افزایش خطی نسبت جریان زدایش منجر به افزایش توانی خلوص و کاهش خطی بازیافت واحد های جذب تناوبی فشار شده است. مطالعات انجام شده نشان از قدرت روش عددی تربیع دیفرانسیلی در شبیه سازی این واحد ها دارد. همچنین در تمامی مطالعات انجام شده نتایج آزمایشگاهی به طور قابل قبولی توسط نرم افزار ارایه شده پیش بینی شده است.

استفاده از مواد سنگین نفتی برای تولید محصولات سبک تر و با ارزش افزوده بالاتر بسیار مورد توجه پژوهشگران مختلف می باشد. در این تحقیق هدف تبدیل نفت کوره، محصول جانبی واحد الفین پتروشیمی مارون به سوخت های مایع مثل بنزین و گازوئیل می باشد. برای به ثمر رساندن این هدف، از شکست دو مرحله ای استفاده شده است که مرحله اول شکست حرارتی و مرحله دوم شکست کاتالیستی است. در بخش شکست حرارتی عواملی همچون اثر دمای واکنش شکست حرارتی، دمای نیتروژن، دبی نیتروژن، نحوه قرارگیری دهانه نیتروژن و همچنین اثر استفاده از بخارآب به جای نیتروژن به عنوان گاز حامل بررسی شده است. محصول مایع مرحله اول که عاری از آسفالتین می باشد به عنوام خوراک مرحله شکست کاتالیستی استفاده شد. در بخش شکست کاتالیستی از دو کاتالیست زئولیتی mcm-41 و zsm-5 استفاده شده است. نتایج اثر تلقیح فلزات آهن و تیتانیوم مورد مطالعه قرار گرفت و با نتایج دو فرم پایه و کاتیون دار شده کاتالیست ها، مقایسه شده است. سه عامل دمای واکنش کاتالیستی، نسبت کاتالیست به خوراک و درصد بارگذاری فلز بر روی کاتالیست بر روی کاتالیست بهینه قسمت قبل به روش پاسخ سطح طراحی شد. شرایط بهینه به ترتیب به صورت دما بین °c 390-370، نسبت کاتالیست به خوراک بین 0/1 -0/08 و درصد بارگذاری فلز بین 1/2-1 درصد بدست آمد. با استفاده از شکست کاتالیستی نفت کوره محصول گاز، مایع و جامد به ترتیب در حدود 10، 80 و 10 درصد وزنی بدست آمد. محصول مایع بسیار روان در محدوده بنزین و گازوئیل در نقطه بهینه به ترتیب 25 و 75 درصد وزنی بدست آمد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

شکست حرارتی هیدروکربن ها در حضور بخار آب یک روش متداول و کارامد برای تولید اتیلن و پروپیلن محسوب می شود. در این پایان نامه شکست حرارتی خوراک مجتمع الفین 12(در دست طراحی) بررسی شده است. خوراک الفین 12 مورد استفاده در این پایان نامه، حاوی 26/65% نرمال پارافین، 28/28% ایزوپارافین، 17/84% نفتن و 19/3% آروماتیک می باشد. برای انجام آزمایشات، از طراحی آزمایش ccd به دلیل دقت بالا و تعداد کم آزمایشات، استفاده شده است. ورودی طراحی آزمایش، دمای خروجی راکتور (cot) ، نسبت بخار به هیدروکربن و شدت جریان خوراک انتخاب شده است. بیشترین بازده اتیلن، 34/3 درصد وزنی می باشد که در دمای 0c 900 و نسبت بخار به هیدروکربن (gr/gr) 1/4 و زمان اقامت 0/226 ثانیه، به دست می آید. بیشترین درصد پروپیلن، 15/37% می باشد که در دمای 0c 825 و نسبت بخار به هیدروکربن (gr/gr) 0/95 و زمان اقامت 0/147 ثانیه، به دست آمده است. بیشترین مقدار الفین (مجموع اتیلن و پروپیلن) در دمای 0c 59/842 و نسبت بخار به هیدروکربن (gr/gr) 1/24 و زمان اقامت 0/17 ثانیه، حاصل می شود. مقدار اتیلن و پروپیلن در این شرایط عملیاتی به ترتیب 27/28 و 13/65درصد وزنی می باشد. از جمله سیستم های غیر خطی در صنایع شیمیایی، شکست حرارتی هیدروکربن ها می باشد. مهم ترین دلیل استفاده از شبکه های عصبی این است که این سیستم ها این توانایی را دارند که رویکرد کلی نسبت به مدل سازی و و کنترل سیستم های غیر خطی را داشته باشند. در این پروژه از شبکه عصبی برای مدل سازی فرآیند شکست حرارتی استفاده شده است. دمای خروجی از راکتور، نسبت بخار به هیدروکربن و دبی جرمی خوراک به عنوان ورودی شبکه عصبی در نظر گرفته شده است. داده های مورد نیاز برای آموزش شبکه عصبی، از مدل های مناسب به دست آمده و در نهایت با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده است. شبکه عصبی با استفاده از الگوریتم بهینه سازی levenberg marquardt آموزش داده می شود و تابع عملکرد، میانگین مربعات خطا (mse) می باشد. تعداد نرون های پنهان بهینه 10 تا می باشد و تابع تبدیل، تابع تانژانت هیپربولیک سیگموئید به دست می آید. داده های خروجی شبکه عصبی مربوط به مجموعه تست تطابق خوبی با داده های تجربی دارد.

اتیلن و پروپیلن به عنوان خوراک اصلی پتروشیمی از فرایند شکست حرارتی در حضور بخار آب حاصل می شوند. مهم ترین خوراک نفتی مورد استفاده در واحدهای الفین نفتا می باشد. استفاده از برش های سنگین تر نفتی (مانند گازوئیل و برش های سنگین تر از آن) باعث کاهش هزینه خوراک مصرفی نسبت به نفتا خواهد شد. اما استفاده مستقیم از برش های سنگین نیز به علت مشکلاتی چون بازده کم اتیلن و پروپیلن تولیدی، تولید مقدار زیادی محصول مایع سنگین و کک و ایجاد مشکلات فرایندی دیگر با موانعی مواجه است. یکی از مهم ترین عوامل بروز این مشکلات وجود درصد تقریباً بالای هیدروکربن های آروماتیکی در ترکیب این برش های سنگین است. در این پایان نامه یک برش سنگین (شبیه گازوئیل) با ترکیب (28/8% آروماتیک،53/4% پارافین و 17/8% نفتن) طی یک عملیات استخراج و با استفاده از حلال ان-متیل پیرولیدن تحت عملیات آروماتیک زدائی قرار گرفته و فاز رافینیت حاصل از آن به عنوان خوراک فرایند شکست حرارتی استفاده شده است و بازده محصولات شکست حرارتی فاز رافینیت و برش ابتدائی (آروماتیک زدائی نشده) با یکدیگر مقایسه شده اند. عملیات استخراج، با نسبت های حلال به خوراک مختلف و در دماهای متفاوت انجام شده است که در نهایت مناسب ترین فاز رافینیت از لحاظ داشتن کمترین مقدار آروماتیک در دمای 25 درجه سانتی گراد و با نسبت حلال به خوراک 1 حاصل شد. ترکیب این رافینیت شامل17/7% آروماتیک، 54% پارافین و 28/3% نفتن می باشد که به عنوان خوراک فرایند شکست حرارتی انتخاب شد. فاز رافینیت انتخابی و برش آروماتیک زدائی نشده به طور جداگانه و در شرایط مشابه، تحت فرایند شکست قرار گرفته و نتایج آن با یکدیگر مقایسه شده است.به منظور بررسی اثر پارامترهای عملیاتی فرایند شکست حرارتی (دما، شدت جریان، نسبت بخار) از روش طراحی آزمایش مرکزی(ccd) به واسطه دقت بالا، بررسی اثر متقابل پارامترها، ارائه مدل غیر خطی و تعداد کم آزمایش ها استفاده شده است. همچنین با استفاده از نرم افزار spss نتایج شکست حرارتی آنالیز و مدل های آماری ارائه شده است. آزمایش های شکست در فشار اتمسفری، دمای 780 تا 870 درجه سانتی گراد، شدت جریان 1 تا 2 گرم بر دقیقه و نسبت بخار 0/75 تا 1/2 انجام شده است. در تمامی آزمایش های انجام شده مقادیر اتیلن، پروپیلن و بوتن تولیدی رافینیت بیشتر از خوراک دیگر می باشد. بیشترین مقدار افزایش این محصولات به ترتیب 13/9، 56/5 و 107/7% می باشد. میزان c5+ تولیدی رافینیت نیز در تمامی آزمایش ها کمتر از خوراک آروماتیک زدائی نشده می باشد. در بین محصولات مهم تولیدی تنها بوتادین تولیدی رافینیت کمتر از خوراک آروماتیک زدائی نشده می باشد.

در این تحقیق فرایند تجزیه متان به منظور تولید نانوفیبرکربنی و هیدروژن عاری از co2 مورد بررسی قرار گرفته است. به دلیل فعالیت بالای فلز نیکل در تولید نانوساختارهای کربنی، کاتالیست نیکل بر پایه اکسید منیزیم برای انجام این فرایند انتخاب گردید. جهت بررسی کیفیت نانوفیبرهای کربنی آنالیزهای رامان، پراش پرتو ایکس و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و عبوری انجام شد. نتایج حاصل از تست های رآکتوری و آنالیزها نشان داد که کاتالیست با مقدار 40% وزنی نیکل بر پایه mgo برای تولید نانوفیبرکربنی مناسب می باشد. همچنین اثر فلزات تقویت کننده چون مس و مولیبدن به مقدار 10% وزنی نسبت به پایه در بازده تولید نانوفیبرکربنی و پایداری کاتالیست فرایند بررسی گردید. نتایج آزمایشات نشان داد که افزایش بازده تولید کربن و پایداری در کاتالیست حاوی مس بسیار بیشتر از کاتالیست حاوی مولیبدن می باشد و نانوفیبرکربنی از کیفیت بهتری برخوردار است. همچنین بررسی اثر روش تهیه در کاتالیست nimgo ساخت شده به روش تلقیح، همرسوبی و سل ژل نشان داد که بازده کربن و پایداری کاتالیست سل ژل در مقایسه با روشهای دیگر به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. بنابراین کاتالیست مناسب در تولید نانوفیبرکربن کاتالیست ni-cu-mgo با مقادیر 40% وزنی نیکل و 10% وزنی مس به روش سل ژل تهیه گردید. مقدار هیدروژن تولید شده توسط این کاتالیزور در طی یک ساعت برابرl/gcat 48/19 حاصل شده است. همچنین سینتیک واکنش تجریه مستقیم متان به هیدروژن و نانوفیبرکربن بر روی این کاتالیست مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشات در یک رآکتور بستر ثابت و در محدوده دمای 550 -650 درجه سانتی گراد و فشار اتمسفر انجام شده است. 14 مدل سینتیکی بر اساس مکانیزم های مختلف درنظرگرفته شد و مقادیر پارامترهای معادلات سینتیک توسط بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک محاسبه گردید. جهت ارزیابی نتایج مدلسازی، جدول آنالیز واریانس برای هر مدل تهیه گردید و با مقایسه مقادیر f با مقادیر توزیع فیشر در جداول آماری، برخی از مدل های سینتیکی رد شد. سپس از میان بقیه معادلات سینتیکی، یک مدل با کمترین مقدار متوسط مربعات خطا بعنوان بهترین مدل انتخاب شد. این مدل مربوط به مکانیزمی است که جدایش اولین هیدروژن از متان جذب شده روی سطح کاتالیزور را بعنوان مرحله تعیین کننده سرعت واکنش در نظر می گیرد. این مدل سینتیکی انرژی فعالسازی واکنش را درحدود kj/mol 57 پیش بینی می کند که سازگار با مقدار گزارش شده در مقالات است. غیرفعال شدن کاتالیزور در نتیجه نشست کربن بر سطح کاتالیزور صورت می گیرد. با بررسی روند غیرفعال شدن کاتالیزور مشخص شد که در این فرایند فاکتور فعالیت a تابعی از زمان، دما و فشارجزئی متان و هیدروژن بوده و رابطه کاهش کاتالیزور از مرتبه دو می باشد.