امروزه بحران انرژی یکی از مهمترین مشکل های جوامع بشری محسوب می شود و این در حالی است که ذخایر نفتی بسیاری از کشورها و از جمله ایران رو به کاهش است. اما ظهور و پیشرفت تکنولوژی گاز به مایع (gtl) نوید دهنده آینده روشن تری در این زمینه است. gtl به فرآیندی اطلاق می شود که طی آن گاز طبیعی، ابتدا به گاز سنتز و سپس به محصول های مایع با ارزشی چون بنزین، گازوئیل، نفت سفید، انواع wax، متانول، آمونیاک و ... تبدیل می شود. تکنولوژی gtl از طریق فرآیندهای مختلفی قابل انجام می باشد که یکی از مهمترین آن ها سنتز فیشر- تروپش است. هدف اصلی این پروژه بررسی سینتیک واکنش فیشر- تروپش برای تولید هیدروکربن های سبک و تعیین مدل سینتیکی سرعت واکنش است. برای مدل سازی داده های سینتیکی آزمایشگاهی از کاتالیست 80%co-20%ce-15%sio2 استفاده شده است. هیدروژناسیون co بر روی کاتالیست کبالت- سریم در یک راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت مورد مطالعه سینتیکی قرار گرفت. مطالعه های در شرایط عدم کاهش فعالیت کاتالیزور و درصدهای تبدیل پایین و در عدم حضور محدودیت های نفوذی انجام شد. آزمون های سینتیکی در فشار کل 1 بار، نسبت h2/co خوراک 1 و 5/1، محدوده دمایی 15/573 - 15/473 درجه کلوین، دبی حجمی ml/min60 و سرعت فضاییh-1 3600 برای بدست آوردن بهترین مدل سینتیکی طراحی گردید. در مدل سازی سینتیکی علاوه بر استفاده از مکانیسم های مطرح در سنتز فیشر- تروپش برای اسخراج معادله های سرعت از معادله توانی بر حسب فشارهای جزئی هیدروژن و مونوکسیدکربن نیز استفاده شد. برای استخراج مدل ها با استفاده از مکانیسم های مطرح در سنتز فیشر- تروپش چهار مکانیسم فرض شد که با استفاده از این 4 مکانیسم 16 مدل سینتیکی مختلف با استفاده از تئوری لانگمویر- هینشوود- هوگن- واتسون توسعه داده شد. برای تعیین و بهینه سازی پارامترهای مدل ها از نرم افزار poly math استفاده شد. مدل ها و ثوابت آن ها با استفاده از آزمون های آماری با یکدیگر و با مدل ها و مقادیر موجود در مقاله های مقایسه شدند و مدل های باقی مانده در پیش بینی نتایج آزمایشگاهی به کار گرفته شدند. انرژی فعالسازی برای مدل به دست آمده از تئوری لانگمویر- هینشوود- هوگن- واتسون برابر kj/mol 21/30 و برای مدل توانی kj/mol 001/2+ به دست آمد که این مقادیر با مقادیر ذکر شده در مراجع تطابق خوبی دارند.

مدار کارخانه تغلیظ مس میدوک شامل 5 ستون فلوتاسیون در مرحله پرعیارکنی اولیه است که این ستون ها طبق طراحی اولیه می بایست 75% کنسانتره نهای را تولید نماید. اما در حال حاضر کف گیری از این ستون ها به دلایل مختلف عملیاتی مقدور نیست و خوراک ورودی به مدار مستقیماٌ وارد 10 سلول فلوتاسیون مکانیکی می شود که بعنوان رمق گیرهای مدار رافر تعبیه شده اند. لذا به دلیل افزایش دبی ورودی به سلول های مکانیکی نسبت به مقدار طراحی شده لازم بود جهت افزایش کآرایی متالورژیکی مدار، میزان و توزیع مواد شیمیایی در این بخش از مدار بررسی و بهبود یابد. در این تحقیق ابتدا آزمون های فلوتاسیون آزمایشگاهی با الگوهای توزیعی مختلف برای مواد شیمیایی (کلکتور وکفساز) بر روی نمونه های معرف خوراک ورودی به مدار فلوتاسیون مس میدوک با عیار 1/1 انجام شد و بر اساس نتایج بدست آمده از بین آنها سه توزیع برای بررسی در مقیاس صنعتی انتخاب شد. نتایج حاصل از آزمون های صنعتی نشان داد توزیع 30-0-70 موجب بهبود قابل توجهی در عملکرد مدار پرعیارکنی اولیه بویژه بازیابی ذرات درشت شده است. نهایتاٌ توزیع 30-0-70 که بالاترین بازیابی را در آزمون های آزمایشگاهی و صنعتی حاصل کرده بود در یک دوره زمانی طولانی جایگزین توزیع قبلی مدار شد. تحلیل آماری نتایج کارایی متالورژیکی کل مدار فلوتاسیون مس میدوک بوسیله مقایسه خطوط رگرسیون حاصل از داده های عیار- بازیابی مربوط به دو دوره زمانی قبل و بعد از تغییر توزیع مواد شیمیایی نشان داد که بازیابی کل مدار فلوتاسیون به میزان 0/88% با سطح اطمینان 90% افزایش یافته است.

در این تحقیق به بررسی عملکرد هیدرودینامیکی و حرارتی یک مبادله کن گرمایی ترموسیفونی گاز- مایع به روش تجربی و تئوری در یک سیستم نیمه صنعتی پرداخته شده است. با طراحی آزمایشات مناسب داده های لازم جهت بررسی هیدرودینامیک جریان در مبادله کن گرمایی و تعیین افت فشار سیال در طول مبادله کن بدست آمده است. با توجه به نتایج حاصل شده رابطه ای جدید جهت تخمین و تعیین افت فشار سیال در طول یک مبادله کن گرمایی ترموسیفونی گاز- مایع با آرایش هندسی مربعی (خطی) و پره های یکپارچه و صفحه ای و برای سیال تراکم پذیر هنگامی که جریان سیال در محدوده 5000re> باشد پیشنهاد شده است. نتایج حاصله دقت مناسب این رابطه را در مقایسه با سایر روابط نشان می دهد بطوریکه حداکثر خطای این رابطه جدید با بیش از 40 داده تجربی بدست آمده از پایلوت ساخته شده کمتر از 15% می باشد. برای بررسی عملکرد حرارتی مبادله کن لوله گرمایی نیز با تعیین داده های لازم و محاسبه شدت انتقال حرارت و بازده گرمایی مبادله کن) (? از نتایج تجربی و شبیه سازی به روش ? -ntu نتایج شبیه سازی و تجربی مقایسه شده است. در این بخش عوامل موثر بر عملکرد حرارتی مبادله کن از قبیل دمای هوای گرم ورودی، دبی هوای گرم، درصد پرشده لوله های گرمایی و نسبت ظرفیت گرمایی جریان گرم به سرد مورد بررسی قرار گرفته است. بخشی از نتایج بدست آمده را می توان به شرح ذیل بیان کرد: 1- در نسبت ظرفیت گرمایی جریان گرم به سرد ثابت با افزایش دمای هوای گرم ورودی بازده حرارتی مبادله کن تقریبا ثابت مانده در حالیکه شدت انتقال حرارت از سیال گرم به سرد افزایش می یابد. 2- در دمای ثابت هوای گرم ورودی به مبادله کن با افزایش سرعت هوای گرم ورودی بازده حرارتی و میزان انتقال حرارت از سیال گرم به سرد افزایش می یابد. 3- نسبت ظرفیت گرمایی جریان گرم به سرد از عوامل موثر بر شدت انتقال حرارت و بازده حرارتی مبادله کن محسوب می شود. زمانیکه باشد بازده حرارتی مبادله کن به دلیل افزایش قابلیت سیال گرم و سرد برای از دست دادن و جذب گرما، بیشتر خواهد شد. در حالیکه هرگاه ce=cc باشد بازده حرارتی مبادله کن حداقل می شود که این به دلیل قابلیت کم دو جریان سرد و گرم برای جذب و از دست دادن گرما است. در ادامه با مدلسازی مبادله کن لوله گرمایی ترموسیفونی با استفاده از نرم افزار fluent 6.0.1 به بررسی هیدرودینامیک جریان و انتقال حرارت در مبادله کن با استفاده از نتایج حاصله شده است. بخشی از نتایج حاصله به شرح زیر بیان می شود: • با توجه به 40 داده تجربی برای افت فشار در طول مبادله کن نتایج بدست آمده از cfd انحرافی بین 7 الی 25درصد نشان می دهد. • متوسط انحراف نتایج cfd با نتایج تجربی و ?-ntu برای میزان انتقال حرارت و بازده گرمایی مبادله کن به ترتیب 10 و 5/22 درصد می باشد. • از آنجائیکه بررسی عملکرد مبادله کن در محدوده جریان آرام انجام شده است با افزایش شدت جریان هوای گرم نتایج cfd با نتایج دیگر انحراف پیدا می کند. بطوریکه برای شدت جریان جرمی بیشتر از kg/s 4/0 ُاین انحراف بیشتر خود را نشان می دهد. علت این مورد تبدیل جریان سیال از آرام به آشفته می باشد.

در این پژوهش شکل دهی اولیه کاتالیزور دو فلزی فیشر- تروپش کبالت- منگنز به روش قرص سازی، و تاثیر آن بر خواص کاتالیستی این کاتالیزور مورد مطالعه قرار گرفته است. تاثیر پارامترهای شکل دهی مانند نوع و مقدار پیوند دهنده، فشار اعمالی دستگاه پرس و همچنین اندازه ذرات بر عملکرد کاتالیزور بررسی شده است. نتایج بدست آمده از آزمایشات انجام گرفته نشان می دهند که شکل دهی اولیه باعث بهبود گزینش پذیری این کاتالیزور شده است. این مطالعه همچنین نشان می دهد که در شکل دهی کاتالیزورها، افزودن پیوند دهنده نقش بسزایی در بهبود استحکام فرسایشی آنها دارد.

در این تحقیق، مدل سینتیکی فیشر- تروپش، روی کاتالیست co/fe/sio2 در حضور تقویت کننده پتاسیم در یک میکرو راکتور بستر ثابت، مورد بررسی قرار گرفت. شرایط عملیاتی مورد استفاده عبارتند از: دمای ?c 300-250، فشار 1 تا 12 بار ، سرعت فضایی cm3 (stp)/h.gcatalyst 3600 و نسبت های خوراک ورودی 5/2-1 = .h2/coبر پایه مکانیسم های پیشنهادی، مدل سینتیکی مناسبی برای مصرف co بدست آمد. سرعت های بدست آمده از نرم افزار پلی مث و داده های تجربی به خوبی با هم مطابقت داشتند. ثابت سرعت برای واکنش فیشر- تروپش در حضور کاتالیست co/fe/sio2 تعیین گردید و انرژی اکتیواسیون برای این فرآیند، برابر با kj/mol22 بدست آمد

اندازه گیری های سینتیکی در یک مجموعه ی کاملاً اتوماتیک شامل یک راکتور بستر ثابت، حاوی یک گرم از کاتالیست بهینه شده ی cs1%la2o3-30%ni-20%co-80% که برای جلوگیری از محدودیت های نفوذی به صورت پودر مورد استفاده قرار گرفت، انجام شد. داده های سینتیکی تست کاتالیست تحت شرایط مختلف فشار، دما، ترکیب گاز سنتز ورودی (به عنوان نسبت h2/co و گاز بی اثر ورودی) و در مقدار سرعت فضایی مناسب و ثابت از گاز سنتز، برای اطمینان از عدم وجود اثرات منفی نفوذ حفره ای و انتقال جرم بر سرعت واکنش، به دست آمد. همچنین تمامی آزمایش ها برای اطمینان از عدم وجود اثرات منفی انتقال حرارت بر سرعت واکنش، در درجه ی تبدیل کمتر از 5% نسبت به گاز مونوکسید-کربن انجام شد. در نهایت مکانیسم مناسب برای کاتالیست مورد نظر با استفاده از مدل لانگمویر- هنشل وود و مدل توانی، به وسیله ی تطبیق داده های سرعت تجربی با معادلات سرعت پیشنهادی، با استفاده از نرم افزار آماری پلی مث (polymath) ارائه گردید. داده های موجود در این مطالعه با مدل توانی که در آنk220?c=2.286*10-5 و همچنین با مدل لانگمویر-هنشل وود (lh) که در آن k220?c =1.522*10-5 می باشد، در توافق بسیار خوبی قرار دارد. انرژی اکتیواسیون (ea) برای مدل لانگمویر- هنشل وود و مدل توانی ارائه شده، برابر kj/mol 7/59 بدست آمد که با نتایج به دست آمده برای کاتالیست های بر پایه ی کبالت تطابق دارد. در پایان، اثر پارامترهای مختلف از قبیل فشار کل، دمای واکنش و فشار های جزئی h2 و co بر درجه تبدیل واکنش و بر گزینش پذیری محصولات واکنش بررسی گردید.

چکیده: با توجه به کاهش ذخائر نفتی جهان و وجود منابع عظیم گاز طبیعی سبب شده است تا استفاده بهینه از گاز طبیعی ضروری باشد. سنتز فیشر-تروپش فرآیندی است که طی آن گاز سنتز (مخلوط مونوکسید کربن و هیدروژن) حاصل از گاز طبیعی یا زغال سنگ، به طیف وسیعی از هیدروکربن های سنگین تر تبدیل می گردد. در این مطالعه مکانیسم و سینتیک حاکم بر سنتز فیشر تروپش و همچنین گزینش پذیری و بازده محصولات بر روی کاتالیست آهن-منگنز تهیه شده به روش سل-ژل مورد بررسی قرار گرفته است و بهترین معادله سرعت ذاتی و در نتیجه مکانیسم، برای واکنش هیدروژناسیون مونوکسید کربن بدست آمده است. آزمایش ها در میکرو راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت در شرایط عدم کاهش فعالیت کاتالیست، درصد تبدیل های پایین و دما ثابت انجام شده است. مقاومت های انتقال جرم برون دانه ای و درون دانه ای به ترتیب با توجه به سرعت فضایی زیاد خوراک و ریز بودن دانه های کاتالیست قابل صرف نظر کردن بود. آزمایش ها با تغییر سه پارامتر عملیاتی دما، فشار و نسبت خوراک در محدوده های زیر اندازه گیری شد ( دما 380-280 درجه سانتی گراد، فشار 12-1 بار و نسبت خوراک (h2/co) در سه نسبت 1، 1.5 و 2 ). سرعت فضایی ثابت و برابر h-1 3600 در نظر گرفته شد. بر اساس دیدگاه مکانیسمی و تئوری جذب لانگمویر هیشنلوود- هوگن-واتسون، در واکنش های کاتالیستی معادله های سرعت مصرف شدن مونوکسید کربن توسط هفت مکانیسم کاربید و انول تعریف شد. این مکانیسم ها مجموعه ای از واکنش های ابتدایی پشت سر هم هستند که هر کدام با سرعت مربوط به خود پیشرفت می کنند با در نظر گرفتن هر یک از این مرحله ها به عنوان مرحله کنترل کننده سرعت موجود در واکنش کلی، 16 مدل سینتیکی ارائه شده است. بهترین مدل ها با استفاده از آنالیز رگرسیون غیر خطی و الگوریتم لونبرگ-مارکوات در نرم افزار پلی مث انجام شد که 4 مدل به عنوان مدل برتر که همگی بر اساس مکانیسم کاربید بودند بدست آمد و در نهایت یک مدل به عنوان بهترین مدل گزارش داده شد. از این مدل انرژی فعالیت و آنتالپی جذب به ترتیب برابر kj/mol 40= ea و kj/mol 2/30-= h? بدست آمد. در انتها گزینش پذیری و بازده محصولات شامل متان، اتان، اتیلن، پروپان، پروپیلن و c5+ بر حسب دما و در فشار و نسبت خوراک ثابت رسم شد.

وجود منابع عظیم گاز طبیعی و محدودیت های انتقال آن سبب شده است تا استفاده بهینه از گاز طبیعی ضروری باشد. سنتز فیشر-تروپش فرآیندی است که طی آن گاز سنتز (مخلوط مونوکسید کربن و هیدروژن) حاصل از گاز طبیعی یا زغال سنگ به طیف وسیعی از هیدروکربن ها تبدیل می گردد. در این پایان نامه مکانیسم و سینتیک حاکم بر سنتز فیشر- تروپش بر روی کاتالیست همرسوبی 80% آهن-20% سریم مورد مطالعه قرار می گیرد و بهترین معادله سرعت ذاتی برای واکنش هیدروژناسیون مونوکسیدکربن بدست می آید. بهترین گزینش پذیری محصولات الفینی در دمای 553 کلوین و فشار 14 اتمسفر می باشد. آزمایش ها در میکرو راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت در شرایط عدم کاهش فعالیت، درصد تبدیل های پایین و دما ثابت می-باشد بنابراین از محدودیت های نفوذی، مقاومت های انتقال جرم و حرارت صرفنظر می گردد. چهل داده سینتیکی در فشار کل 6-14 اتمسفر و محدوده دمایی 543-573 کلوین و نسبت هیدروژن به مونوکسید کربن 5/1-2 و سرعت فضایی hr-1 4200، با حداقل 2 بار تکرارپذیری بدست آمده است. بر اساس دیدگاه مکانیسمی و تئوری جذب لانگمویر-هینشلود-هوگن-واتسن، در واکنش های کاتالیستی معادله های سرعت مصرف شدن مونوکسیدکربن توسط چهار مکانیسم کاربید، انول، ترکیبی انول-کاربید و موازی انول-کاربید تعریف می گردد. این مکانیسم ها مجموعه ای از واکنش های ابتدایی پشت سر هم است که هر کدام با سرعت مربوط به خود پیشرفت می کنند. با در نظر گرفتن هر یک از این مرحله ها به عنوان کندترین مرحله موجود در واکنش کلی، 12 مدل سینتیکی ارائه شده است. بهترین مدل با استفاده از آنالیز رگرسیون غیر خطی و روش لونبرگ-مارکوات در نرم افزار پلی مث گزینش گردید. بهترین مدل نشان می دهد که مکانیسم حاکم بر واکنش، کاربید-انول با مرحله تعیین کننده هیدروژناسیونco جذب سطحی شده می باشد. در انتها به منظور بدست آوردن پارامترهای سینتیکی و تایید روش لونبرگ-مارکوات از الگوریتم ژنتیک با تابع هدف مجموع مربع های خطا استفاده شد. انرژی فعالسازی و آنتاپی جذب به ترتیب برابر 53/56 کیلوژول بر مول، 73/25- کیلوژول بر مول محاسبه گردید.

امروزه، افزایش قیمت نفت سبب ایجاد رویکردی جدی در ایجاد یک تکنولوژی جایگزین برای تولید سوخت های قابل حمل شده است. فرایند تبدیل گاز به مایع میتواند یک گزینه مناسب برای کاهش بحران جاری نفت باشد. در قلب این طرح جدید فرآیندی به نام سنتز فیشر تروپش که نزدیک به نه دهه پیش اختراع شده است، میباشد. از آنجا که تفسیر کیفی نتایج تجربی برای تشریح یک مکانیسم جامع معمولا محدود میباشد، مدل سازی سینتیکی ابزاری قدرتمند برای تشریح مجموعه واکنش های شیمیایی انجام شده بر سطح کاتالیست می باشد. در این تحقیق، یک مطالعه تجربی بر روی کاتالیست 40%fe/60%ni/10wt%la2o3 در یک میکرو راکتور بستر ثابت جهت توسعه یک معادله سینتیکی ماکرو برای واکنش سنتز فیشر تروپش در شرایط عملیاتی: دما برابر با 260-220 درجه سانتیگراد، فشار: 12-1 بار، نسبت h2/co ورودی به راکتور برابر با 2-1 (مول/مول) و در سرعت فضایی ثابت 4500 (بر ساعت) انجام گرفته شد. تمامی آزمایشات در شرایط عدم وجود مقاومت های انتقال جرمی-فیلمی انجام شده است. این نتیجه بدست آمد که دو معادله نیمه تجربی بر معادلات سرعت دو پارامتری بر اساس دیدگاه لانگمویر-هینشلوود-هوگن-واتسون ارجحیت دارند. همچنین با در نظر گرفتن تاثیر آب بر سینتیک واکنش، این نتیجه بدست آمد که داده های آزمایشگاهی این مطالعه به خوبی با یک معادله تجربی قانون توانی به شکل تطبیق داده می شود. اما یک مکانیسم دقیق بر اساس مکانیسم های پذیرفته شده در سنتز فیشر تروپش برای سیستم مورد بررسی پیش بینی نشد. پارامترهای سینتیکی با استفاده از روش لوونبرگ-مارکوارد تعیین شد و توسط تحلیل آماری اعتبار دهی شده است و انرژی فعال سازی ظاهری در گستره 63-53 کیلو ژول بدست آمد. در پایان نیز تاثیر اهداف مختلف بر روی ناحیه عملکرد بهینه راکتور و مفاهیم آن بر طراحی فرایند بررسی شده است.

هدف از انجام این پایان نامه مطالعه مکانیسم حاکم بر این فرایند و به دست آوردن معادله سینتیکی مربوط به آن می باشد. در ادامه نیز به بررسی بازده و گزینش پذیری محصولات در سنتز فیشر-تروپش بر روی کاتالیزور آهن- کبالت تهیه شده به روش تلقیح خشک در راکتور بستر ثابت پرداخته شد. عدم تأثیر مقاومت های انتقال جرم درون ذره ای و برون ذره ای با توجه به سرعت فضایی زیاد خوراک و ریز بودن ذرات کاتالیزور فرض هایی هستند که در انجام آزمایش های مربوط به این مطالعه مد نظر قرار گرفتند. آزمایش ها در دما(230-280درجه سانتیگراد)، فشار(4تا16 بار) و نسبت خوراک (1و25/1و5/1) انجام شدند. سرعت فضایی درتمامی آزمایش ها یکسان و برابر h-1 4500 در نظر گرفته شد. با توجه به نظریه جذب لانگمویر-هینشلوود-هوگن-واتسون برای واکنش هایی که در حضور کاتالیزورها انجام می پذیرند، معادله های سرعت به کمک مکانیسم کاربید و انول ارائه شدند. با درنظر گرفتن هریک از مرحله ها در این مکانیسم ها که به عنوان واکنش های ابتدایی شناخته می شوند، 8 مدل سینتیکی تبیین و توضیح گردید. تمامی این مدل ها با استفاده از رگرسیون خطی در نرم افزار پلی مث به کمک الگوریتم لورنبرگ-مارکوات مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت مدل برتر که بهترین هم خوانی را با داده های آزمایشگاهی داشت انتخاب گردید. از این مدل انتخاب شده انرژی فعالیت برابرkj/mol961/88 به دست آمد. در پایان نیز تأثیر پارامترهای عملیاتی از قبیل دما، فشار و نسبت مولی خوراک ورودی بر میزان تبدیل مونوکسیدکربن و گزینش پذیری محصولات بررسی گردید

سنتز فیشر- ترپش یک تکنولوژی مهم در تولید سوخت های مایع، از گاز سنتز به دست آمده از زغال سنگ، و گاز طبیعی است. در فرایند فیشر تروپش کاتالیزورهای با کارایی بالا، نقش اساسی در کاربردهای صنعتی دارند. در میان کاتالیزورهای منتخب برای سنتز فیشر- تروپش کاتالیزور آهن- منگنز به دلیل گزینش پذیری زیاد نسبت به اولفین ها، وپایداری بسیار خوب، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این مطالعه کاتالیزور آهن منگنز به روش همجوشی ساخته شد، و آزمایشات شناسایی از قبیل پراش پرتو ایکس، تصویر برداری با میکروسکوپ الکترونی پویشی و تعین مساحت سطح فعال ویژه، روی کاتالیزور کلسینه شده انجام شد. همچنین عملکرد کاتالیزور برای سنتز فیشر- تروپش، و توزیع محصولات تحت شرایط مختلف واکنش مورد برررسی قرار گرفت. مطالعه ی جزئیات سینتیکی سنتز فیشر تروپش روی کاتالیزور آهن منگنز در یک میکرو راکتور بستر ثابت تحت شرایط دمای بالا انجام شد. سایر شرایط آزمایش عبارتند از دما بین 573 تا 603 کلوین، فشار بین 1 تا 15 بار، نسبت هیدروژن به منواکسیدکربن در خوراک بین1 تا 3، و سرعت فضایی گاز سنتز 4500 بر ساعت. با تغیر سرعت فضایی گاز سنتز، و تغیر اندازه ی دانه های کاتالیزور محدودیت های ناشی از انتقال جرم کاهش یافت. چندین عبارت سرعت از نوع لانگمویر- هنشلوود– هوگن- واتسون برای واکنش به دست آمد. بر اساس مجموعه ی مفصلی از مکانیسم های ممکن برای واکنش، تشکیل هیدروکربن ها بر اساس مکانیسم کاربید و واکنش جابجایی گاز- آب بر اساس مکانیسم فرمات پیش بینی شد. همخوانی چهار مدل برای عبارت سرعت واکنش فیشر- تروپش، و دو مدل برای عبارت سرعت واکنش جابجایی گاز آب، با سرعت های به دست آمده از آزمایشات، مورد بررسی قرار گرفت. مدل منتخب با استفاده از نرم افزار پلی مث با الگوریتم لوونبرگ- مارکوات و آزمون های آماری مورد ارزیابی قرار گرفت. انرژی فعالسازی برای واکنش فیشر تروپش 07/98 و برای واکنش جابجایی گاز-آب 42/70 کیلو ژول بر مول به دست آمد همچنین گرمای جذب سطحی برای منواکسیدکربن 63/37- و برای آب 92/12- کیلو ژول بر مول به دست آمد. مقدار زیاد انرژی فعال سازی به دست آمده برای واکنش فیشر- تروپش نشان دهنده ی این بود که محدودیت های انتقال جرم بین دانه ای ناچیز هستند.

امروزه کاهش ذخیره نفت خام و نوسانات شدید قیمت حامل های انرژی سبب شده تا کشور ها به دنبال جایگزینی برای تامین انرژی مورد نیاز خود باشند. در این بین سنتز فیشر - تروپش بخصوص در بین کشور-هایی که دارای منابع چشمگیر زغال سنگ و گاز طبیعی هستند، بسیار رواج یافته است. در این تحقیق مکانیسم و سینتیک حاکم بر سنتز فیشر تروپش و همچنین گزینش پذیری محصولات حاصل از کاتالیست آهن-منگنز تهیه شده به روش تلقیح مورد بررسی قرار گرفته است و بهترین معادله سرعت و در نتیجه مکانیسم مناسب، برای واکنش هیدروژناسیون منوکسید کربن بدست آمده است. تحقیقات انجام شده شامل سه مرحله تئوری، آزمایشگاهی و آماری است. در مرحله تئوری انواع مکانیسم ها و مدل های سینتیکی ناشی از این مکانیسم ها بررسی و استخراج گردید. در بخش آزمایشگاهی کاتالیست آهن - منگنز به روش تلقیح در شرایط بهینه تولید، ساخته شد و در یک میکرو راکتور بستر ثابت مورد تست های سینتکی قرار گرفت. داده-های سینتیکی بدست آمده در مرحله سوم بوسیله نرم افزارهای matlab و polymath در مدل های بدست آمده در مرحله اول رگرسیون غیرخطی شد. برای مقایسه مدل ها و انتخاب بهترین مدل از شاخص های آماری ارائه شده در نرم افزار polymath استفاده شد. در نتیجه سه مدل ، ، به عنوان بهترین مدل ها شناخته شدند. در نهایت جهت بررسی تاثیر پارامترهای عملیاتی بر روی گزینش پذیری محصولات از طراحی آزمایش به روش تاگوچی استفاده گردید. این روش نشان داد که پارامترهای اثر متقابل بین دما و نسبت خوراک و فاکتور های نسبت خوراک و دما بیشترین تاثیر را بر گزینش پذیری هیدروکربن های غیر متان داشته اند.

در این تحقیق، مدل سینتیکی فیشر- تروپش، روی کاتالیست co-ni/al2o3 در یک میکرو راکتور با بستر ثابت، مورد بررسی قرار گرفت. شرایط عملیاتی مورد استفاده عبارتند از: دمای ?c 250-220، فشار 1تا 14 بار، سرعت فضایی cm3 (stp)/h.gcatalyst 4500 و نسبت خوراک ورودی 3،2،1 = .h2/coبر پایه مکانیسم های پیشنهادی، مدل سینتیکی مناسبی برای مصرف co بدست آمد. سرعت های بدست آمده از نرم افزار پلی مث و داده های تجربی به خوبی با هم مطابقت داشتند. ثابت سرعت برای واکنش فیشر- تروپش در حضور کاتالیستco-ni/al2o3 تعیین گردید و انرژی فعال سازی109kj/mol بدست آمد.

نفت خام تولیدی از چاه های نفت جهت استفاده در پالایشگاه ها و حمل نیازمند فرآورش های اولیه از قبیل : کاهش فشار بخار، کاهش میزان نمک، شیرین سازی (کاهش سولفید هیدروژن)، افزایش درجه کیفیت و...می-باشد. عموما شیرین سازی نفت خام به دو روش دفع سرد و دفع گرم ازطریق تماس نفت ترش و گاز شیرین در برج های سینی دار انجام می گردد که این عمل همراه با انتقال جرم بین فاز مایع و گاز در سینی ها بوده و گاز سولفید هیدروژن از نفت به گازمنتقل می شود. انتخاب نوع سینی و استفاده از جوش آور (در دفع گرم) بستگی به شرایط عملیاتی،اقتصادی و آنالیز نفت خام دارد. شرکت نفت فلات قاره در راستای کاهش میزان سولفید هیدروژن نفت خروجی کارخانه خشکی منطقه لاوان از (ppm) 70 به (ppm) 15 و کاهش مشکلات فرایندی از قبیل : افت فشار زیاد برج، رسوب گذاری اقدام به تعویض سینی های برج دفع شماره 3 با نوع جدید سینی سانتریفیوژ نمود که در عمل موفقیتی در پی نداشت. در این تحقیق ضمن شبیه سازی فرایندی برج دفع فوق با نرم افزار""aspen plus و مقایسه نتایج شبیه سازی با نتایج واقعی موجود، تاثیر تغییر نوع سینی بر میزان کاهش سولفید هیدروژن بررسی گردیده و تلاش شده است تا ابتدا با انجام آنالیز حساسیت? پارامتر های موثر بر کاهش سولفید هیدروژن شناخته شده و سپس با تغییر این پارامتر ها در برج? فرایند آن بهینه گردد. پس از تغییر تزریق گاز ترش از 4/2 به 4/1 و گاز شیرین از 8/0 به 2/1 میلیون فوت مکعب در روز و افزایش فشار برج از 7/28 تا 32 پوند بر اینچ مربع مطلق? مشاهده گردید که عملکرد برج بهبود یافته و میزان سولفید هیدروژن در نفت خروجی برج از مقدار اولیه (ppm)175 به (ppm)136 کاهش یافت. در آخر با انتخاب و تزریق رباینده گلایوکسال به نفت خروجی کارخانه? مقدار سولفید هیدروژن نفت صادراتی تا حد (ppm)15 کاهش داده شد.

سنتز فیشر تروپش یک فرآیند کاتالیستی است که در آن گاز سنتز (مخلوط co,h2) در مجاورت کاتالیست به هیدروکربن های مختلف تبدیل می شود. بررسی جنبه های سینتیکی واکنش این فرآیند به منظور دست-یابی به اطلاعاتی در مورد مکانیسم واکنش و یافتن عبارت سینتیکی معتبر در شرایط واکنش ، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش مکانیسم و سینتیک حاکم بر سنتز فیشر - تروپش روی کاتالیست 1 wt% pt/alumina، 20 wt% fe تهیه شده به روش تلقیح مورد بررسی قرار گرفته است و بهترین معادله سرعت ذاتی و در نتیجه برترین مکانیسم برای واکنش هیدروژناسیون مونوکسید کربن بدست آمده است. معادله های سرعت مصرف شدن مونوکسید کربن با مکانیسم های مختلفی از کاربید و انول بررسی شد. برای به دست آوردن معادلات سینتیکی از هر سه مدل توانی، لانگمویر- هیشنلوود – هوگن- واتسون و الی-ریدل استفاده شد. با در نظر گرفتن هر یک از مراحل این مکانیسم ها به عنوان کنترل کننده سرعت، 110 مدل سینتیکی ارائه شده است. با استفاده از آنالیز رگرسیون غیرخطی با الگوریتم لونبرگ - مارکوات مدل ft-1-12 به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. این مدل براساس تئوری لانگمویر- هینشلوود- هوگن- واتسن و با استفاده از مکانیسم کاربید به دست آمده است. انرژی فعال سازی به دست آمده با این مدل 41/78 کیلو ژول بر مول می باشد که نسبت به مقدار گزارش شده در مرجع % 83/1 خطای نسبی دارد. گرمای جذب هیدروژن و مونوکسید کربن به دست آمده با مدل ذکر شده به ترتیب 54/3- و 15/15- کیلو ژول بر مول می باشد.

سنتز فیشر تروپش یک روش خوب برای تولید سوختهای پاک می باشد.مواد اولیه این سنتز را می توان از زیست توده زغال سنگ و گاز طبیعی بدست آورد .به وسیله سنتز فیشر تروپش گاز سنتز (مخلوط هیدروژن و مونوکسید کربن) به طیف وسیعی از هیدرو کربنها تبدیل می شود. این محصولات به عنوان سوخت پاک و دارای اکتان بالا به عنوان مواد اولیه برای سایر صنایع شیمیایی کاربرد دارند. در این تحقیق به بررسی مدل سینتیکی واکنش فیشر تروپش روی کاتالیست کبالت –روتنیوم با پایه تیتانیوم تهیه شده به روش تلقیح می پردازیم. شرایط عملیاتی شامل فشار کل 8 بار و دمای 220 و 250 درجه سانتی گراد است. نسبت گاز سنتز ورودی( هیدروژن به مونوکسید کربن) ، 1:1 و 2:1 و 4:1 بوده است[33]. بر اساس مکانیسم های پیشنهادی مدل های سرعت مختلفی بدست آمد. با آنالیز داده های تجربی روی مدل های مورد نظر به وسیله نرم افزار پلی مث بهترین مدل با توجه به شاخصه های آماری بدست آمد. مدل به عنوان بهترین مدل انتخاب شد که انرژی اکتیواسیون برای این مدل 1/45 بدست آمد.

با کاهش ذخایر نفت خام و نوسان قیمت آن، جایگزینی گاز طبیعی با نفت خام به عنوان منبع جدید انرژی با مزایای مطلوب زیست محیطی، اهمیت زیادی یافته است. با توجه به دشواری های استفاده مستقیم از گاز طبیعی، فرآیندهای مختلفی برای تبدیل گاز طبیعی به محصولات با ارزش افزوده بالا طراحی شده اند. . یکی از این فرآیندها تبدیل گاز طبیعی به گاز سنتز و سپس تبدیل گاز سنتز به محصولاتی همچون متانول و سوخت های مایع است. تکنولوژی های متفاوتی برای تولید گاز سنتز در دسترس می باشد و تحقیقات گسترده ای جهت بررسی عملکرد آن ها در واحد های صنعتی صورت گرفته است، اما در زمینه بررسی دینامیکی این فرآیند ها مطالعات کمی انجام شده است. با توجه به این که واحد های صنعتی عملاً هیچ گاه در شرایط پایدار نبوده و با تغییر شرایط عملیاتی و بروز اغتشاشات محیطی باید کیفیت محصولات خود را حفظ کنند، موثرترین روش برای پاسخ به تغییرات و اغتشاشات ورودی آگاهی از رفتار دینامیکی آن ها به کمک شبیه سازی دینامیکی می باشد. هدف از تحقیق حاضر، بررسی رفتار دینامیکی راکتور ریفرمینگ اتوترمال (تبدیل خودگرمائی) گاز طبیعی، موجود در واحد متانول پتروشیمی زاگرس، است. در این تحقیق، شبیه سازی بخش های ریفرمینگ گاز طبیعی، سنتز متانول و تقطیر این واحد، در حالت پایا در محیط aspen plus و در حالت دینامیکی در محیط aspen dynamic انجام شده است. جهت بررسی رفتار دینامیکی راکتور ریفرمینگ اتوترمال به همراه سایر تجهیزات این واحد، از اتصال نرم افزارهای aspen dynamic و simulink استفاده شده است. رفتار دینامیکی راکتور های شیمیایی و برج های تقطیر این واحد با تغییر (کاهش و افزایش) پارامتر های تأثیر گذار بر روی آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی پایا از انطباق خوبی با داده های طراحی واحد برخوردار بوده و به عنوان نقطه شروع شبیه سازی دینامیکی به کار گرفته شد. نتایج به دست آمده از شبیه سازی دینامیکی نشان می دهند که راکتور ریفرمینگ اتوترمال و سایر تجهیزات، قادر به حذف اغتشاشات ورودی به واحد بوده و از دینامیک مناسبی جهت کنترل برخوردار می باشند. نتایج همچنین نشان می دهند که رفتار سیستم در مقابل اغتشاشات ورودی غیر خطی بوده و برای افزایش راندمان و بهبود عملکرد واحد، به ویژه ریفرمر اتوترمال، باید طراحی و تنظیم سیستم کنترلی به طور مناسب صورت پذیرد. به علاوه، یافته های تحقیق نشان می دهد که نسبت های اکسیژن به کربن، بخار به کربن و همچنین شرایط عملیاتی ریفرمر اتوترمال، بر روی عملکرد ریفرمر و مشخصات گاز سنتز خروجی از آن تأثیر زیادی دارند. بنابراین با تنظیم این دو نسبت و شرایط عملیاتی واحد، توسط نصب کنترل کننده های مناسب، عملکرد ریفرمر کنترل و گاز سنتز با مشخصات مطلوب تولید خواهد شد.

در این تحقیق هیدرودینامیک، انتقال حرارت و واکنش شیمیایی در راکتور بستر ثابت استفاده شده در فرآیند سنتز فیشر- تروپش با نسبت قطر لوله به قطر ذره (n) برابر 6/4 با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) بررسی شدند. برای اولین بار هندسه راکتور در این فرآیند با استفاده از روش پرکن گسسته (dpm) مدل شد. شبیه سازی های cfd در گستره وسیعی از عدد رینولدز، 79/611-85/3، در رژیم جریان آرام و آشفته با استفاده از نرم افزار تجاری cfd انجام شدند. در رژیم جریان آشفته از مدل آشفتگی rng k-? استفاده شد. اثرات سیال در ورودی راکتور مورد بررسی قرار گرفتند. مشخص شد، با در نظر گرفتن فاصله بستر ثابت از ابتدا و انتهای راکتور برابر 75/0 سانتیمتر جریان در ابتدای راکتور توسعه یافته می شود. نتایج cfd هیدرودینامیک و انتقال حرارت با روابط تجربی موجود در مراجع مقایسه شدند. مقادیر افت فشار پیش بینی شده در رژیم جریان آرام بدلیل اثرات دیوار بیشتر از رابطه ergun و در رژیم جریان آشفته بدلیل راه گزینی جریان در بستر کمتر از رابطه ergun تخمین زده شدند. نتایج cfd افت فشار همخوانی خوب با روابط zhavoronkov و همکارانش و reichelt نشان دادند. زیرا اثرات دیوار در این روابط در نظر گرفته شده است. مقادیر ضریب انتقال حرارت بی بعد با چند رابطه تجربی مقایسه شدند. مشاهده شد که ضریب انتقال حرارت بی بعد پیش بینی شده همخوانی بهتر با رابطه dixon و labua نشان می دهد. زیرا این رابطه تابعی از اندازه و شکل ذرات درون بستر می باشد. برای بررسی واکنش شیمیایی درون راکتور، یک مدل سینتیکی بر اساس قانون توانی برای تولید اولفین های سبک به روش سنتز فیشر- تروپش روی کاتالیست کبالت بیان شد. شبیه سازی های cfd واکنش شیمیایی با این مدل انجام شدند. اثرات دمای واکنش، شدت جریان جرمی خوراک و نسبت هیدروژن به منوکسید کربن(h2/co) روی تبدیل منوکسید کربن و گزینش پذیری محصولات در گستره دمایی k 15/523-15/463، شدت جریان جرمی kg/s 6-10×5/6-6-10×9/1 و نسبت 3-1 h2/co = بررسی شدند. همچنین کسر جرمی محصولات در نسبت های مختلف h2/co با استفاده از مدل cfd پیش بینی شدند. مشاهده شد که تبدیل منوکسید کربن با افزایش دما افزایش یافت در حالیکه با افزایش شدت جریان جرمی خوراک کاهش یافت. همچنین گزینش پذیری و کسر جرمی محصولات با افزایش دما و نسبت h2/co افزایش یافتند. با توجه به نتایج ارائه شده مشاهده شد که با افزایش مقدار هیدروژن به 6/0 و کاهش مقدار منوکسید کربن به 13/0 در دمای k 15/523 و شدت جریان جرمی kg/s 6-10 × 9/1 مقدار اولفین های سبک، اتیلن و پروپیلن، حداکثر مقدار را خواهند داشت.

بسپارش امولسیونی نوع منحصر به فردی از فرایندهای بسپارش است که با استفاده از مکانیزم رادیکالی در سیستم ناهمگن انجام می شود و به دلیل مزایای متعدد مانند تولید ذرات در اندازه های نانو امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است.مکانیسم فرایند های بسپارش امولسیونی به دلیل پیچیدگی و وجود عوامل متعدد هنوز به طور کامل شناخته نشده است. به منظور کنترل واکنش در بسپارش امولسیونی، لازم است که پارامترهای موجود در مدل های بسپارش امولسیونی پیش بینی شوند. به منظور پیش بینی پارامترها نیاز به مدل می باشد و مدل های موجود بایستی شناسایی گردند. روند محاسبه پارامترها را شناسایی گویند. شناسایی به دو دسته کلی جعبه سفید (بر پایه موازنه جرم و انرژی بدون نیاز به اطلاعات ورودی و خروجی) و جعبه سیاه (وابسته به اطلاعات ورودی و خروجی سیستم و بدون وابستگی به موازنه جرم و انرژی) تقسیم می شود. در این تحقیق تلاش شده است که پارامترهای سینتیکی فرایند بسپارش امولسیونی بوتیل آکریلات با استفاده از مدل میانی جعبه خاکستری شناسایی شود. در مدل میانی جعبه خاکستری با استفاده از مدل تحلیلی به دست آمده، پارامترهای مدل به کمک نتایج آزمایشگاهی تخمین زده می شوند. لذا در این مدل پارامترهای به دست آمده بر اساس داده ها قابل تفسیر می باشند. تعداد کل رادیکال ها در فاز پلیمری در پنج آزمایش با غلظت های متفاوتی از امولسیفایر و آغازگر، با استفاده از معادله سرعت سینتیکی اسمیت-اوارت از روش متغیرهای سودمند موضعی تخمین زده شده و تغییرات آن براساس قطر ذرات و یا درجه تبدیل واکنش بررسی می گردد. مقایسه تعداد کل رادیکال های به دست آمده با استفاده از این روش تطابق بسیار خوبی را با نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد. همچنین تعداد کل رادیکال های تخمین زده شده با استفاده از این روش می تواند اثرات تغییر غلظت آغازگر و امولسیفایر را به خوبی پیش بینی نماید.

در این شبیه سازی، محیط گازی را محیطی پیوسته و جریان گاز را جریانی آرام فرض کرده ایم. همچنین از اثرات تابش صرف نظر نموده و گازها را در محیط پلاسما ایده آل در نظر می گیریم. در نتیجه این شبیه سازی که با استفاده از نرم افزارفلوئنت انجام شده است، نرخ لایه نشانی کربید سیلیسیوم و همچنین پروفیل لایه نشانی محاسبه شده آن و نیز اثر پارامتر های مختلف موثر بر لایه نشانی شامل: نرخ ورودی گاز، دمای سطح زیر لایه، فشار رآکتور، نسبت های مختلف سیلان به پروپان بر روی زیر لایه، تاثیر فاصله الکترودها، تاثیر ورود متان نسبت به پروپان وجایگزینی هلیوم به جای هیدروژن بر لایه نشانی و نهایتاً تاثیر دو پارامتر نرخ ورود و دمای سطح زیر لایه بر لایه نشانی سیلیسیوم همراه کربید سیلیسیم مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

نانولوله های کربنی به دلیل خواص فیزیکی، حرارتی و الکتریکی فوق العاده ، در طراحی قطعات الکترونیکی و میکروالکترومکانیکی، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. یکی از مهمترین تنگناها در تولید این نانوماده، تولید بالا با قیمت موثر می باشد که موضوع تحقیق بسیاری از پژوهشگران در دهه اخیر است. یکی از پرکاربردترین روش های تولید نانولوله کربنی، روش رسوب بخار شیمیایی (cvd) است که تولید نانولوله کربنی در حجم زیاد را امکان پذیر می سازد. نرخ تولید در این روش به پارامترهای مختلفی بستگی دارد. این پژوهش با استفاده از تحلیل عددی، به بررسی و مدل سازی پدیده های حاکم در تولید نانولوله ی کربنی در راکتورcvd می-پردازد. در تحلیل نتایج، علاوه بر نرخ تولید، یکنواختی طول نانولوله های کربنی تولید شده نیز به عنوان پارامتری مهم مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه تاثیر دمای کوره، نرخ جریان مخلوط گاز ورودی، غلظت هیدروکربن ورودی، فشار، دمای مخلوط گاز ورودی و دمای پیش گرمکن، بر میزان تولید نانولوله کربنی مورد بررسی قرار می گیرد و نتایج تحلیل می گردد. در جهت بهینه سازی روش مورد استفاده، در مرحله بعد با استفاده از روش تاگوچی، شرایط بهینه برای رسیدن به نرخ تولید بالاتر نانولوله انتخاب می شود. نتایج و تحلیل های بدست آمده، قابل استفاده در صنایع مرتبط با تولید نانولوله کربنی است و تاثیر بسزایی در فهم رفتار و چگونگی رشد نانولوله کربنی و در نتیجه حل تنگنای این حوزه، مبنی بر تولید بالا با قیمت موثر، خواهد داشت.

سنتز فیشر تروپش فرایند کاتالیستی غیر همگن مهمی است که در آن مخلوط گاز مونوکسید کربن و هیدروژن موسوم به گاز سنتز به طیف گسترده ای از محصولات هیدروکربنی و اکسیژن دار تبدیل می شود . این سنتز هم از دیدگاه مدلسازی سینتیکی و هم از منظر شناخت مسیرهای مصرف واکنشگرها و تولید محصول مورد توجه بوده است. در این تحقیق توسعه مدلهای سینتیکی مکانیسمی و مدلهای آماری برای این واکنش بر روی کاتالیستهای دو فلزی آهن-کبالت و سه فلزی آهن-کبالت-منگنز که به روش تلقیح مرطوب بر روی پایه منیزیم تهیه شده اند مورد مطالعه قرار گرفته است. داده های تجربی در راکتور کاتالیستی بستر ثابت تحت شرایط دیفرانسیل و در شرایط عاری از محدودیتهای انتقال جرم بیرونی و درون ذره ای گردآوری شده اند. ترکیب عناصر در کاتالیست های ساخته شده به کمک آزمونهای xrd و یا eds شناسایی شد. همچنین ساختار و بافت کاتالیستها به کمک آزمونهای bet و sem تعیین گردید. برای گردآوری داده های سینتیکی بر روی کاتالیست آهن-کبالت از طرح آزمایش استاندارد متدولوژی پاسخ سطح استفاده گردید. همچنین از مدلهای آماری پاسخ سطح و شبکه های عصبی مصنوعی برای توصیف نحوه وابستگی درجه تبدیل گاز سنتز و انتخاب پذیری محصولات به متغیرهای فرایندی راکتور استفاده شده است. یک رویکرد جدید موسوم به doe/ann که ترکیبی از طرح آزمایش و شبکه های عصبی مصنوعی است برای تخمین موثر ضرایب معادله سرعت نوع لانگمویرهانشلوود استفاده گردید. توسعه معادلات سرعت برای مصرف گاز سنتز و نیز تولید محصول بر مبنای مکانیسم قابل اعتماد موضوع پرچالش در سنتز ft می باشد. در این تحقیق یک رویکرد نوین برای توسعه معادلات سرعت نوع lhhw برای مصرف گاز سنتز و تولید متان، الفین و پارافین آدرس داده شده است که در آن انرژی فعالیت ظاهری تخمین زده شده در معادلات مکانیسمی با انرژی فعالیت ذاتی واکنش های ابتدایی شرکت کننده در مکانیسم پیشنهادی در ارتباط می باشند. از تئوری و روابط ubi_qep برای محاسبه انرژی های فعالیت واکنش های ابتدایی استفاده شده است. مشاهده شد معادله سرعت نوع yates-satterfield به خوبی از عهده برازش داده های تجربی و نیز تائید معیار جدید lhhw/ubi-qep بر می آید. همچنین یک معادله مکانیسمی بر اساس دو مرحله کنترل کننده سرعت به خوبی قادر به برازش داده های تجربی و برقراری ارتباط با مشاهدات میکروسینتیک می باشد. با اعمال فرضیات ساده کننده و با عنایت به پیروی محصولات از asf ایده ال رویکرد ترکیبی ubi-qep /lhhw برای توسعه مدلهای مکانیسمی برای تولید محصول به طور موفقیت آمیزی بسط داده شد. مشاهده شد که سرعت تولید متان و آلکانها با توان سوم فشار جزئی هیدروژن و توان اول فشار جزئی مونوکسید کربن و سرعت تولید آلکن با توان دوم فشار جزئی هیدروژن و توان اول فشار جزئی مونوکسید کربن ارتباط دارد. با توسعه نرم افزاری مناسب و ترکیب آن با الگوریتم ژنتیک، انرژی اتصال کربن، اکسیژن و هیدروژن به کاتالیست آهن-کبالت پایه منیزیم تخمین زده شد و انرژی فعالیت همه واکنشهای ابتدایی شرکت کننده در مکانیسم ماورای معادلات سرعت محاسبه گردید. رویکرد فوق برای کاتالیست سه فلزی fe-co-mn پایه mgo به طور موفقیت آمیزی بسط داده شد و معادلات سینتیکی مشابه با ضرایب متفاوت بر روی این کاتالیست توسعه داده شد. از دیدگاه مکانیسمی می توان گفت با عنایت به مطالعه سینتیکی انجام شده شکست مونوکسید کربن جذب سطحی شده به کمک هیدروژن سطحی از طریق حد واسط فرمیل cho* و تبدیل به متیلن سطحی و اکسیژن محتملترین مسیر برای مصرف مواد بر روی سطح کاتالیستهای مورد مطالعه در این تحقیق می باشد. رشد زنجیر از طریق اتصال گروههای متیلن سطحی اتفاق می افتد. متان و آلکانهای دیگر از طریق هیدروژناسیون قطعات حد واسط و آلکنها از طریق دفع مستقیم قطعات سطحی تولید میشوند. همچنین نتایج این تحقیق نشان می دهد که بخشی از متیلن سطحی می تواند از طریق هیدروژناسیون متوالی کربن سطحی حاصل از شکست مستقیم مونوکسید کربن جذب سطحی شده نیز تولید گردد. همچنین مطالعات سینتیکی حاکی از آنست که مونوکسید کربن سطحی بیشترین غلظت روی سطح کاتالیستها را داشته و اصطلاحا" mari است. به مدلهای توسعه یافته بر این اساس اصطلاحا" مدلهای سینتیکی نوع lhhw ماکرو میکرو اطلاق شده است زیرا علاوه بر بیان ماکرو یعنی نحوه وابستگی سرعتها به فشار جزئی ها و دما، اتصالی به مشاهدات میکرو داشته و با انرژی فعالیت واکنشهای ابتدایی سازنده در ارتباط می باشد. با این نگرش نوین می توان مدلهای سینتیکی قابل اطمینان تر برای سنتز ft توسعه داد.

مبنای انتخاب کاتالیزور مناسب برای یک فرآیند شیمیایی خاص تنها این نیست که بتواند ماده ای را به ترکیب مشخص دیگری تبدیل کند، بلکه طول عمر و استمرار فعالیت کاتالیزور نیز همیشه مورد نظر است. شناسایی عوامل موثر در افزایش طول عمر کاتالیزور یکی از بحث های مهم در صنایع شیمیایی می باشد. لذا در اختیار داشتن مدلی که بتواند میزان اثر پارامترهای عملیاتی را بر روی عمر کاتالیزور مشخص کند بسیار مهم می باشد. وینیل استات یک ماده شیمیایی مهم می باشد که در صنایع چسب، رنگ، رزین، نساجی و کاغذسازی کاربرد زیادی دارد. حدود هشتاد درصد وینیل استات تولیدی در دنیا از روش اکسیداسیون اتیلن و اسید استیک بر روی کاتالیزور پالادیوم- طلا در فاز گاز می باشد. در این فرآیند اتیلن و اسید استیک در حضور اکسیژن بر روی کاتالیزور پالادیوم- طلا تبدیل به محصول وینیل استات می شود. بر اثر کارکرد، کاتالیزور فرسوده و از فعالیت آن کاسته می شود. هدف از انجام این تحقیق، دستیابی به مدلی است که در آن اثرات دما، غلظت و زمان برروی غیرفعال شدن کاتالیزور پالادیوم- طلا در فرآیند تولید وینیل استات مشخص گردد. کلیه آزمایشات در یک راکتور پایلوت بستر ثابت به قطرcm 81/3 و ارتفاعcm 30 در فشار کلatm 9 انجام شد. آزمایشات طی سه مرحله، در ابتدا با ثابت نگه داشتن دما و غلظت اجزا اثر زمان مشخص گردید، سپس با ثابت نگه داشتن دما، تاثیر غلظت ورودی اتیلن بررسی شد، پس از آن در غلظت های ثابت اجزا اثر دما تعیین شد، و مدل هدف بدست آمد. در نهات نیز درصد خطای مدل ارزیابی شد و مقدار میانگین 543/2 ثبت شد.

از آنجایی که ایران بعنوان دومین منبع گاز جهان شناخته شده است، اجرای طرح های تولیدی با ارزش افزوده بالا از لحاظ اقتصادی توجیه پذیر است. در همین راستا، شرکت ملی صنایع پتروشیمی در بخش آمونیاک و اوره طرح هایی را اجرا کرده است و پروژه های جدیدی را نیز در دست طراحی و راه اندازی دارد. تحقیقات بسیاری در زمینه ی بهینه سازی انرژی، بهینه سازی ترمودینامیکی و شبیه سازی در حالت پایا بر روی واحدهای تولید آمونیاک انجام شده است. با توجه به این که صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی دارای شرایط دینامیکی پیچیده-ای هستند، یکی از روشهای مناسب برای پاسخ به تغییرات و اغتشاشات ورودی به سیستم های فرایندی، طراحی واحد در حالت دینامیکی است. در شبیه سازی دینامیکی، همزمان با طراحی، اثر پارامترهای مختلف در نظر گرفته می شود و در صورت نیاز کنترل می گردند. هدف از این پایان نامه، انجام شبیه سازی دینامیکی واحد آمونیاک پتروشیمی شیراز و بررسی رفتار سیستم در برابر تغییرات ورودی، برای تولید محصولی با کیفیت مطلوب است. ابتدا، واحد در حالت پایا در محیط aspen plus شبیه سازی شد و پس از اطمینان از دقت شبیه سازی، نتایج حاصل به عنوان نقطه شروع برای شبیه سازی دینامیکی در محیط aspen dynamic مورد استفاده قرار گرفت، و در ادامه به بررسی رفتار دینامیکی واحد پرداخته شد. نتایج بدست آمده نشان می-دهد درجه حرارت و دبی بخارآب ورودی به راکتور ریفرمر اولیه، درجه حرارت و دبی هوای ورودی به راکتور ریفرمر ثانویه و همچنین دبی، درجه حرارت و فشار حلال ورودی به برج جذب،کیفیت گاز سنتز خروجی از واحد ریفرمینگ را تغییر می دهد و چون سیستم قادر به حذف اغتشاشات ورودی است، می توان به آسانی با نصب کنترل کننده های مناسب، کیفیت گاز سنتز تولیدی را کنترل نمود. علاوه بر این بررسی رفتار دینامیکی حلقه سنتز آمونیاک نشان می دهد که حداقل فشار برای تولید آمونیاک 200 است. همچنین رفتار دینامیکی راکتورها تقریبا خطی است در حالیکه برجهای جذب و دفع رفتاری غیر خطی از خود نشان می دهند.

بهینه سازی شرایط عملیاتی راکتور یکی از بخش های مهم طراحی راکتور می باشد. با طراحی اصولی این راکتورها هزینه کلی واحد را تا حد قابل ملاحظهای کاهش داده شده است . با این وجود برخی از تغییراتی که پس از طراحی در شرایط عملیاتی فرآیند داده است ، لزوم اصلاح راکتور موجود را مشخص می کند . هدف از اصلاح راکتور ، طراحی راکتوری اقتصادی با در نظرگرفتن محدودیت های عملیاتی و متناسب با شرایط عملیاتی جدید می باشد . دو روش رایج در اصلاح و بازبینی راکتور، روش طراحی راکتور و روش برنامه نویسی ریاضی می باشند . روش طراحی راکتور زمان بر بوده و براساس تجربه و قضاوت طراح و با رویکردی دستی به حل مسأله پرداخته شده است . در حالی که روش برنامه نویسی ریاضی معمول تر بوده و اعمال سلیقه طراح در آن کمتر می باشد . در این پروژه از ترکیب دو روش بهینه سازی ریاضی و روش طراحی که بر اساس تحلیل ترمودینامیکی و طراحی کاربردی می باشند، جهت اصلاح راکتور هیدروژناسیون واحد الفین پتروشیمی آریاساسول مورد بررسی قرار گرفته است . اصلاح شرایط عملیاتی راکتور ، باعث بهرهوری بهتر از انرژیهای موجود در واحد ، افزایش زمان در سرویس قرار داشتن راکتور و در نهایت موجب افزایش میزان تبدیل محصول مطلوب شده است . اصلاحات صورت گرفته در راکتور شامل کاهش درجه حرارت بستر و افزایش زمان عمر کاتالیست ها و کاهش تعداد دوره های احیاء راکتور می باشد . میزان سود حاصل از افزایش میزان تولید محصول مطلوب در حدود 41671670 دلار در سال می باشد . بهینه سازی صورت گرفته علاوه بر داده های فرآیندی توسط برنامه نویسی ریاضی انجام شده و اعمال تغییرات عملی بر روی آن توسط نرم ازارmatlab صورت گرفته است .

سه روش اصلی برای تولید هیدروژن وجود دارد که می توان روش ریفرمینگ با بخار، اکسیداسیون جزئی و فرآیند ریفرمینگ اتوترمال را نام برد. آزمایشات بسیاری بر روی راکتور ریفرمینگ انجام شده است. با انجام واکنش با کاتالیست های مختلف محدوده های متفاوتی از دما شناسایی و مطالعه گردیده است. از جمله فاکتورهای کلیدی می توان به سرعت فضایی، دما، فشار، نسبت بخار آب به خوراک ،همچنین نسبت هوا به خوراک اشاره نمود که در میزان تولید هیدروژن و شرایط عملیاتی بهینه تاثیر به سزایی دارد. در این کار مدل-سازی راکتور کاتالیستی متان برای تولید هیدروژن بوسیله ی دینامیک سیالات محاسباتی انجام و این کار با نرم افزار fluent 6.3.26 انجام گرفت. شرایط دمایی در نسبت های مختلفی از بخارآب به خوراک مورد ارزیابی قرار گرفت. محدوده ی دمایی به کار گرفته شده 773، 873 و 973 کلوین در نسبت های آب به متان 3، 5/3، 4 و 5 به کار گرفته شد. شرایط بهینه در این کار دمای 973 کلوین، نسبت بخار آب به خوراک متان3-5/3 و زمان اقامت تعیین گردید. دادههای مدل سازی با داده های تجربی مقایسه گردید.

کبالت یکی از پرکاربردتربن مواد در کاتالیزورهای صنعتی می باشد. در این مطالعه، سنتز کبالت بر پایه آلومینا مورد بررسی قرار گرفت و به عنوان فلز فعال به روش تلقیح مرطوب بر پایهآلومینا ? نشانده شد. در این فرآیند عوامل متفاوتی تاثیرگذار می باشند، ازآنجا که در حالت عادی برای بررسی دقیق رفتار و اثر تعداد زیادی از عوامل، نیاز به انجام آزمایشات و صرف هزینه و زمان زیاد می باشد، از روش طراحی آزمایش استفاده شد تا ضمن کاهش تعداد آزمایش های لازم، در هزینه و زمان نیز، صرفه جویی شود. در این مطالعه از الگوی ال8 روش تاگوچی برای طراحی آزمایش و بهینه سازی فرآیند سنتز استفاده شد و نمونه های کاتالیزور بر این اساس تهیه گردیدند. بمنظور افزایش میزان بارگیری کبالت با توزیع مطلوب بر روی پایه، فرآیند تلقیح دو بار تکرار شد. در نهایت به منظور شناسایی سطح ویژه نمونه ها، آزمایش اندازه گیری سطح (bet) بر روی آن ها صورت گرفت و نتایج تحلیل آماری شده و اثر عوامل زمان تلقیح و غلظت محلول پیش ساز ، زمان و دمای مرحله خشک کردن، زمان، دما و نرخ افزایش درجه حرارت در مرحله کلسیناسیون بر سطح ویژه و حجم تخلخل بررسی گردید و مشخص شد که غلظت محلول پیش ساز و زمان کلسیناسیون به ترتیب بیشرین و کمترین اثر را بر سطح ویژه دارند . در نهایت شرایط بهینه به منظور رسیدن به تابع هدف (حداکثر سطح ویژه) محاسبه گردید و این نتیجه حاصل شد که باید در مرحله تلقیح محلول بر پایه، زمان تلقیح 8ساعت، غلظت وزنی کبالت 5% و زمان و دما در مرحله خشک کردن به ترتیب 10 ساعت و 140درجه سانتیگراد و در مرحله کلسیناسیون، زمان 8 ساعت ، دما 450 درجه سانتیگراد و نرخ افزایش درجه حرارت 2.75 درجه سانتی گراد بر دقیقه گردد تا سطح ویژه، به بالاترین مقدار رسد.

سنتز کاتالیست های هتروژنی به علت کاربرد و سودآوری زیاد در صناتع شیمیایی و پتروشیمی همواره در پژوهش های علمی مورد توجه فراوان قرار گرفته است. در بررسی های صورت گرفنه در خصوص سنتز کاتالیست اکسیر روی بر پایه آلومینا این کاتالیست در ابتدا به شکل پودر تهیه و سپس با استفاده از روش های متداول مانند قرص زنی شکل دهی می شوند. در این پژئهش از روش گرانول سازی در روغن برای سنتز پایه و از روش تلقیح جهت نشاندن فلز فعال بر سطح پایه استفاده می شود. با استفاده از این تکنیک امکان تولید کاتالیست هایی با قطر یک تا سه میلی متر فراهم گردید . جهت بهینه سازی پارامترهای موثر در بخش تلقیح طراحی آزمایش به روش تاگوچی مورد استفاده قرار گرفت . شرایط در نظر گرفته شده برای طراحی آزمایش 3 فاکتور در دو سطح بود. حالت بهینه ی به دست آمده سطح دوم در کلیه ی پارامترهای موجود بود. با توجه به شرایط بهینه ی به دست آمده در نهایت کاتالیستی با 2.2 درصد اکسید روی بر سطح به دست آمد. خصوصیات فیزیکی، اندازه ی ذرات، ریخت شناسی و میزان فلز فعال بر سطح کاتالیست مورد بررسی قرار گرفت و د رنهایت کاتالیست تولیدی با نمونه ی صنعتی مقایسه شد.

امروزه به دلیل افزایش بهای نفت خام و نوسانات آن و همچنین تلاش¬ها برای تولید سوخت پاک، دولت¬ها را بر آن داشته است که به دنبال سوخت جایگزینی باشند. گاز طبیعی به عنوان یکی از فراوان¬ترین و پاکترین منابع انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است. از جمله مشکلات موجود در استفاده از گاز طبیعی می¬توان به هزینه بسیار زیاد حمل¬ونقل آن نسبت به سایر حامل¬های انرژی مانند نفت خام و برق نام برد. برای رفع این مشکل در برخی از کشورها از روش تبدیل گاز سنتز بدست آمده از سوختهای فسیلی توسط فرآیند فیشرتروپش به سایر فرآورده¬های باارزش مانند سوخت¬های وسایل نقلیه و سایر مواد شیمیایی استفاده می¬شود. این فرایند به دلیل تولید سوخت¬های پاک و خوراک صنایع پتروشیمی توان بالفعل خود در را در آینده انرژی جهان نشان داده است. در این تحقیق مطالعه تجربی سنتز فیشرتروپش بر روی یک کاتالیست صنعتی کبالت-مولیبدن بر پایه آلومینا در یک میکروراکتور بستر ثابت با هدف تعیین یک مدل¬ سینتیکی انجام گرفت. شرایط عملیاتی عبارت¬اند از: دما 225-285 درجه سانتی¬گراد، فشار 1-8 بار، نسبت مولی خوراک (h2/co) 0.5-2 و سرعت فضایی ثابت h-1 5400 است. سازوکار مناسب برای کاتالیست مورد نظر بر اساس دیدگاه لانگمویر - هینشلوود - هوگن -واتسون به وسیله¬ی تطبیق داده¬های تجربی توسط یک عبارت سینتیکی مناسب ارایه گردید. انرژی فعال¬سازی از مدل سینتیکی برتر برابر kj/mol 57.82 بدست آمد. همچنین مشخص شد که مقاومت نفوذ حفره¬ای نقش بسزایی داشته و باعث کاهش انرژی فعال¬سازی می¬شود. جهت بررسی تاثیر پارامترهای عملیاتی از قبیل دما، فشار و نسبت خوراک از روش طراحی آزمایش تاگوچی استفاده گردید. این روش نشان داد که پارامتر دما بیشترین تاثیر را بر درجه تبدیل واکنش دارد.

ریفورمینگ بخار، فرآیندی برای تولید هیدروژن یا دیگر محصولات مفید از سوخت های هیدروکربنی است. این فرآیند در یک دستگاه که ریفورمر نامیده می شود انجام می گیرد به اینصورت که بخار آب در دمای بالا با سوخت هیدروکربنی واکنش می دهد. به علت طبیعت گرماگیر واکنش های ریفورمینگ، گرمای درون راکتور بوسیله کوره و یا گرمایش الکتریکی تأمین می شود، بنابراین راکتور و ذرات کاتالیست در معرض گرادیان دمایی شعاعی و محوری قابل توجهی قرار دارد. معادلات انتقال جرم و انتقال حرارت کوپل شد و برای هر دو جریان فاز و جریان درون قرص های کاتالیست حل شد. نتایج نشان داد که عملکرد راکتور ریفورمینگ به شدت متأثر از دما، فشار و نسبت بخار آب به متان است. در این کار تأثیر عوامل مختلف از جمله نسبت بخار آب به متان، دمای مخلوط گاز ورودی به راکتور، فشار، انتخاب پذیری منواکسید کربن و تخلخل بستر بر عملکرد راکتور بررسی و نیز تأثیر دماهای مختلف در محدوده دمایی 873 تا 1073 کلوین روی تبدیل متان و بازده هیدروژن ارزیابی شد. شرایط مناسب برای تولید هیدروژن زیاد، بازدهی بالای ریفورمینگ و غلظت تقریباً پایین منواکسید کربن در نسبت بخار آب به کربن 5/3 و دمای حدود k 1073 تعیین شد. در ادامه طرح جدیدی برای لوله کاتالیستی ریفورمینگ بخار ارائه و مورد ارزیابی قرار گرفت به اینصورت که در محور لوله ی کاتالیستی یک حفره ایجاد شد که این باعث حذف افت دمای وسط راکتور می گردد و در نتیجه بازدهی راکتور افزایش می یابد. نتایج، توزیع دما و غلظت را در طول مختصات شعاعی و محوری راکتور فراهم آورد و گرادیان های دمایی شدیدی خصوصاً نزدیک ورودی راکتور تشخیص داده شد.

بررسی رفتار درصد تبدیل co و گزینش پذیری محصولات سنتز فیشر تروپش روی کاتالیست fe-ni/al2o3 در راکتور بستر ثابت در این تحقیق در دستور کار قرار گرفت. فشار و دما تنها متغیرهای مسئله بود که به ترتیب در محدوده 10-2 بار و 573-523 کلوین قرار داشت. دیگر شرایط آزمایشگاهی به قرار نسبت خوراک (h2/co) 1/2، سرعت فضایی ml/min/gr catalyst96 و شدت جریان ورودی به راکتور ml/min109 بود. شبکه های عصبی مصنوعی به منظور آموزش شبکه هایی متناظر با رفتار داده های آزمایشگاهی و پیش بینی خروجی های متناظر با ورودی های تولید شده از طراحی آزمایش به کار گرفته شد. جهت تولید داده های ورودی از طراحی آزمایش به روش ccd بهره گرفته شد. همچنین با استفاده از روش rsm به مدل سازی و بررسی نحوه تغییر درصد تبدیل co و گزینش پذیری محصولات نسبت به دما و فشار پرداخته شد. دما و فشار روی درصد تبدیل co اثر افزایشی داشتند. گزینش پذیری متان با افزایش دما افزایش و با افزایش فشار کاهش یافت. در دماهای بین 523 تا 553 اتیلن (c2h4) و پروپیلن (c3h6) با فشار و دما روند صعودی، در حالی که در دماهای بالاتر (573-553) انتخاب پذیری اتیلن و پروپیلن با افزایش فشار سیر نزولی طی کرد. نتایج همچنین بیانگر افزایش تشکیل c5+ با کاهش مقدار اتیلن و پروپیلن در این محدوده دمایی بود. در انتها ارائه معادله ریاضی برای توجیه این تغییر رفتارها در دستور کار قرار گرفت و شرایط بهینه آزمایش برای دستیابی به حداکثر محصولات دلخواه ارائه گردید.

در این تحقیق یک سیستم سه فلزی حاوی آهن-کبالت-نیکل برای سنتز فیشر-تروپش مورد استفاده قرار گرفت. نخست کاتالیست سه فلزی از روش همرسوبی تهیه گردید و سپس شرایط تهیه آن شامل اثر ساپورت های مختلف، مقدار ساپورت بهینه، پروموترهای مختلف، زمان و دمای خشک کردن کاتالیست، و نیز دما، زمان و جو کلسیناسیون کاتالیست مورد بررسی قرار گرفت. کاتالیست حــــاوی fe-co-ni/10wt%mgo که در°c120 به مدت 16 ساعت خشک گردیده و سپس در دمای °c 500 به مدت 6 ساعت در جو هوا کلسینه شده بود بهترین عملکرد را داشت. در ادامهاثر شرایط عملیاتی نظیر دما و زمان احیا، دبی h2 جهت احیا، دمای واکنش، نسبت خوراک ورودی h2/co، سرعت فضائی و فشار واکنش مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که کاتالیستی که در °c400 به مدت 6 ساعت و توسط هیدروژن با دبی ورودی ml/min60 احیا شده، و سپس در دمای °c320، نسبت خوراک 2 h2/co=، سرعت فضایی برابر با h-14800 و فشار 1 بار وارد واکنش گردیده بود، دارای بهترین عملکرد می باشد. در مرحله ی بعد کاتالیستهای سه فلزی آهن-کبالت-نیکل از روش سل-ژل، همجوشی و تلقیح مرطوب نیز سنتز و در شرایط عملیاتی بهینه شده برای کاتالیست تهیه شده به روش همرسوبی، جهت هیدروژناسیون کربن منوکسید مورد تست قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان دادند که کاتالیست تهیه شده به روش همرسوبی بهترین عملکرد را دارا می باشد. در انتها سینتیک واکنش سنتز فیشر-تروپش روی کاتالیستهای سه فلزی تهیه شده به چهار روش فوق مورد بررسی قرار گرفت. معادله سرعت برای کاتالیست تهیه شده به روش همرسوبی -rco=kpbcopco(bh2ph2)1/2/(1+(bcopco+(bh2ph2)1/2)2، برای کاتالیستهایتهیه شده به روشهای سل-ژل و همجوشی/ -rco=kpbcobh2pcoph2/(1+bcopco+bh2ph2) و برای کاتالیست تهیه شده به روش تلقیح مرطوب/(1+2(bcopco)1/2+bh2ph2)2-rco=kp(bcopco)1/2bh2ph2 بدست آمد. این معادلات سرعت نشان می دهند که واکنش ft در همه این کاتالیست ها از مکانیسم لانگمیر-هینشلوود-هوگن-واتسون پیروی می کند.

امروزه آلودگی هوا به عنوان یکی از معضلات شهرهای بزرگ شناخته شده است و در این راستا nox که مخلوطی از اکسیدهای نیتروژن می‬باشد. به عنوان یکی از اجزاء آلاینده¬گازی هوا شناخته شده است . هدف از این تحقیق بررسی احیاء کاتالیستی اکسیدهای نیتروژن می‬باشد که احیاء کاتالیستی انتخابی اکسیدهای نیتروژن، مؤثرترین روش برای کنترل انتشار این گازها به شمار می‬رود و به طور گسترده در جهان از آن استفاده می‬شود. اساس کار این روش، واکنش بین اکسید¬های نیتروژن با یک عامل احیاکننده (آمونیاک) در حضور کاتالیست مناسب (5o2v) است. واکنش¬هایی که در این حالت اتفاق می‬افتند، شامل اکسیداسیون آمونیاک با اکسیژن و احیاء no با آمونیاک می‬باشند. با مشخص بودن روابط سینتیکی واکنشها، مدلسازی و شبیه سازی برای راکتور کاتالیستی متخلخل انجام گرفته است که این نتایج با داده‬های به دست آمده از نتایج تجربی مقایسه شده و پس از مشاهده تطابق خوب و صحت از درستی مدل واکنش به بررسی هندسه سه بعدی راکتور کاتالیستی انتخابی پرداخته شده است. راکتور با کانال‬های مربعی (سطح مقطع) دارای بیشترین درصد تبدیل در بین شکل های مورد بررسی می‬باشد، در نهایت راکتور کاتالیستی که قادر به حذف 95 درصد اکسید نیتروژن است شبیه سازی و نتایج حاصل از آن مورد نقد قرار گرفت.

سنتز فیشر تروپش فرآیندی است بر پایه کاتالیست هتروژن که گاز سنتز (مخلوط منوکسیدکربن و هیدروژن) را به مخلوط بسیار تمیزی از الفین، پارافین و ترکیبات اکسیژن دار تبدیل می نماید. گاز سنتز از مواد کربن داری مانند متان، نفتا، زغال سنگ و زیست توده تهیه می گردد. محصولات سنتز فیشر تروپش به عنوان سوخت های پاک و عاری از گوگرد به کار می روند. در این پایان نامه روش مدل سازی انتخاب پذیری برای محصولات ch4، co2 و c5+ در سنتز فیشر تروپش برای کاتالیست fe-cu-k/sio2 بررسی شد. اثر دما، فشار و نسبت h2/co در خوراک به عنوان شرایط عملیاتی با استفاده از یک مدل درجه دوم متعامد و مدل های asf و عدم تقارن بررسی گردید. داده های تجربی بایک معادله چند جمله ای درجه دوم به خوبی رگرسیون گردید و معناداری ضرایب رگرسیون به صورت آماری با استفاده از آماره های r2 و r2adj ارزیابی شد. نتایج به دست آمده از مدل انتخاب پذیری توافق خوبی با نتایج مدل های asf و عدم تقارن داشت. نتایج نهایی در دمای k (563-523) و فشار bar (25-5/14) ونسبت خوراک ورودی (5/1-67/0) با آنچه در مراجع معتبر آورده شده است توافق داشت. در آخر جنبه های ترمودینامیکی فرآیند نیز مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید استفاده از این کاتالیست انتخاب پذیری اتیلن را دویست برابر حالت تعادلی افزایش می دهد.

سنتز فیشرتروپش فرآیند کاتالیستی مهمی است که در آن مخلوط گاز منواکسید کربن و هیدروژن موسوم به گاز سنتز به طیف گسترده ای از محصولات هیدروکربنی و اکسیژن دار تبدیل می شود. با توجه به اینکه در مراجع کمتر به مدل های گزینش پذیری این محصولات بحث شده در این پژوهش تلاش بر این است که مدل های انتخاب پذیری برای محصولات واکنش سنتز فیشرتروپش و همچنین اثر پارامترهای تأثیر گذار بر روی انتخاب پذیری این محصولات را به کمک کاتالیست سه فلزی آهن _ کبالت _ منگنز و دو فلزی آهن_کبالت که به روش تلقیح مرطوب بر پایه ی منیزیم تهیه شده اند بررسی شود. جهت تعیین معادلات گزینش پذیری برای واکنش فیشرتروپش بر روی هر دو کاتالیست به صورت جداگانه در شرایط عملیاتی برای کاتالیست fe-co-mn/mgo : و و و برای کاتالیست fe-co/mgo : و و دبی حجمی h2 (vh2) و دبی حجمیco (vco) که داده های تجربی در یک میکرو راکتور بستر ثابت گردآوری شده است، معادلات گزینش پذیری برای هر دو سری از داده های تجربی، بدست آمد. همچنین اثر هر کدام از این پارامترها بر روی گزینش پذیری ch4، آلکان ها و آلکن ها بررسی شد. برای واکنش سنتز فیشرتروپش بر روی کاتالیست سه فلزی fe-co-mn/mgo این نتایج بدست آمد که، با فشار و نسبت h2/co گزینش پذیری های متان، آلکان ها و آلکن ها به خوبی تغییر می کنند ولی با تغییرات دما گزینش پذیری آلکان ها و آلکن ها به صورت جزئی تغییر می کنند. برای کاتالیست دو فلزی fe-co/mgo نیز این نتایج بدست آمد که، با دما گزینش پذیری متان، آلکان ها و آلکن ها به صورت جزئی تغییر می کنند. این در حالی است که گزینش پذیری متان، آلکان ها و آلکن ها با تغییرات فشار و دبی های حجمی h2 و co به خوبی تغییر می کنند، که مشابه نتایج بدست آمده برای کاتالیست سه فلزی می باشد. نقطه ی بهینه که کمترین مقدار گزینش پذیری متان و آلکان ها و بیشترین مقدار گزینش پذیری آلکن ها می باشد تعیین شد و بهترین نتایج در دما و فشار و نسبت h2/co مشخص برای کاتالست سه فلزی آهن-کبالت- منگنز و همچنین بهترین نتایج در دما، فشار و دبی های حجمی h2و co مشخص برای کاتالیست دو فلزی آهن- کبالت بدست آمد.

منو وینیل استات یک ماده شیمیایی مهم است که از آن برای تولید پلی وینیل استات، پلی وینیل الکل و پلی وینیل بوتیرال استفاده می شود که در تولید چسب، رنگ، رزین، کاغذ، مرکب، و خیلی دیگر از صنایع کاربرد دارد. برای تولید این ماده چند روش وجود دارد، که مهمترین روش تولید آن اکسیداسیون اتیلن و اسید استیک در فاز گاز می باشد. برای انجام این فرآیند معمولاً از کاتالیزور پالادیوم – طلا بر پایه سیلیکا استفاده می شود. بخش مهم یک واکنش در فرآیند صنعتی را کاتالیزورها تشکیل می دهند، از اینرو تهیه و ساخت کاتالیزورها از اهمیت بالایی برخوردارند. از آنجا که پالادیوم و طلا جزء فلزات گرانبها می باشند، از روش تلقیح جهت ساخت کاتالیزور استفاده می¬شود و این فلزات به صورت لایه ای نازک بر سطح پایه رسوب داده می شوند. در این مطالعه برای ساخت کاتالیست مذکور از روش تلقیح و تلقیح پوسته ای به صورت خشک و مرطوب استفاده شده و مراحل ساخت مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله اول، ساخت پایه کاتالیست به روش قطره- روغن بررسی شد سپس پایه سیلیکاژل به صورت آماده تهیه و روش ساخت کاتالیست ارزیابی گردید. همچنین به عنوان نوآوری در این زمینه، اثر امواج آلتراسونیک بر توزیع ذرات محلول تلقیح شونده، مورد بررسی قرار گرفت و بدین منظور توان و زمان بهینه به ترتیب 390w و 45 دقیقه بدست آمد. به منظور بررسی مورفولوژی و آنالیز عنصری سطح کاتالیزور از آزمایشات sem-edax ، برای بررسی فازهای کریستالی از آزمایش xrd و همچنین برای بررسی اثر امواج آلتراسونیک از میکروسکوپ نوری استفاده شده است. مقایسه روش تلقیح خشک با مرطوب نشان داد، روش تلقیح مرطوب به دلیل توزیع مناسب ذرات کاتالیست و حضور بیشتر پالادیوم در سطح کاتالیست، مناسب تر است. همچنین افزایش زمان تلقیح باعث نفوذ ذرات کاتالیستی به عمق منافذ شده و درصد آنها در سطح کاتالیست کاهش می یابد. افزایش دمای کلسیناسیون نیز باعث ریزتر شدن و توزیع مناسب ذرات کاتالیستی در سطح کاتالیست شده و با توجه به نتایج xrd کریستالیتی با افزایش دما، افزایش می یابد. ضخامت پوسته در روش تلقیح پوسته ای بیشتر از روش تلقیح است و همچنین در روش تلقیح پوسته ای، ضخامت پوسته کاتالیست و درنتیجه درصد پالادیوم در سطح کاتالیست توسط عامل رسوب دهنده سدیم هیدروکسید بیشتر از متا سیلیکات سدیم می باشد. استفاده از امواج آلتراسونیک نیز توزیع و حلالیت ذرات را در محلول تلقیح شونده و سطح کاتالیست افزایش داده و با توجه به نتایج xrd کریستالیتی نیز افزایش می یابد.

سنتز فیشر_تروپش یکی از مسیرهای امیدوار کننده برای تولید انواع هیدروکربن های مایع، از طریق هیدروژنه کردن co بر روی فلزات واسطه می باشد. از مشخصه های مهم این واکنش، که به طور مستقیم نوع و میزان فرآورده ها را تعیین می کند، گزینش-پذیری محصولات می باشد. این پارامتر از جهت مشخص کردن شرایط مناسب برای تولید محصول مطلوب، مورد توجه صنایع واقع شده است. برخی از متغیرها، از جمله شرایط آماده سازی کاتالیست و عوامل عملیاتی، می تواند بر گزینش محصولات با ارزش، تأثیرگذار باشد. به منظور درک بهتر اثر این عوامل، نتایج تجربی، حاصل از فرآیند تبدیل گاز سنتز به مخلوط هیدروکربن های مایع، از طریق انجام یک واکنش کاتالیزوری تک مرحله ای با کاتالیزور آهن_پالادیوم بر پایه ی زئولیت، مورد استفاده قرار گرفت. در این کار، رفتار گزینش هیدروکربن ها به عنوان تابعی از دما، فشار، سرعت فضایی و ترکیب خوراک، با استفاده از تکنیک آموزش شبکه های عصبی مصنوعی (ann) پرسپترون چند لایه و الگوریتم انتشار برگشتی، مورد پیش بینی واقع شد. سپس آزمایشی جدید، مبتنی بر روش طراحی مرکب مرکزی، با در نظر گرفتن بازه ی تغییرات فاکتورها، طراحی گردید. برای هر آزمایش منظور شده، داده های جدید، موسوم به گزینش هیدروکربن ها، از شبکه ی عصبی به دست آمد. در نهایت برای گزینش هر گروه از محصولات هیدروکربنی، مدلی چند پارامتری به روش پاسخ سطح (rsm) ارائه گردید که صحت آن ها، از طریق روش های آماری تعیین و شرایط بهینه، برای هرکدام مشخص شد. این مدل، بازگو کننده ی اثر فاکتورهای قابل کنترل این فرآیند بوده و در مقیاس صنعتی قابل استفاده است. شرایط بهینه برای تولید حداکثر اولفین و آروماتیک و حداقل پارافین در نقطه ای با شرایط دمای 563 کلوین، فشار 3/45 مگاپاسکال، سرعت فضایی (hr-1) 500 و نسبت (h_2/co) برابر با 1/4329 ، حاصل شد. در این صورت گزینش پذیری محصولات اولفین، آروماتیک و پارافین ، به ترتیب برابر با 0/1470 ، 0/5 و 0/3013 به دست آمد.

از ویژگی های کشورهای توسعه یافته، وجود بازارها و نهادهای مالی کارآمد است که ضمن ایفای نقش مهمی در اقتصادکشور، زمینه ساز رشد و توسعه اقتصادی آن می گردد. بخش اعظم اطلاعات مورد استفاده در بازارهای مالی توسط سیستم حسابداری پردازش و گزارش می شود. اطلاعات فراهم شده توسط سیستم حسابداری مبنایی برای پیش بینی داده های آتی است. در برخی از موارد برای پیش بینی دقیق اطلاعات آتی می توان به داد ه های حسابداری اکتفا نمود.ما در این پژوهش با ارائه دو فرضیه به آزمون تجربی ارزش داده های حسابداری تهیه شده توسط شرکتهای پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار می پردازیم.نتایج تحقیق نشان می دهدکه بین شاخص های مالی محاسبه شده بر اساس داده های حسابداری وعملکرد سرمایه گذاری از طریق ارزش سهام رابطه معناداری وجود دارد.همچنین نتایج نشان دادکه بین اظهار نظر حسابرس به عنوان نماینده ای برای اعتبار اطلاعات حسابداری وسطح مربوط بودن ارزش آن اطلاعات رابطه مغناداری وجود دارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

استفاده از روشهای جدید برای تولید آسان و کم هزینه تر مواد شیمیایی یکی از اهداف اصلی تحقیقات مهندسی شیمی می باشد. این تحقیقات عمدتا شامل محاسبات اولیه، ساخت واحد تولید در مقیاس آزمایشگاهی، ساخت واحد نمونه و در نهایت محاسبات افزایش مقیاس ، برای طراحی سیستم اصلی در مقیاس صنعتی براساس نتایج واحدهای کوچکتر می باشد. طی سی سال اخیر با ورود کامپیوترها سریع و پیشرفته، گرایش دیگری در تحقیقات مهندسی شیمی با بیان رفتار و مشخصات سیستم مورد نظر توسط روابط ریاضی و حل آنها با روشهای عددی ایجاد شده است . با این کار بخش زیادی از هزینه های تحقیقات کاهش می یابد. این پژوهش مربوط به شبیه سازی دینامیکی برجهای تقطیر همراه با واکنش به عنوان یک روش نسبتا جدید در تولید و جداسازی مواد شیمیایی می باشد که دارای برتریهای عمده نسبت به دیگر روشهای رقیب است . تقطیر همراه با واکنش (r.d) به عنوان یک فرایند کم هزینه در دو دهه اخیر با استقبال فراوانی مواجه شده است . در این روش به جای به کار بردن راکتور جهت انجام واکنش و برج تقطیر مجزا جهت جداسازی، از یک برج که در آن هم واکنش و هم جداسازی صورت می گیرد استفاده می شود.

امروزه فرآیند تقطیر به عنوان یکی از اقتصادی ترین و مطمئن ترین روشهای جداسازی در صنایع شیمیائی معرفی شده و به دو صورت پیوسته و ناپیوسته انجام پذیر است. با وجود کاربرد فراوان سیستم تقطیر ناپیوسته در صنعت، این روش از جهاتی دارای نقاط ضعف بوده که از آن جمله، استفاده انرژی بالا، هدر رفتن ماده خام اولیه به مقدار زیاد و ... است که برای رفع این مشکل مدل جدیدی از برجهای تقطیر با نام برجهای تقطیر ناپیوسته با ظروف میانی مورد بررسی قرار گرفت. این مدل، از دو برج مستقل و یک تانک میانی تشکیل شده است. و عملکردی شبیه به برجهای پیوسته دارد. خوراک در ظرف میانی برج نگهداری شده و جریان خوراک همواره بین سینی خوراک و ظرف میانی در گردش است و محصولات سبک و سنگین بترتیب از بالا و پائین برج خارج می شوند در این پروژه بعد از مطالعه مقدماتی این برجها و مقایسه آن با برجهای تقطیر پیوسته و ناپیوسته، تغییرات اجزای داخل برج با استفاده از مدل گرافیکی مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه، سیستم مورد نظر توسط روش میانبر شبیه سازی شده است که از خصوصیات این روش انعطاف پذیری بالا، احتیاج به حافظه کامپیوتری و اجرای سریع آن می باشد. نتایج شبیه سازی برج پیچیده با نتایج گزارش شده در مقالات، مورد بررسی قرار گرفته و توافق خوبی حاصل شده است. برای ارزیابی کارائی نرم افزار شبیه ساز، نتایج بدست آمده از شبیه سازی برج، پیچیده، با نتایج تجربی برج تقطیر ناپیوسته معمولی در واحد بازیابی سولونت پالایش بنزول ذوب آهن اصفهان مقایسه شد و نتایج این بررسی بصورت گراف و جدول آورده شده است.

همه جوامع به صورت جامد و مایع، فضولات تولید می کنند. بخش مایع این فضولات، اساسا همان آب مصرفی جامعه است که در نتیجه کاربردهای مختلف آلوده شده است. از نظر منابع تولید، فاضلاب را می توان ترکیبی از مایع یا فضولاتی دانست که توسط آب از مناطق مسکونی، اداری، تاسیسات تجاری حمل شده و بر حسب مورد، با آب های زیر زمینی و سطحی یا سیلاب ها آمیخته شود. اگر فاضلاب تصفیه نشده انباشته شود، تجزیه مواد آلی آن ممکن است منجر به تولید مقدار زیادی گازهای بد بو شود. علاوه بر آن، فاضلاب تصفیه نشده معمولا حاوی میکروارگانیسم های بیماری زای فراوانی است که در دستگاه گوارش انسان زندگی می کنند و یا در برخی پساب های موجودند. بنابراین بررسی عملکرد تصفیه خانه فاضلاب مهم و ضروری است. در این پژوهش داده ها و اطلاعات عملکرد پنج ساله فاضلاب شهرک مس سرچشمه از نظر آماری و فنی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. با بررسی داده ها مشاهده می شود که تصفیه خانه فاضلاب با مشکل بالکینگ روبرو است. بنابراین در گام بعدی علل و عوامل مولد بالکینگ و چگونگی کنترل آن مورد بررسی قرار می گیرد. شایع ترین مشکلی که اکثر فرآیندهای لجن فعال با آن روبه رو هستند بالینگ است و عامل اصلی بالکینگ رشد بی رویه باکتری های رشته ای در لجن فعال است که از لخته ها به سوی خارج لخته گسترش یافته و از نزدیک شدن و فشردگی لخته ها جلوگیری می کند. اکثر تصفیه خانه ها فاضلاب در سراسر جهان و از جمله تصفیه خانه فاضلاب شهری مس همیشه یا گه گاه با مشکل بالکینگ رو به رو هستند. با مطالعات انجام شده علل و عوامل ایجاد کننده بالیکینگ و روش های کنترل آن، در تصفیه خانه شهرک مس تعیین شد. عوامل چون، کمبود اکسیژن محلول، کمبود مواد ویژه چون ازت و فسفر، عفونی شدن فاضلاب ورودی، شوک های آلی و هیدروکربوری، وجود مواد سمی و عملکرد نامناسب پارویی جمع آوری لجن سبب رشد و گسترش باکتری های مولد بالکینگ می گردد. همچنین روش های همانند اضافه نمودن اکساینده های به لجن برگشتی، اضافه نمودن مواد منعقد کننده، کنترل دبی لجن برگشتی و .. برای کنترل بالکینگ پیشنهاد شده است.

در این تحقیق، کاتالیست های موثر و پایدار برای تولید اتیلن و پروپیلن از گاز سنتز تهیه شدند. در تهیه این کاتالیست ها از نمک های نیترات فلزات مورد نظر استفاده شد و کربنات سدیم به عنوان عامل رسوب دهنده به کار رفت. چندین مجموعه کاتالیست های ‏‎fe/al2o3, fe/mno, co/ceo2, cu/mno, co/mno, fe/ti/zno/k2o, cu/co‎‏ با زمان های عمردهی به رسوب بین 0 تا 300 دقیقه با استفاده از روش همرسویی تهیه شدند. طیف ها و عکس های مربوط به کاتالیست ‏‎cu/mno‎‏ با زمانهای مختلف عمردهی توسط پراش اشعه ایکس، میکورسکوپ الکترونی و احیای برنامه ریزی شده دمایی تهیه و تفسیر شد. یک واحد آزمایشگاهی شامل یک واکنشگاه از جنس فولاد ضد زنگ جهت تست کاتالیست در آزمایشگاه ساخته شد. کاتالیست های ساخته شده در شرایط مختلفی مورد آزمایش قرار گرفت و مواد اولیه و محصولات توسط دستگاه گاز کروماتوگراف مدل رویان 3400 تجزیه و شناسایی شدند. تست مجموعه کاتالیست های مختلف نشان داد که کاتالیست هایی بی نظیر ‏‎cu/mno, ‏‎cu/co‎‏ بیشتر نسبت به پارافین های گزینش پذیر هستند، در صورتی که سایر کاتالیست ها، گزینش پذیری بیشتری نسبت به اولفین های سبک نظیر اتیلن و پروپیلن دارند، کاتالیست ‏‎co/mno‎‏، کاتالیست با زمان عمردهی 45دقیقه، دارای گزینش پذیری 85% نسبت به اتیلن و 6/5% نسبت به پروپیلن داشت. از تست مجموعه کاتالیست های آهن این نتیجه حاصل می شد که کاتالیست ‏‎fe/ti/zno/k2o‎‏ درصد تبدیل 46% و گزینش پذیری 2/3% نسبت به اتیلن دارد. معادلعه سینتیکی کاتالیست ‏‎co/ceo2‎‏ بررسی شد.