1- چکیده: در این پایان¬نامه ابتدا پتاسیم- کروموسیلیکات و سدیم- کروموسیلیکات به عنوان ساپورت کاتالیستی، به روش هیدروترمال سنتز شدند. سپس نانو اکسید آهن به فرم مگمیت تهیه شده و با درصدهای وزنی 2، 5، 10 و 20 بر روی ساپورت¬های کروموسیلیکات به روش پخش شدن در حالت جامد (ssd) نشانده شدند. به این ترتیب 14 نوع کاتالیست (8 نوع به صورت کامپوزیتی و 6 نوع به صورت ساپورت خالص) تهیه شدند. به منظور شناسایی این نمونه¬ها از آنالیزهای xrd، sem (edx) و bet استفاده شد. بررسی فعالیت کاتالیستی این نمونه¬ها در فرآیند دهیدروژناسیون اتیل بنزن در یک راکتور بستر ثابت ضد زنگ فولادی در فشار اتمسفریک و دمای °c600 در حضور کربن دی اکسید انجام گرفت. آنالیز محصولات فرآیندی توسط کروماتوگرافی گازی (gc) انجام گرفت. در این پایان¬نامه در فصل اول مقدمه¬ای بر فرآیند دهیدروژناسیون اتیل بنزن و شرایط مختلف این فرآیند در مقیاس صنعتی و آزمایشگاهی ارائه شده است. هم¬چنین مروری بر کارهای انجام گرفته در زمینه دهیدروژناسیون اتیل بنزن و انواع کاتالیست¬های فرآیند مربوطه مد نظر قرار گرفته است. در فصل دوم ابتدا به روش¬های سنتز کاتالیست و سنتز کروموسیلیکات پرداخته شده است. در ادامه این فصل، سامانه آزمایشگاهی مورد استفاده در آزمایشگاه به طور کامل معرفی شده است. و فصل سوم مربوط به نتایج شناسایی کاتالیست¬های سنتز شده، نتایج عملکرد کاتالیست¬ها در فرآیند دهیدروژناسیون اتیل بنزن، بحث و نتیجه¬گیری نهایی و ارائه پیشنهادات می¬باشد.

مونومر استایرن یک ترکیب هیدروکربنی آروماتیک با فرمول شیمیایی ‏c6h5ch=ch2‎‏ و از مشتقات بنزن می¬باشد که در ‏شرایط عادی مایعی سمی، اشتعال¬پذیر، شفـاف و بی¬رنگ بوده و هیدروژن زدایی اتیل¬بنزن روش مرســوم تولید آن در ‏صنعت می¬باشد. مونومر استایرن نقش عمده¬ای در تولید پلیمرهای پلی¬استایرن، بوتادین و غیره دارد. واکنش مذکور به ‏میزان شدیدی نسبت به دما و فشار حساسیت دارد، همچنین واکنش-های جانبی دیگری نیز در فرآیند تولید استایرن ‏مشاهده شده است که به عمده¬ی این واکنش¬ها در قسمت های بعدی اشاره شده است. بنابراین نیاز به یک شرایط بهینه¬ای ‏برای تولید استایرن داریم. در این طرح از یک راکتور دو بستری که در آن بستر اکسیداسیون بلافاصله پس از بستر هیدروژن زدایی تعبیه شده است، استفاده می¬شود. مدلی از پارامترهای عملیاتی برای درصد تولید استایرن با استفاده از روش طراحی ترکیب مرکزی و همین چنین با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی دست آمد که این مدل تطابق خوبی با داده¬های تجربی داشت ‏ نتایج حاصل نشان می¬دهد که با افزایش دما تا میزان °c620، راندمان تبدیل روند صعودی داشته و تا 60% افزایش می¬یابد. همچنین دو پارامتر فشار بخار ورودی و فشار اکسیژن نیز به ترتیب دارای مقادیر بهینه bar8/0 و bar9/0 می¬باشد. کلمات کلیدی: استایرن، هیدروژن¬زدایی، راکتور دوبستری، طراحی¬آزمایش، شبکه عصبی

استایرن یک ترکیب هیدروکربنی آلی از خانواده¬ی آروماتیک¬ها است که در شرایط عادی مایعی سمی، قابل اشتعال، شفاف و بی¬رنگ بوده و دی هیدروژناسیون اتیل بنزن روش مرسوم تولید آن در صنعت می¬باشد. در این طرح از یک راکتور دو بستری که در آن بستر اکسیداسیون بلافاصله پس از بستر دی هیدروژناسیون تعبیه شده است، استفاده می¬شود. در بستر اکسیداسیون این راکتور از کاتالیست¬های احیا شده که از احیای حرارتی کاتالیست¬های مستعمل واحد استایرن مجتمع پتروشیمی تبریز به دست آمد، استفاده شد. در این پروژه تاثیر سه پارامتر دمای واکنش، فشار جریان بخار آب ورودی و فشار جریان اکسیژن ورودی روی فرآبند تولید استایرن دنبال شد و برهمکنش¬های این پارامتر¬ها نسبت به هم و شرایط بهینه ای از پارامتر¬های یاد شده در محدوده¬ی معین طی فرآیند مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایشات نشان می¬دهد که با افزایش دما تا میزان °c 620 راندمان تولید استایرن روند صعودی داشته و تا حدود ? 40 افزایش می¬یابد. همچنین دو پارامتر فشار جریان بخار آب ورودی و فشار جریان اکسیژن نیز به ترتیب دارای مقادیر بهینه ی bar 8/0 و bar 9/0 می¬باشند. در این پروژه جهت صرفه-جویی در زمان و هزینه¬ها، جلوگیری از انحراف در هدف و تحلیل¬های دقیق¬تر از نرم افزار minitab برای طراحی آزمایشات استفاده شد و به منظور ارزیابی نتایج تجربی کار، داده¬های آزمایشگاهی حاصل، هم با مدل به دست آمده از نرم¬افزار minitab و هم با مدل شبکه¬ی عصبی مصنوعی مقایسه و بررسی گردید، تحلیل¬های صورت گرفته از تطابق بسیار خوب ( بالاتر از ? 97 ) نتایج تجربی و نتایج حاصل از مدل¬های استفاده شده در طرح حکایت دارد. همچنین هر دو مدل به کار گرفته شده و نیز آزمایشات تجربی، اهمیت بالای دمای واکنش را در قیاس با فشار جریان بخار آب ورودی و فشار جریان اکسیژن طی فرآیند تأیید می¬کنند. مقایسه و تحلیل نتایج حاصل از فرآیند با کاتالیست¬های احیا شده¬ی اکسیداسیون و نتایج حاصل از فرآیند با کاتالیست¬های تازه¬ی اکسیداسیون در شرایط تقریبا یکسان فرآیندی نشان از کارایی و بازده بسیار خوب کاتالیست¬های احیا شده ( بازدهی بین ? 60 تا ? 80 کاتالیست¬های تازه ) دارد که در شرایط کنونی تحریم، حاکی از مناسب بودن و مقرون به صرفه بودن روش احیای یاد شده برای کاتالیست¬های اکسیداسیون است.