ارزش افزوده محصولات با ارزشی نظیر بنزین و گازوییل از یک سو و نیاز کشور به این فرآورده های ارزشمند می تواند انگیزه های زیادی جهت حرکت به سمت این تغییر در واحد کاهش گرانروی ایجاد کنند. با انجام این پایان نامه می توان با قاطعیت به این پرسش که « آیا افزودن برج خلا به واحد کاهش گرانروی دارای صرفه اقتصادی است یا نه؟ » پاسخ مثبت داد و این پیشنهاد را به پالایشگاههای کشور ارائه نمود تا واحدهای کاهش گرانروی به سمت جایگزینی stripper با vacuum flasher هدایت شوند.

غشاهای پلی ایمیدی علیرغم پایداری حرارتی و شیمیایی مناسب و گزینش پذیری بالا در جداسازی مخلوط های گازی، تراوایی پایینی از خود نشان می دهند. در این تحقیق اثر توزیع نانوذرات اکسید فلزی tio2 بر شبکه پلیمر و تغییرات حاصل شده در تراوایی، گزینش پذیری و ساختار غشا شبکه ترکیبی بررسی شده است. پلیمر استفاده شده در ساخت غشا شبکه ترکیبی یک پلی ایمید با نام تجاری( matrimid 5218) است. توزیع نانوذرات tio2 و اندازه توده های تشکیل شده در شبکه و روی سطح پلیمر با آنالیزهای دستگاهی afm و tem بررسی شده است. به ازای غلظت های پایین از نانوذرات (کمتر از 15% حجمی) توزیع یکنواخت بوده و در صورت امکان توده-هایی با اندازه های نانو تشکیل شده اند. با افزایش غلظت فاز توزیع شده، میزان حفرات غیرانتخابی و توده های میکرونی بیشتر شده و عملکرد غشا را به شدت تحت تاثیر قرار داده است. تغییرات مورفولوژی و ساختار شبکه پلیمر در اثر توزیع نانوذرات tio2 توسط sem افزایش فاصله زنجیرهای پلیمر، توده های نانوذرات در شبکه و تشکیل حفرات را نشان داده است. همچنین، میزان حلال باقیمانده در شبکه پلیمر و تغییرات حرارتی با استفاده از آنالیز وزن سنجی حرارتی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. با اندازه گیری دانسیته غشاهای ساخته شده و مقایسه آنها با داده های تئوری محاسبه شده از مدل افزایشی میزان فضاهای خالی در شبکه پلیمر تعیین شده است. این نتایج افزایش حجم آزاد شبکه پلیمر را در اثر توزیع نانوذرات تایید کرده است. نتایج تراوایی گازهای خالص هلیم، نیتروژن، اکسیژن، متان و دی اکسیدکربن به صورت تابعی از کسر حجمی نانوذرات روندی صعودی داشته است. به عنوان مثال، به ازای20% حجمی نانوذرات تراوایی گازهای فوق به ترتیب 188، 318، 152، 267 و 179 درصد افزایش یافته است. همچنین، ضریب نفوذپذیری و حلالیت به روش تاخیر زمانی اندازه گیری شده است. بر اساس نتایج نفوذپذیری به دست آمده، رشد تراوایی ناشی از افزایش حجم آزاد شبکه پلیمر و تشکیل حفرات در فصل مشترک نانوذرات - پلیمر بوده است. به عنوان مثال، نفوذپذیری گازهای اکسیژن، نیتروژن و متان به ازای 20% حجمی نانوذرات tio2 به ترتیب 196، 420 و514 درصد افزایش یافته است. بنابراین، پارامتر غالب و تاثیرگذار بر افزایش تراوایی در نتیجه افزایش ضریب نفوذپذیری شبکه غشا بوده است. تغییرات ضریب حلالیت نسبت به کسر حجمی نانوذرات رفتاری متفاوت را در غلظت های بالاتر و کمتر از 15% داشته است. از طرف دیگر، میزان رشد تراوایی گازهای با اندازه مولکولی بزرگتر از قبیل متان و نیتروژن نسبت به گازهای دیگر بیشتر بوده است. به طوریکه با افزایش کسر حجمی نانوذرات قابلیت غربال مولکولی پلی ایمید کاهش یافته است.

در این تحقیق ، اثر افزایش نانو ذرات tio2 بر تراوایی ، انتخاب پذیری و ساختار غشا پلی سولفون مورد بررسی قرار گرفته است. از خواص نانوذرات tio2 میتوان به قابلیت توزیع یکنواخت و تمایل کمتر به تشکیل توده اشاره کرد. پلیمر استفاده شده در ساخت غشا شبکه ترکیبی پلی سولفون می باشد. توزیع یکنواخت نانوذرات از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر عملکرد و مورفولوژی غشا شبکه ترکیبی است. توزیع نانوذرات tio2 و توده های تشکیل شده در شبکه پلیمر با آنالیزهای دستگاهی sem و tem بررسی شده است. تغییرات مورفولوژی و ساختار شبکه پلیمر در اثر افزایش نانوذراتtio2، توسط semافزایش فاصله زنجیرهای پلیمر، توده های نانوذرات در شبکه و تشکیل حفرات را نشان داده است. همچنین توسط روش حرارتی وزن سنجی(tga)، گرما سنجی دیفرانسیلی(dsc) میزان حلال باقی مانده در شبکه پلیمر و تغییرات حرارتی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است .پیوند های موجود در غشاهای ساخته شده با روش طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز ftir)) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از ارزیابی غشاها نشان داد که اضافه کردن نانوذرات tio2 به ساختار غشای پلیمری غالبا سبب افزایش تخلخل بیشتر غشا و در نهایت افزایش تراوایی غشا شبکه ترکیبی برای گازهای هیدروژن ، متان و دی اکسید کربن می گردد. برای نمونه در غشاهای 15% وزنی پلیمر تراوایی غشای حاوی 10% نانوذره نسبت به گازهای متان و دی اکسیدکربن به ترتیب 200% و 400% رشد داشته است، که ناشی از کاهش تراکم زنجیرهای پلیمری و وجود حفراتی که در ساختار شبکه ای غشا ایجاد شده است.

در این تحقیق، طراحی اولیه ی واحد تولید اسید ترفتالیک خام فاز دوم مجتمع پتروشیمی شهید تندگویان جهت مشخص شدن وضعیت انرژی بری و مکان و میزان افت های حرارتی، توسط آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه بررسی طراحی واقعی و موجود در این واحد تولیدی از نقطه نظر پینچ و اگزرژی می باشد؛ به طوری که مشخص گردد آیا در طراحی اولیه اصول پینچ و بازیابی انرژی جریانات فرایندی در نظر گرفته شده است یا خیر و اینکه در طراحی مذکور امکان بهینه سازی و یا کاهش افت اگزرژی وجود دارد یا خیر؟ به این منظور، بعد از مطالعه ی فرایند تولید و انتخاب جریان های انرژی از بین کلیه ی جریان های فرایندی، در ابتدا تحلیل پینچ بر روی آنها انجام شد و مشخص گردید این مسأله از نوع آستانه ای که در آن میزان سرویس جانبی گرم برابر صفر است می باشد. سپس با در نظر گرفتن حداقل اختلاف دما برابر اختلاف دمای آستانه ای (664/13 درجه ی سانتیگراد) شبکه ی مبدل های حرارتی در حالت پینچ طراحی گردید. در مرحله ی بعد این شبکه با شبکه ی فعلی مبدل های حرارتی مورد مقایسه قرار گرفت. که در این مقایسه مواردی چون امکان پذیر بودن طراحی جدید در حالت عملی و از دید فرایندی، امکان تولید بخار و توان، کاهش افت تلفات در حین افزایش راندمان بازیابی حرارتی مورد توجه قرار گرفتند. با توجه به اینکه در طراحی واقعی از انرژی جریان های گرم و پر انرژی جهت تولید بخار استفاده شده است، یک بار دیگر طراحی جدید با هدف تولید بخار و توان مورد بازبینی و بررسی قرار گرفت و در نهایت چنین نتیجه گیری گردید که طراحی واقعی نه تنها بهترین طراحی ممکن (از دید مدیریت انرژی) برای جریان های انرژی مورد نظر ما است بلکه از نقطه نظر فرایندی و عملی بودن طراحی، تنها وضعیت قابل امکان که هم اجرایی باشد هم بیشترین بازیابی انرژی را در سیستم ایجاد نماید می باشد و افت اگزرژی ناشی از تولید بخار در این طراحی به دلیل ایجاد توان از قسمتی از بخارهای تولید شده و نیز کاهش چشمگیر آب خنک کننده ی مصرفی بواسطه ی تولید بخار نسبت به حالتی که هیچگونه بخاری تولید نشود، نه تنها قابل چشم پوشی بلکه کاملاً منطقی و اصولی می باشد. همچنین نتیجه گیری شد که طراحی اولیه بر مبنای اصول پینچ ولی با انتخاب حداقل اختلاف دمای کمتر از اختلاف دمای آستانه ای (664/13 درجه ی سانتیگراد) و با هدف بیشینه نمودن بازیابی حرارتی از طریق تولید بخار و توجیه افت اگزرژی حاصل از آن از طریق تولید توان انجام شده است.

در تحقیق حاضر، به مطالعه عملکرد حلال مخلوطی متشکل از حلال صنعتی سولفولان و مایعات یونی در آروماتیک زدایی از برش های هیدروکربنی پرداخته شده است. در بررسی تاثیر متغیرهای عملیاتی نسبت حلال به خوراک، درصدوزنی آب همراه حلال، دما و محتوای مایع یونی حلال مخلوط، از روش های تحلیل واریانس و شبکه عصبی مصنوعی، در قالب یک شبکه پرسپترون چندلایه استاندارد، استفاده شد. نتایج حاصل بیانگر آن است که در سامانه برش نفتای مخلوط+ سولفولان+ آب، درصد آب همراه حلال و دما به ترتیب دارای بیشترین و کمترین تاثیر بر استخراج آروماتیک ها می باشند. به صورت مشابه، در مطالعه عملکرد حلال مخلوط متشکل از سولفولان و مایع یونی 3- متیل-n- بوتیل پیریدینیوم دی سیان ایمید، مشاهده گردید که محتوای مایع یونی حلال مخلوط دارای بیشترین تاثیر در میان متغیرهای عملیاتی است. همچنین محتوای مایع یونی حلال مخلوط دارای تاثیری خطی بر ظرفیت استخراجی حلال مخلوط می باشد که این امر بیانگر عدم وجود اثرات هم افزایی میان حلال صنعتی و مایع یونی است. بررسی عملکرد دوره ای حلال مخلوط نیز نشان دهنده پایداری حرارتی و شیمیایی مطلوب آن در عملیات بازیافت حلال می باشد. اگرچه، حضور آب در حلال مخلوط، منجر به تضعیف عملکرد این حلال گردید. در اعتبارسنجی نتایج تجربی حاصل با استفاده از مدل ترمودینامیکی unifac، به مدل سازی ساختاری برش هیدروکربنی پرداخته شد. در این راستا، به توسعه دو روش جدید مبتنی بر گرانروی و ضریب واتسون برش، در تعیین نماینده های ساختاری برش هیدروکربنی پرداخته شد. برخلاف روش های موجود، روش های پیشنهادی نیازمند کاربرد منحنی جوش برش نبوده و از دقت قابل قبولی در مقایسه با روش های موجود برخوردار می باشند. همچنین، روش پیشنهادی بر پایه گرانروی، بخوبی قابل تعمیم به برش های سنگین می باشد. در نهایت، با مقایسه اولیه و تقریبی عملکرد بهینه حلال صنعتی و حلال مخلوط پیشنهادی در فرآوری 300 تن برساعت برش نفتای مخلوط پالایشگاه تهران، مشاهده شد که کاربرد حلال مخلوط در مقایسه با حلال صنعتی، منجر به 49% کاهش در هزینه کل سرمایه گذاری و 72% کاهش در هزینه انرژی فرآیند می شود. لذا، فرآیندی مبتنی بر حلال مخلوط، از پتانسیل اقتصادی مطلوبی به منظور جایگزینی با فرآیندهای مبتنی بر حلال صنعتی سولفولان برخوردار است.

در این پژوهش، غشاهای انتقال تسهیل یافته حاوی آمین با کاربرد حذف co2 از جریان co2/ch4ساخته شدند. اثرات غلظت آمین، پایه متخلخل، عامل شبکه ساز، فشار خوراک، ترکیب خوراک و پایداری به منظور مطالعه رفتار تراوایی گازهای خالص و مخلوط مورد بررسی قرار گرفتند. شبکه ای کردن غشا پلی (وینیل الکل) (pva) حاوی دی اتانول آمین(dea) با عوامل شبکه ساز گلوتاردهید و فرمالدهید با ترکیب ترکیب های مختلف ( 7، 5، 3، 1، 5/0 % نسبت وزنی : pva/ga و 5 ، 3، 1% نسبت وزنی pva/fa ) در غیاب کاتالیزور اسید و حلال های آلی انجام شد. علاوه بر این، غلظت های مختلف dea از 45-15 % وزنی برای ساخت غشاها مورد آزمایش قرار گرفت. غشاهای ساخته شده با آنالیز گرماسنجی دیفرانسیلی(dsc)، طیف-سنجی مادون قرمز (ftir) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) تعیین مشخصات شدند. به طور کلی، انتقال co2 از غشا dea-pva در حدود 70% بالاتر از غشا mea-pva است. در این میان، غشاهای حاوی 15% وزنی از dea و 35% وزنی از mea نفوذ گزینشی بالاتری از خود نشان دادند. علاوه بر این،پایه ptfe با ترشوندگی بالاتر عملکرد بهتری (در حدود 8%)صرف نظر از نوع فشار، غلظت و خوراک آمین از خود نشان داد. غشا dea-pva برخلاف mea-pva در طی زمان 14 روزه پایداری عملکردی مناسبی از خود نشان داد که احتمالاً به علت تخریب حاملmea در گذر زمان می باشد. در کل، غشاهای شبکه ای شده در مقایسه با نمونه های قبلی نتایج نفوذگزینشی قابل قبولی از خود نشان دادند. غشاptfe /(1% وزنی) dea-pva/gaگزینش پذیری 13/91 و 665 را به ترتیب برای گاز خالص و مخلوط از خود نشان داد و همچنین گزینش پذیری 72/92 در گاز خالص برای غشا ptfe /(5% وزنی) dea-pva/fa برای جریان co2/ch4 حاصل شد.

در این تحقیق، غشاهای غربال مولکولی کربنی پیشرفته از ترکیب pbi و چند پلی ایمید (کاپتون، یوآی پی و پی84) به منظور کاربردهای جداسازی گاز ساخته شد. پیش ماده های پلیمری به عنوان فیلم های متراکم تخت و در سه ترکیب (یعنی، 75/25، 50/50، 25/75 درصد وزنی) تهیه شدند. غشاهای غربال ملکولی کربنی از پیرولیز این پیش ماده های پلیمری با پروتکل های معین و مجزا بدست آمدند. با تعیین سه پروتکل، پیرولیز با دماهای نهایی (580 تا 800 درجه سانتیگراد) و شرایط متفاوت خلا انجام و در نتیجه به بررسی حصول غشاهای کربنی با کارآمدی بالا در این شرایط متفاوت و بهبود عملکرد آن پرداخته شد. در بخش دیگری از این تحقیق با استفاده از تجزیه و تحلیل آماری و با توجه به طراحی آزمایش ها با چهار متغیر، شامل نوع پیش ماده(x1)، ترکیب درصد پیش ماده و پلیمر اصلی(x2)، دمای نهایی پیرولیز (x3) و درجه خلا در محیط پیرولیز (x4) طراحی انجام شده و متغیرهای پاسخ، شامل نفوذ پذیری گازهای ch4،co2 ،o2 و n2 و همچنین گزینش پذیری co2/ch4، co2/n2، n2/ch4 و o2/n2 با چند جمله ای های درجه دوم و سوم بر حسب متغیرهای طراحی (متغیرهای مستقل x1، x2، x3 و x4)، مدل سازی شده است. در این مطالعه، برای بررسی مواردی چون محاسبه tg تک تک پلیمرها و ترکیب پیش ماده ها از تجزیه و تحلیل dsc، به منظور بررسی روند تغییرات در کاهش وزن در مدت پیرولیز و همچنین تعیین میزان پایداری حرارتی نمونه ها از تجزیه و تحلیل tga و برای مطالعه خصوصیات ساختاری غشاها و همچنین میانگین d-spacing از تجزیه و تحلیل xrd استفاده و شناسایی مرفولوژی با تجزیه و تحلیل sem انجام شده است. همچنین نفوذپذیری و گزینش پذیری گازهای خالص هیدروژن، دی اکسیدکربن و متان، برای تمامی غشاهای ساخته شده با توجه به پارامترهای مطرح شده، اندازه یری شده است. نتایج نشان می دهند، اثر افزایش دمای پیرولیز بر روی نفوذپذیری گاز، منفی (کاهش می دهد) و بر روی گزینش پذیری گاز، مثبت است. همچنین افزایش دمای پیرولیز منجر به افزایش فشردگی، افزایش چگالی، افزایش خاصیت بلورین غشا کربنی و کاهش فاصله متوسط بین لایه های گرافیتی کربن نیز می گردد. همچنین در قسمت دیگری از این رساله، مدل ریاضی ارائه شده برخلاف سایر مدل های دیگر، کلیه شرایط موجود در یک غشا را مدنظر قرارداده و به این ترتیب مدل سازی غشاهای کربنی را منطبق بر واقعیت می سازد.

گوگردزدایی اکسایشی به عنوان یکی از مهمترین گزینه¬های مطلوب برای تهیه سوخت دیزل با محتوای بسیار کم گوگرد (کمتر از µg/g 15-10) مطابق آخرین استانداردهای زیست¬محیطی در سراسر جهان است. در این رساله، تابش امواج فراصوت با فرکانس khz 20، همراه با کاتالیست جامد moox/al2o3 برای گوگردزدایی اکسایشی مهمترین مدل ترکیبات گوگرددار مقاوم باقیمانده در سوخت دیزل بعد از گوگردزدایی هیدروژنی بکار رفته و اثرات آن در بهبود بازده فرآیند بررسی شده است. گوگردزدایی بدون استفاده از حلال استخراج سولفون و در فشار محیط انجام شده است. مقدار بهینه درصد مولیبدن در کاتالیست تهیه شده با روش تلقیح خشک، 10 درصد وزنی بوده که منجر به تشکیل ساختار اکسید مولیبدن تتراهدرال ایزوله شده است. بررسی¬های اولیه روی اثر زمان تابش فراصوت نشان داده که %55 اکسایش دی¬بنزوتیوفن در خوراک با غلظت µg/g 1000 گوگرد در 30 دقیقه واکنش بدون تابش فراصوت، به %98 با تابش فراصوت و در شرایط عملیاتی مشابه، رشد یافته است. مقدار اثر تابش فراصوت در رشد بازده، تابع متغیرهای عملیاتی است. ثابت سرعت کلی واکنش شبه مرتبه اول بنزوتیوفن، دی-بنزوتیوفن و 4و6-دی¬متیل¬دی¬بنزوتیوفن در سطوح مرکزی متغیرها (دمای 308 کلوین، غلظت µg/g 575 گوگرد و نسبت مولی 3/8 اکسنده به گوگرد خوراک) با تابش فراصوت نسبت به شرایط مشابه بدون تابش، به¬ ترتیب 2/2، 1/3 و 1/2 برابر شده است. اثر مقدار گوگرد خوراک، نسبت اکسنده به گوگرد و دما، به عنوان سه متغیر اصلی فرآیند، اثر تابش فراصوت و نیز تأثیر متقابل متغیرها، با طراحی آزمایش با روش ترکیب مرکزی به صورت سامانمند تشریح شده است. اثرات مثبت حفره¬زایی ناشی از تابش فراصوت، کاهش تجمع ذرات کاتالیست آبدوست و اکسنده در فاز نفت و افزایش انتقال جرم بین فازها، افزایش مساحت سطح کاتالیست (حدود %23، بعد از 3 ساعت تابش فراصوت بر اساس bet)، کاهش اندازه ذرات (%70 درصد کاهش متوسط اندازه ذرات بعد از 3 ساعت) و حذف ناخالصی¬های سولفون¬های محصول، آب و اکسنده مازاد از سطح کاتالیست بوده که همواره غالب بر اثر منفی احتمالی آن در رشد تجزیه حرارتی ناخواسته اکسنده، بوده است. تابش فراصوت، مشکل ناپایداری کاتالیست در اثر جذب قوی ناخالصی¬های قطبی را بدون نیاز به حلال استخراج، برطرف کرده و گزینش¬پذیری فرآیند را نیز در برابر حذف مدل¬های آروماتیکی، بهبود داده است.

گوگردزدایی اکسایشی (ods) یکی از روش های تحقیقاتی جدید امیدبخش برای تولید سوخت دیزل پاک با استانداردهای جهانی (در حد یورو 4 و 5)، است. در این تحقیق، از کاتالیزور como/?-al2o3 با اکسیدکننده h2o2 در حضور تابش امواج مایکروویو برای اکسایش ترکیب های تیوفنی مقاوم در برابر فرآیند hds استفاده شده است و اثرات مفید حضور تابش مایکروویو بررسی شده است. تاثیر پارامترهای عملیاتی دما، میزان اولیه گوگرد و نسبت مولی اکسیدکننده به گوگرد با طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ-ترکیب مرکزی (rsm-ccd) در حالت با/بدون حضور تابش مایکروویو، و همچنین اثر متقابل آنها روی هم بررسی شده است.

در این رساله، به بررسی عملکرد غشاهای شبکه آمیخته (mmm) بر پایه ی ماتریمید 5218 (matrimid®5218) در جداسازی گازهای دی اکسیدکربن از متان پرداخته شده است. در واقع نتایج حاصل از تهیه غشای شبکه آمیخته با افزودن ذرات زئولیت nay خالص (matrimid/nay)، زئولیت هایی که سطح خارجی آن ها با عامل آمینوسیلانی اصلاح شده است (matrimid/sm-nay) و زئولیت هایی که داخل حفرات آن ها به روش سنتز کشتی در یک بطری اصلاح شده است (matrimid/ag-3)، به matrimid، بررسی شدند. در بخش بعدی نتایج حاصل از غشای آلیاژی matrimid/peg200 و همچنین افزودن نانوذرات زئولیتy خام وکپسوله شده (ag-3)، در ساختار غشای آلیاژی مذکور شرح داده میشود. در انتها مقایسه ای بین عملکرد غشاها با مدل های تراوایی متداول انجام شده و کارایی مدل ها در تخمین داده های تراوایی آورده شده است. از آنالیزهای dls، bet، uv-viz drs، xrd، ftir-atr، sem، cam، tga، dsc و plm برای ارزیابی ذرات و غشاهای مختلف استفاده شد. همچنین اثر محتوای ذرات پرکننده (0 تا 20% وزنی)، فشار خوراک گاز (bar 12-2) و دمای خوراک (35 تا c°75) بر جداسازی گازهای co2/ch4 بررسی شدند. همچنین آزمون تراوایی مخلوط گازی در غشاهای بهینه انجام شد. نتایج ارزیابی ذرات سنتز شده، نشان از موفقیت آمیز بودن مراحل مختلف سنتز داشت. نتایج تراوایی گاز نشان داد که اصلاح ساختاری ذرات پرکننده طی مراحل ساخت غشا، اگرچه موجب افزایش گزینش پذیری شده است، اما در مقایسه تراوایی را نیز کاهش داده است. در واقع اصلاح سطح خارجی زئولیت nay با عامل آمینوسیلانی و اصلاح داخل آن طی مراحل سنتز کشتی در یک بطری موجب افزایش چشمگیر گزینش پذیری co2/ch4 شد. اما تراوایی co2 کاهش یافت. ماکزیمم گزینش پذیری در غشای حاوی 15% وزنی زئولیت ag-3 رخ داد. در این غشا تراوایی co2 از 34/8 برای matrimid به 51/13 بارر در غشای matrimid/ag-3 افزایش یافت (حدود 62%). همچنین گزینش پذیری co2/ch4 از 3/36 برای matrimid خالص تا 1/77 برای غشای matrimid/ag-3 افزایش یافت (حدود 112%). در غشاهای آلیاژی matrimid/peg حاوی 5% وزنی peg، حضور همین مقدار peg در ساختار غشاهای شبکه آمیخته ی سه جزئی موجب برهمکنش مناسبی با ذرات پرکننده شد و موجب کاهش ترکیب درصد بهینه ی ذرات پرکننده از 15% به 5% شد.

سولفور موجود در سوخت، عامل اصلی آلودگی هوا است. حذف این ترکیبات سولفوره استفاده از فرایند سولفورزدایی هیدروژنی در مجاورت کاتالیست انجام می گیرد. اما انجام سولفورزدایی عمیق با این فرایند مشکل است چرا که تیوفن و مشتقات آن مثل دی بنزوتیوفن و دی متیل دی بنزوتیوفن در مقابل این فرایند مقاومند. فرایندهای جایگزین مثل اکسایش، جذب و استخراج قادرند ترکیبات سولفوره را در شرایط ملایم تری بدون نیاز به هیدروژن حذف کنند. در این پروژه سولفورزدایی فوتوکاتالیستی هگزان با استفاده از ترکیب نانو لوله کربنی چند دیواره و تیتانیا انجام شد. استفاده از مواد کربنی به عنوان پایه، راهی مناسب برای ایجاد ساختار با قابلیت برانگیختگی با نور مریی و افزایش بازده حذف ترکیبات است. نتایج نشان داد که افزایش نانولوله باعث افزایش قدرت فوتوکاتالیستی می شود اما در نسبت نانولوله به تیتانیای بیشتر از یک، قدرت فوتوکاتالیستی به علت پراکندگی نور توسط نانولوله کاهش می یابد. بهینه سازی شرایط ساخت کاتالیست نشان داد که دمای 300 درجه سانتیگراد، ph برابر 4 و استفاده از p-25 به مقدار 5 برابر میزان نانولوله در ساختار باعث ایجاد بهترین ساختار با بیشترین میزان حذف ترکیبات تیوفنه (حذف کامل دی بنزوتیوفن و حذف 35% از بنزوتیوفن درعرض بیست دقیقه تابش نور ماوراء بنفش) می شود. مقدار کاتالیست در محلول عامل مهمی است که روی میزان حذف اثر دارد. مقادیر بیشتر از کاتالیست باعث افزایش راندمان حذف می شود اما در مقادیر بیش از 6/0 گرم در 100 سی سی محلول، به علت پراکنش نور، کاتالیست کارایی مناسبی ندارد. افزایش عامل اکسنده باعث افزایش میزان حذف می شود اما مقادیر زیاد آن (بیش از یک میلی مول در 100 سی سی محلول) به علت مسمومیت سطح کاتالیست باعث کاهش راندمان حذف می شود. ساختار بدست آمده توانایی برانگیختگی با نور مریی را نیز دارا است و استفاده از نانولوله نسبت به دوپ کردن نیتروژن اثر بهتری در افزایش قدرت حذف ساختار در ناحیه مریی دارد. همچنین حذف بنزوتیوفن و دی بنزوتیوفن از مکانیسم لانگمویر- هینشلوود پیروی کرده و تحت تابش نور مریی، ثابت سرعت حذف بنزوتیوفن و ثابت سرعت حذف دی بنزوتیوفن به دست آمد. شناسایی محصولات با استفاده از کروماتوگرافی گازی (طیف سنج جرمی) صورت گرفت و جود سولفون و عدم وجود سولفوکساید در محصول نشانه پیشرفت کامل هر دو مرحله واکنش اکسایش تیوفن ها است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

تشکیل رسوبات جامد مانند رسوب نفت خام یکی از مشکلات اساسی در استخراج، تولید، بهره برداری و انتقال نفت خام در خطوط لوله و مخازن نفتی است. علاوه بر تغییرات عواملی نظیر دما و فشار، ترکیب درصد و پتانسیل جریان نیز بر تشکیل رسوب در مخازن و محیط متخلخل موثر است. در این پایان نامه با تأکید بر بار الکتروستاتیکی موجود در مولکول آسفالتین این ماده به عنوان جزئی مثبت در نفت خام مذکور معرفی و با توجه به استفاده روز افزون پلی آکریل آمید در ازدیاد برداشت از مخازن نفتی تأثیر تزریق این ماده بر روی تشکیل رسوب آسفالتین در محیط متخلخل پر شده با پودر کربید سیلیسیم بررسی شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که خاصیت باردار مولکول آسفالتین در مقابل دیگر مواد باردار نظیر پلی آکریل آمید ها باتوجه به بار ماده پلیمری مذکور متغیر می باشد و اینکه میزان بار مولکول آسفالتین با توجه به گروههای فلزی موجود در آن و مقدار آنها تعیین می گردد

برجهای خنک کننده واحد اولفین از حیاتی ترین اجزاءاین واحد بشمار می آید. در این برجها گازهای شکست حرارتی خروجی از کوره ها خنک می گردند بطوریکه در هر مرحله بخشی از ترکیبات سنگین میعان می شوند. در واحد الفین مجتمع پتروشیمی اراک گاهی ارتفاع مایع اولین برج خنک کننده شدیدا"کاهش می یابد لذا جهت بررسی علت وقوع این پدیده و تجزیه وتحلیل فرایند خنک سازی در دو برج، برنامه کامپیوتری که شامل مدلسازی و بهینه سازی آنهاست تدوین شده است .

تکنولوژی pinch یک روش مفید و کارآمد برای سنتز شبکه مبدلهای حرارتی می باشد . این روش به طراح کمک می کند تا چگونگی جریان انرژی در فرآیند را درک کند و بتواند فرآیند و سیستم منابع خارجی (utility system) را به صورت همزمان و موثرتر طراحی کند. یکی ازمهمترین جنبه های تکنولوژی pinch قابلیت آن در تحلیل منابع خارجی لازم برای فرآیند می باشد. منابع خارجی که در فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از : توربین های گازی و بخاری، کوره، سیکل روغن داغ، بخار با فشارهای مختلف ، آب خنک کن ومبردها. هزینه انرژی و سرمایه گذاری سیستم منابع خارجی نه تنها با نوع آنها بلکه با دما و بار حرارتی آنها تغییر می کند . بنابراین بایستی منابع خارجی را به گونه ای انتخاب کرد تا هزینه های سالیانه واحد به حداقل ممکن کاهش یابد. برای این منظور از منحنی های ترکیبی گراند مربوط به فرآیند و منابع خارجی استفاده کرده و مناسبترین ترکیب منابع خارجی را تعیین می کنیم. برای پیش بینی هزینه های سرمایه گذاری یک شبکه، ابتدا بایستی هزینه یک مبدل حرارتی را با توجه به سطح آن بدانیم . این هزینه با مواد مورد استفاده،فشارهای مختلف عملیاتی و نوع مبدل تغییر می کند . به همین دلیل بایستی از روشی استفاده نمود که بتوان سهم هرمبدل در سطح شبکه مبدلهای حرارتی را با توجه به مشخصات مورد نیاز جریانهای این مبدل در نظر گرفت . اگر تنها ازیک معادله هزینه برای شبکه مبدلهای حرارتی با مشخصات مختلف استفاده شود، بایستی سهم جریانهائی را که به مشخصات ویژه نیاز دارند به گونه ائی افزایش دهیم تا هزینه سرمایه گذاری شبکه مبدلهای حرارتی را با استفاده از این معادله بصورت صحیح تعیین کنیم.

هزینه بخش جداسازی، سهم عمده ای از مجموع هزینه های یک واحد شیمیایی را به خود اختصاص می دهد. بنابراین تعیین مناسبترین نوع و روش جداسازی و انتخاب بهینه توالی سیستم های جداکننده اجزا می تواند در کاهش هزینه ها نقش موثری داشته باشد. لذا با فرض استفاده از روش تقطیر به عنوان ستون فقرات جداسازی و جداسازی دقیق جهت تولید اجزا خالص، ارائه یک راه حل مناسب جهت انتخاب بهینه توالی برجهای تقطیر (به جای انجام محاسبات سخت و پیچیده تعیین قیمت واقعی) بعنوان هدف اصلی پروژه دنبال می شود. به این منظور با مطالعه دقیق کلیه روشهای ارائه شده توسط طراحان و بررسی نقاط قوت و ضعف هر کدام، یک عبارت کمی یا تابع تجربی بعنوان نماینده قیمت هر برج پیشنهاد شده است. این تابع برای هر برج محاسبه و مجموع آن برای هر توالی بعنوان معیار یا شاخص انتخاب توالی بهینه استفاده می شود. برای اجتناب از حجم زیاد محاسبات از یک روش جستجوی الگوریتمی جهت تعیین گزینه مناسب در پروژه استفاده شده است بنابراین شاید بتوان روش جدید پیشنهادی را در حوزه روشهای تجربی - الگوریتمی معرفی نمود. مزیت روش ارائه شده در این کار این است که خیلی آسان و سریع می توان به گزینه بهینه دسترسی یافت بدون اینکه احتیاج به مهارتهای ریاضی و محاسبات پیچیده و کامپیوتری بهینه سازی روشهای الگوریتمی داشته باشد. علاوه بر این از کلیه روشهای تجربی ارائه شده تاکنون از تئوری قویتری برخوردار و نتایج حاصله در مقایسه با روشهای تجربی قبلی بهتر و نزدیک به واقعیت می باشد.

ابداع روشهای طراحی سیستماتیک همواره مورد توجه مهندسین و طراحان فرآیند بوده است. چرا که روشهای مبتنی بر قواعد ابتکاری-تجربی و رشهای میان بر، نه می تواند یک طراحی بهینه را تضمیم کند و نه منجر به یک طراحی منحصر بفرد می شود. در طراحی فرآیند که با گزینه های بسیار زیادی روبرو هستیم، نیاز به یک روش کل نگر که بتواند بهترین حالات و گزینه ها را انتخاب کند، احساس می شود. طراحی شبکه مبدلهای حرارتی نیز از این امر مستثنی نیست. از بین روشهای پیشنهاد شده برای طراحی شبکه مبدلهای حرارتی، روش برنامه ریزی ریاضی یک روش سیستماتیک است که ضمن توانایی طراحی اتوماتیک شبکه، امکان در نظر گرفتن محدودیت بر روی مبدلها، مواد مختلف ساخت و انواع مختلف مبدلها و مسائل عملی که در صنعت پیش می آید را داراست. در روش برنامه ریزی ریاضی برای طراحی شبکه مبدل های حرارتی ابتدا نمودارهایی بنام ابرساختار تشکیل دده می شود که در آن بهترین گزینه های محتمل در نظر گرفته می شوند و سپس با استفاده از روش بهینه سازی خطی، غیرخطی، خطی همراه با متغیرهای ناپیوسته و غیرخطی همراه با متغیرهای ناپیوسته، شبکه مبدلهای حرارتی بهینه طراحی می شود. در این پایان نامه یک روش مرحله ای برای شبکه مبدلهای حرارتی ارائه می شود. در مرحله اول این روش، مقادیر حداقل سرویسهای جانبی توسط برنامه ریزی خطی تعیین میشود. سپس با استفاده از برنامه ریزی خطی همراه با متغیرهای ناپیوسته، بهترین مبدل بین جریانهای گرم و سرد به گونه ای انتخاب می شود که حداقل سرویسهای جانبی که از مرحله قبل به دست آمده اند را ارضا کند.

آب همیشه و از دیرباز تاکنون، جز اساسی ترین نیازهای بشر بوده و روز به روز بر اهمیت و ارزش آن افزوده می شود. اما تغییرات جوی و استفاده های غیر اصولی و نیز دفع آبهای آلوده به محیط، مسائل اقتصادی و زیست محیطی فراوانی را گریبانگیر جوامع ساخته است. بنابراین لزوم رویکرد به سمت استفاده اصولی از آب به گونه ای که مصرف آب و تولید پساب، حداقل گردد محسوس می باشد. تکنولوژی پینچ قادر است با به کارگیری روشهای مختلف، مصرف آب و تولید پساب واحدهای صنعتی را کاهش دهد. این تکنولوژی برای هر نوع فرآیند استفاده کننده از آب کاربرد داشته و منحصر به صنایع شیمیایی نمی باشد. در تکنولوژی ‏‎water pinch‎‏ شبکه های تبادل حرارت به شبکه های تبادل جرم تبدیل می شوند. در مجموعه گردآوری شده به شرح و بسط روشهای مختلف کاهش مصرف آب اعم از استفاده مجدد، احیا و بازچرخانی برای حالات مختلف فرآیندی نظیر جریانات تک آلاینده چند آلاینده و نیز جریانات اجباری پرداخته شده است. علاوه بر این استراتژی انتقال برای بهبود حداقل سازی مصرف آب و نیز روشهایی برای تخمین تعداد واحدهای تصفیه و احیا و نیز کاهش تعداد کلی واحدها ارائه گردیده اند. سپس به بررسی واحد کلرآلکالی مجتمع پتروشیمی بندر امام پرداخته شده است. در این بخش روش جدیدی برای حل مسائل شامل جریانات اتلاقی ارائه گردیده است. این روش جامعتر و در عین حال ساده تر از روش قبل می باشد و مشکلاتی را که در حل مساله با استفاده از روش قبل ایجاد می شود مرتفع میسازد. روشهای ذکر شده در فوق، برای این واحد به کار گرفته شده و نهایتا مصرف ب واحد از ‏‎395 t/h‎‏ به ‏‎‏‎268 t/h‎‏ (معادل 32%) و میزان پساب واحد از ‏‎150 t/h‎‏ به ‏‎23 t/h‎‏ (معادل 84%) کاهش یافته است.