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.

به دلیل، قیمت بالای سوخت های فسیلی، کاهش ذخایر سوخت و نگرانی ها درباره محیط زیست، تولید سوخت از منابع تجدید پذیر مورد توجه قرار گرفته است. امروزه ، بایودیزل به عنوان یک سوخت تجدید پذیر توجه فزاینده ای را به خود جذب کرده است. بایودیزل در ساختار خود دارای زنجیرهای بلند آلکیل استر با اکسیژن می باشد، که بطور کامل می سوزند. به علاوه، بایودیزل نقطه فلش بالاتری در مقایسه با دیزل دارد، بنابراین، این سوخت کمتر آتش زا است و ایمنی بیشتری دارد. از آنجائیکه دانستن شرایط تعادلی اجزا درگیر در فرآیند تولید بایودیزل برای تعیین شرایط عملیاتی فرآیندهای جداسازی و خالص سازی بایودیزل حائز اهمیت است، در این تحقیق یک سیستم تعادلی مایع – مایع حائز اهمیت در فرآیند تولید بایودیزل به صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. این سیستم، شامل بایودیزل روغن نخل + گلیسرول + اتانول است. محصول واکنش تولید بایودیزل، در واقع مخلوط سه جزئی شامل اتانول، گلیسرول و بایوذیزل می باشد. به همین دلیل، تعادل فازی سیستم سه جزئی بایودیزل + گلیسرول + اتانول در دماهای 30، 40، 50 درجه سانتیگراد بررسی گردید. روش بدست آوردن گنبد تعادل فازی دراین تحقیق، استفاده از تیتراسیون ونقطه ابری شدن بود و روش بدست آوردن خطوط رابط، به کمک تبخیر اتانول در آون بود. با توجه به نتایج حاصل از آزمایشات، حلالیت بایودیزل در گلیسرول کمتر از حلالیت گلیسرول در بایودیزل است و بایودیزل و گلیسرول به طور کامل در اتانول حل می شوند در حالیکه بایودیزل و گلیسرول حلالیت بسیار کمی در یکدیگر دارند. افزایش دما باعث افزایش حلالیت سه جزء در یکدیگر می شود.

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.

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.

زایلن ها هیدروکربن های آروماتیکی هستند؛ که به طور طبیعی در نفت خام وجود دارند. با توجه به این که تقاضای بازار برای زایلن ها بسیار زیاد است؛ محققین به دنبال راه های موثرتری برای تولید آن ها از تولوئن اضافی و آروماتیک ها ی کم کاربرد به وسیله ی واکنش های ترانس آلکیلاسیون و میسموتاسیون هستند. اولین قدم در مدلسازی چنین راکتوری با به کارگیری یک شبکه ی واکنشی مناسب؛ که بتواند داده های صنعتی را توجیه کند؛ در ارتباط است. در این تحقیق یک شبکه ی واکنشی کامل برای تبدیل صنعتی آروماتیک های سنگین به زایلن ها که ارزش بیش تری دارند؛ گسترش داده شده است. مدل سنتیکی پیشنهاد داده شده براساس 18 شبه اجزاء و 39 واکنش می باشد، که در آن 7 نوع واکنش در نظر گرفته شده است. برای پیش بینی برگشت پذیری واکنش ها از مفاهیم ترمودینامیکی استفاده شده است. به منظور تخمین ثوابت سرعت واکنش ها، با به کارگیری روش بهینه یابی de، مینیمم قدرمطلق خطا بین نتایج مدل سازی و داده های صنعتی به دست آمد. برای اثبات صحت مدل به دست آمده، نتایج شبیه سازی با داده های صنعتی مقایسه شدند و مشاهده شد که این دو دسته از داده ها با تقریب خوبی به هم نزدیک هستند. به علاوه، با توجه به افت فشار کم تر راکتور های جریان شعاعی نسبت به راکتور های جریان محوری، یک ساختار راکتوری جدید با جریان شعاعی پیشنهاد داده شده است. برای به دست آوردن یک مدل قابل اعتماد، در مدل سازی این راکتور از شبکه ی واکنشی پیشنهاد داده شده استفاده شده است. سپس، شرایط عملیاتی راکتور پیشنهاد داده شده بهینه یابی شده است و عملکرد آن با راکتور صنعتی بهینه یابی شده مقایسه شده است.

گل حفاری که از آن با عنوان سیال حفاری نیز یاد می شود، پیچیده ترین سیالی است که تاکنون توسط بشر ساخته و استفاده شده است و بسته به شرایط مخزن می تواند پایه آبی یا پایه روغنی باشد. معمولاً در پایان عملیات حفاری، سیال حفاری تبدیل به یک محصول هرز می شود که باید بر اساس قوانین زیست محیطی دفع گردد. گل حفاری و پسماندهای ناشی از حفاری در صورتی که به نحو مطلوبی مدیریت نشوند، علاوه بر تحمیل هزینه های سنگین به صنعت نفت، می توانند به یکی از منابع آلودگی در محل حفاری تبدیل شوند. تاکنون روش های متعددی جهت پاکسازی گل حفاری از آلاینده های نفتی ارائه شده است. با انجام آنالیزهایxrd و sem بر روی گل حفاری قبل و بعد از فرآیند پاکسازی، تاثیر دی اکسیدکربن فوق بحرانی بر میزان استخراج آلاینده ها از گل حفاری مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش، پارامترهایی از جمله دما و فشار عملیاتی، زمان استاتیک و دینامیک و دبی دی اکسیدکربن فوق بحرانی نقش به سزایی را در میزان استخراج آلاینده ها از گل حفاری ایفاء می نمایند که با انجام آزمایشات گسترده ای در محیط کاملاً کنترل شده، دمای ?c 60 ، فشار bar 180، دبی کمتر از 1/0 سی سی بر ثانیه و زمان استاتیک 110 دقیقه به عنوان شرایط عملیاتی بهینه به منظور پاکسازی مواد آلاینده گل حفاری مشخص شده 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.

سنتز فیشر-تروپش یک تکنولوژی است که باعث می شود گاز سنتز که ترکیبی از کربن منوکسید و هیدروژن است، به سوخت و فرآورده های شیمیایی با ارزشی تبدیل شود. این تکنولوژی می تواند عاملی مهم در کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی در بخش حمل و نقل باشد. تمام آزمایش های فیشر-تروپش در یک راکتور لوله ای با بستر ثابت انجام شد. گازهای خالص هیدروژن، کربن مونوکسید و نیتروژن به عنوان خوراک مورد استفاده قرار گرفتند. کاتالیست های مختلف مبتنی بر آهن، با ارتقاء دهنده های متفاوت، در واکنش فیشر-تروپش در شرایط آزمایشگاهی مربوطه مورد بررسی قرار گرفت.

چکیده بررسی انواع روش های جداسازی گازهای n2 و ch4از گاز پرج واحد متانول و شبیه سازی بهترین روش به کوشش زهرا زارع در این تحقیق بر آن شدیم تا میزان دقیق جریان flare از جریان پرج واحد تولید متانول را محاسبه و نسبت به بررسی و امکان سنجی بازگرداندن این جریان به واحد تولید متانول در جهت افزایش میزان بازده تولید متانول، اقدام کنیم. شدت جریان flare واحد تولید متانول با استفاده از نرم افزار aspen plus، 324,884 کیلو مول بر ساعت اندازه گیری و مورد تأیید قرار گرفت. واکنش دهنده های اساسی در فرآیند تولید متانول، هیدروژن، مونوکسید و دی اکسید کربن می باشد. جریان flare گازی شامل 60.76% هیدروژن و 19.15% اکسید های کربن می باشد که می توان این اجزاء ارزشمند گاز پرج را به خوراک واحد تولید متانول برگردانده و به این ترتیب افزایش میزان تولید متانول و همچنین کاهش هزینه ها را انتظار داشت. جریان flare گاز پرج واحد همچنین حاوی نیتروژن و متان نیز می باشد. این دو ماده در واکنش های تولید متانول شرکت نداشته و برگرداندن آن ها به واحد می تواند سبب بروز انباشتگی در سیستم شود، لذا روش های مختلف جداسازی گاز ها مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین در این مطالعه تأثیر برگرداندن اجزاء مختلف بر روی میزان بازدهی تولید متانول مورد بررسی و شبیه سازی توسط نرم افزار aspen plus قرار گرفته است. بیش ترین میزان بازدهی تولید متانول مربوط به بازگرداندن دو جزء هیدروژن و مونوکسید کربن می باشد. بر اساس میزان دبی گاز flare، دما و فشار آن، همچنین میزان خلوص مورد نیاز از جداسازی، روش جداسازی psa در جهت جداسازی نیتروژن و متان از گاز پرج واحد تولید متانول پیشنهاد و سپس با استفاده از نرم افزار aspen adsorptionشبیه سازی شده است. با بهره گیری از روش فوق میزان متانول 63%افزایش یافته و همچنین بخش اعظمی از هیدروژن که به عنوان سوخت بسیار ارزشمند در صنعت شناخته شده است، به سیستم بازمی گردد. واژگان کلیدی:متانول،پرج، بازیابی، psa، جداسازی نیتروژن.