مطالعه ساختارهای هسته- پوسته متشکل از هسته های نرم لاستیکی و پوسته های سخت پلاستیکی به دلیل کاربردهای تجاری بسیار زیاد در تهیه پلیمرهای مقاوم در برابر ضربه، اهمیت بسیار زیادی دارد. این ساختارها طی فرآیند پلیمریزاسیون امولسیونی هسته دار ایجاد می شوند. اکثر اطلاعات راجع به هسته گذاری ذرات و ارزیابی تعداد و اندازه ذرات، از اندازه گیری از نمونه هایی که پس از انجام واکنش از رأکتور گرفته شده به دست آمده است. بنابراین برای اهداف کنترلی در هسته گذاری و رشد ذرات، پایش فرآیند بصورت لحظه ای مورد نیاز می باشد. هدایت سنجی اطلاعات بسیار جالبی را در حین واکنش، از درون رأکتور پلیمریزاسیون امولسیونی به بیرون ارسال می کند و نحوه پیشرفت واکنش و کلاً اتفاقاتی را که در درون رأکتور برای ذرات رخ می دهد، به صورت لحظه ای گزارش می نماید. این اطلاعات، به صورت لحظه ای، در خصوص میزان تبدیل گزارش می شود و به مهندسین کنترل این امکان را می دهد که با تجزیه و تحلیل اطلاعات، تسلط خوبی بر کنترل فرآیند داشته باشند. تغییرات رسانایی، که نشان دهنده تغییر در گونه های یونی موجود در محیط واکنش می باشد مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر پلیمریزاسیون امولسیونی، وجود عامل فعال کننده سطح می باشد. با استفاده از اطلاعات حاصل از ردیابی لحظه‏ای در طی فرآیند پلیمریزاسیون، قطر ذرات پلیمر تشکیل شده تخمین زده شده است.

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.

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.

در این پایان نامه، دو گونه ی آب شیرین کن خورشیدی پلکانی با مخزن و بدون مخزن حرارتی ساخته شده و از واکس پارافین به عنوان ماده ی تغییر فاز دهنده در مخزن حرارتی برای ذخیره ی انرژی حرارتی استفاده شده است. استفاده از بند نیز در لبه ی هر پلکان موجب هدایت اجباری جریان آب شور بر روی صفحه ی جذب کننده و افزایش زمان ماند آن درون دستگاه شده است. کارکرد حرارتی دستگاه ها در روزهای گوناگون نیز مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که در روز آفتابی میزان تولید آب شیرین در دستگاه بدون مخزن حرارتی میزان اندکی از دستگاه با مخزن حرارتی بیشتر است. میزان آب تولید شده برای نرخ ورودی 055/0 kg/min در دستگاه با مخزن حرارتی حدود 9/4 kg/m2d و برای دستگاه بدون مخزن حرارتی در روز آفتابی حدود 1/5 kg/m2d به دست آمد. از طرفی، تولید آب شیرین در روز ابری به میزان قابل توجهی برای دستگاه با مخزن حرارتی بیشتر می باشد. میزان آب تولید شده برای نرخ ورودی 055/0 kg/min در دستگاه با مخزن حرارتی حدود 4/3 kg/m2d و برای دستگاه بدون مخزن حرارتی در روز نیمه ابری حدود 1/2 kg/m2d به دست آمد در نتیجه، دستگاه بدون مخزن حرارتی در مناطق اغلب آفتابی به دلیل هزینه ی کمتر و ساخت آسان برتری داده می شود. همچنین به دلیل تولید بیشتر دستگاه با مخزن حرارتی در روز نیمه ابری این نمونه آب شیرین کن برای استفاده در مناطق نیمه ابری سفارش می گردد. تاثیر میزان نرخ ورودی آب شور بر ضرایب درونی انتقال حرارت جابه جایی وتبخیر و همچنین میزان کلی تولید روزانه ی آب شیرین کن نیز بررسی گردید و دیده شد که افزایش میزان نرخ ورودی آب شور موجب کاهش در ضرایب درونی انتقال حرارت جابه جایی و تبخیر و در نتیجه میزان کلی تولید روزانه ی آب شیرین کن می گردد. با افزایش میزان نرخ ورودی آب شور از 065/0 kg/min به 2/0 kg/min، میزان آب تولید شده از 4/7 kg/m2d به 1/4 kg/m2d و میزان ابازده ترمودینامیکی دستگاه نیز از 3/63% به 38% کاهش یافت.

پلیمریزاسیون امولسیونی در رده پلیمریزاسیون با فازهای جدا قرار می گیرد. تولید پلی بوتادین به روش پلیمریزاسیون امولسیونی در صنعت به وفور انجام می گیرد. پلی بوتادین کاربرهای فراوانی در صنعت دارد و مهمترین کاربرد آن در تولید ترپلیمر آکریلونیتریل- بوتادین- استایرن با نام تجاری abs است. در این پژوهش سعی شده است که اطلاعاتی راجع به سینتیک تولید پلی بوتادین به دست آید. در این پژوهش از یک راکتور فلزی که قابلیت تحمل فشار بالا را دارا است استفاده شده است. این راکتور دو جداره بوده و دمای درون راکتور توسط آب داخل جداره راکتور تنظیم می شود. برای سنتز پلی بوتادین، از دو نوع امولسیفایر آزمایشگاهی و تجاری و در سه غلظت مختلف استفاده شده است. مقادیر درصد تبدیل به طریق وزن سنجی به دست آمده و با افزایش غلظت امولسیفایر به دلیل افزایش مکانهای هسته گذاری، زمان پایان واکنش، کاهش یافته است. هدایت درون محلول و فشار درون راکتور لحظه اتمام واکنش را به صورت لحظه ای معین می کنند. قطر ذرات اندازه گیری شده با افزایش غلظت امولسیفایر کاهش و تعداد ذرات نیز کاهش می یابند. بدون افزودن بافر به محیط پلیمریزاسیون، سرعت واکنش پلیمریزاسیون به شدت کاهش می یابد. پارامترهای دما و غلظت امولسیفایر، پارامترهای اساسی در این پژوهش هستند.

توزیع اندازه ذرات پلیمر تولید شده به روش پلیمریزاسیون تعلیقی به توزیع اندازه قطرات منومر پرآکنده شده در محیط آبی حاوی محلول پایدار کننده، بسیار وابسته است. در حال حاضر پرآکندگی قطرات مونومر در راکتور پلیمریزاسیون تعلیقی، توسط همزن تیغه ای انجام می شود که عموما منجر به توزیع اندازه وسیعی از قطرات غیر کروی می گردد. اثرات نامطلوب اخیر، دستیابی به فرآیندی که منجر به تولید قطرات منومر با توزیع اندازه باریک گردد را در صنعت پلیمر با اهمیت می سازد. در این پژوهش بر روی فرآیند پاشش الکتروهیدرودینامیکی منومر استایرن با هدایت الکتریکی بسیار پایین متمرکز شده است، که تاکنون در مورد آن مطالعه ای به عمل نیامده است. با توجه به نتایج بدست آمده، امکان الکترواسپری استایرن خالص در حالت جت مخروطی به علت هدایت الکتریکی بسیار پایین آن ( ps/m 50>) وجود ندارد. بدین منظور در این تحقیق با افزودن بنزوئیل پراکسید به محلول مونومر افزایش هدایت الکتریکی میسر گردید و امکان پاشش الکتروهیدرودینامیکی منومر در همه حالت های پاشش بوجود آمد. این ماده علاوه بر افزایش هدایت الکتریکی منومر استایرن نقش آغازگر را نیز در فرآیند پلیمریزاسیون تعلیقی بر عهده دارد. مطالعات پایداری قطرات پراکنده شده در محلول آبی حدواسط نشان داد که قطرات تولید شده تنها در حالت جت مخروطی در محلول حدواسط پایدار بوده و دارای توزیع اندازه باریک می باشند. از این رو محدوده پایداری در حالت جت مخروطی مورد توجه قرار گرفت. نتایج آزمایش های اثر غلظت بنزوئیل پراکسید بر محدوده پایداری جت مخروطی نشان داد که افزایش غلظت موجب گسترده شدن محدوده پایداری جت مخروطی شده، امکان تولید قطرات با توزیع اندازه باریک را در محدوده وسیع تری از ولتاژ فراهم نمود. بررسی ها نشان داد که نوع و غلظت ماده پایدارکننده در محلول آبی حدواسط نیز بر کیفیت و حفظ توزیع اندازه قطرات حالت جت مخروطی تاثیر می گذارد. بطور کلی شفافیت قطرات و پایداری آن ها در محلول آبی حاوی پایدارکننده پلی وینیل الکل بیشتر از محلول پایدارکننده تری کلسیم فسفات می باشد. همچنین بر خلاف پلی وینیل الکل، دور همزن بر کیفیت پایداری قطرات پایدار شده توسط تری کلسیم فسفات موثر بوده بطوری که کاهش دور همزن موجب افزایش سرعت ته نشینی تری کلسیم فسفات و در نتیجه کاهش پایداری قطرات می گردد. افزایش غلظت پلی وینیل الکل نیز موجب افزایش پایداری و کیفیت قطرات و همچنین حفظ توزیع اندازه قطرات منومر تولیدی می شود. بطور کلی مطالعات فوق نشان داد که الکترواسپری می تواند یک روش نوید بخش در تولید قطرات منومر با توزیع اندازه باریک به منظور تهیه ذرات پلیمری با توزیع اندازه مناسب باشد.

پلیمریزاسیون امولسیونی در رده پلیمریزاسیون با فازهای جدا قرار می گیرد. تولید پلی بوتادین به روش پلیمریزاسیون امولسیونی در صنعت به وفور انجام می گیرد. پلی بوتادین کاربردهای فراوانی در صنعت دارد و مهمترین کاربرد آن در تولید تر پلیمر آکریلونیتریل- بوتادین- استایرن با نام تجاری abs است. در این پژوهش سعی شده است که اطلاعات جدیدی راجع به سینتیک تولید پلی بوتادین با درصد جامد بالا که بیشتر مورد توجه صنعت می باشد به دست آید. در این پژوهش از یک راکتور فلزی که قابلیت تحمل فشار بالا را دارد استفاده شده و اثر دو امولسیفایر sds و dpr بر سینتیک فرایند پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین بررسی شده است. برای دقت بیشتر در نحوه ی پیشرفت فرآیند و مقایسه ی آزمایش ها ، درصدهای مختلفی از بوتادین انتخاب و مقادیر درصد تبدیل به طریق وزن سنجی تعیین شده است. همچنین اثر غلظت امولسیفایر بر زمان واکنش و نیز نمودارهای هدایت محلول و فشار درون راکتور مورد بررسی قرار گرفته است. مراحل مختلف پلیمریزاسیون توسط منحنی های سرعت نشان داده شده و تغییرات رشد و تعداد ذرات در طول آزمایش در نمودارهای جداگانه آورده شده است. با افزایش غلظت امولسیفایر قطر ذرات اندازه گیری شده کاهش و تعداد ذرات افزایش می یابند.

در این پژوهش ایزوترم جذب امولسیفایر سدیم دودسیل سولفات (sds) که کاربرد صنعتی زیادی دارد، بر روی نانو ذرات کوپلیمر پلی استایرن- اکریلونیتریل (san) با ذراتی به قطر تقریبی 85 نانومتر در دماهای 25 و60 درجه سانتی گراد با استفاده از تکنیک هدایت سنجی بدست آمده است. مساحت اشغال شده توسط هر مولکول sds بر روی سطح ذرات موجود در لاتکس (a?2) 8/26 محاسبه گردید. در پلیمریزاسیون امولسیونی san از پر سولفات پتاسیم (kps) به عنوان آغازگر و کربنات سدیم (na2co3) به عنوان الکترولیت استفاده می شود، از این رو اثر این دو الکترولیت بر روی غلظت بحرانی مایسل (cmc) در دمای 60 درجه سانتی گراد بدست آمد که در همه موارد کاهش در cmc نسبت به مقدار آن در آب خالص مشاهده می شود.

مسیری دیگر برای تولید بنزین، وبه همان خوبی برای هیدروکربنهای دیگر و مشتقات اکسیژن دار آنها، سنتز فیشر تروپش است که در آن گاز سنتز به مخلوط چند جزئی از هیدروکربنها تبدیل می شود. این امر با تغییر در ترکیب کاتالیزور ،نسبت h2/co خوراک ،دما ،فشار و نوع راکتور ممکن می گردد و سوختهای تولید شده با فرایند ft به علت آروماتیکی پایین و فقدان گوگرد ،دارای کیفیت بالایی هستند .درسنتز فیشر- تروپش از گاز سنتز که مخلوطی از co وh2 است استفاده میشود .co خوراک در تماس با کاتالیست نا همگن جذب شده و تجزیه می شود و در طی هیدروژناسیون به منومر ch2 تبدیل میشود. این منومر در سطح کاتالیست ناهمگن پلیمره شده و هیدروکربنهایی با محدوده وسیعی از طول زنجیر و گروههای عاملی را تولید می کند. به طور کلی سینتیک شیمیایی عبارت از مطالعه عوامل موثر بر سرعت یک واکنش شیمیایی است .مشکل اصلی در شرح سینتیک واکنشهای fts ،پیچیدگی های مربوط به مکانیسم واکنش و تعداد گونه های درگیر می باشد. روش ساخت کاتالیست در این تحقیق بر مبنای سل-ژل است که در آزمایشگاه ساخته شده است. اندازه ذرات استفاده شده کمتر از 212 میکرو متر بوده و شرایط عملیاتی راکتور عبارت است از : فشار در محدوده 1تا 14 بار، دما 230 الی 370 درجه سلسیوس و نسبتهای خوراک h2/co برابر با 1،2،3 . هدف اصلی در این مطالعه تعیین یک مدل سینتیکی مناسب جهت پیش بینی رفتار واکنش فیشر تروپش میباشد. برای این منظور 32 مدل سینتیکی از طریق تئوری lhhw(langmuir-hinshelwood-hougen-watson) مشخص نموده و با استفاده از نرم افزار پلی مث پارامترهای مدلها محاسبه شده اند. در میان مدلها بهترین مدل سینتیکی که بتواند با داده های آزمایشگاهی مطابقت نماید رابطه بوده که بر اساس مکانیسم انولیک بدست آمده است . انرژی فعالیت واکنش در شرایط ذکر شده برای نسبت h2/co=2/1 برابر 36.11 کیلو ژول میباشد. یک مدل دیگر که در این تحقیق بررسی شد مدل توانی می باشد که فرمول آن به صورت رابطه - =k می باشد ، در این رابطه مقادیر ثوابت عبارتند از : 0.581-m= و 0.885 n= و انرژی اکتیواسیون آن برابر مقدار 23.19 کیلو ژول است.

در دهه های اخیر شیرین سازی آب های شور و آب دریاها به منظور تولید آب شیرین، به طور وسیعی مورد مطالعه قرار گرفته است. یکی از روشهای کاربردی در فناوری شیرین سازی، روش رطوبت زنی- رطوبت زدایی است که از چرخه باران الهام گرفته شده است. در این تحقیق به بررسی دستگاه آب شیرین کنی که با چرخه بسته هوا و به روش رطوبت زنی-رطوبت زدایی عمل می نماید، پرداخته شده است. با انجام آزمایشات تجربی، پس از مشاهده رفتار پارامترهای عملیاتی و نحوه تاثیرپذیری میزان آب شیرین تولیدی نسبت به تغییرات در شرایط آزمایشگاهی (از جمله دما و دبی آب خنک کننده ورودی به چگالنده و دبی هوا در درون سیستم، میزان گرمای دریافتی از گرمکن، طول برج رطوبت زنی، دمای آب ورودی به برج)، به تدوین مدل ریاضی از سیستم پرداخته شد. نتایج تجربی نشان می دهد که در نرخ دریافت انرژی ثابت، افزایش دبی آب خنک کنندهه ورودی به چگالنده، کاهش دبی آب ورودی به برج رطوبت زنی و افزایش دمای آن در یک دبی بهینه هوا، موجب افزایش تولید آب مقطر می شود. در ادامه با مطالعه ضرایب انتقال حرارت کلی در برج رطوبت زنی و واحد چگالنده، معادلات بهینه به طور دقیق انتخاب و برای بررسی ارتفاع تعادلی بهینه، معادلات پیشنهادی برای برج پرشده نامنظم انتخاب گردید. نتیجه این بررسی انتخاب مدل مانجر و پونتر بود که می توانست با خطای کمتر از 10% ارتفاع واقعی برج را با درنظر گرفتن توانایی برج برای تولید هوای اشباع خروجی تخمین بزند که این مقدار برای دستگاه آزمایشگاهی به اندازه سه مرحله تعادلی بود. که در شبیه سازی فرآیند مذکور با نرم افزار aspen plus نیز این ارتفاع مورد بررسی قرار گرفت. پس از آن مدلسازی ابتدا بر اساس چرخه ی بسته ی هوا انجام گرفت و برای بررسی تاثیر نوع جریان هوا در درون سیستم، جریان باز هوا مد نظر قرار گرفت. نتایج حاصل از مدلسازی افزایش 15 درصدی بازده سیستم در چرخه بسته هوا را نشان می دهد که دلیل آن عدم به هدر رفتن رطوبت همراه هوای خروجی از چگالنده است. مدل ریاضی تولیدی با مدل "تکامل تفاضلی" به بهترین نحو بهینه سازی گردید، به طوری که مقادیر m^3/hr 029747/0 و c° 13 به ترتیب برای دبی و دمای آب خنک کننده ورودی به چگالنده، m^3/hr 008075/0 برای دبی هوای بسته و m^3/hr 021497/0 برای دبی آب ورودی به برج پیشنهاد شد که منجر به تولید m^3/hr 3777/0 آب شیرین می-شود.

تنها فرایند پلیمری که نانوذرات پلیمری تولید می کند، پلیمریزاسیون امولسیونی است. نانوذرات پلیمری آن قدر در زندگی بشر و پیشرفت فناوری اهمیت پیدا کرده اند که می توان گفت بدون آنها، و به طور کلی مواد پلیمری، پیشرفت امکان پذیر نیست. شبیه سازی فرآیند ها در علوم مهندسی بسیار مهم است، که در صورت شبیه سازی مناسب، هزینه های مصرفی قبل از ایجاد واحد در جهت انجام آزمایشات لازم، کاهش می یابد. یکی از نرم افزارهای جامع و کاربردی که در زمینه ی شبیه سازی فرآیندهای شیمیایی ارائه شده است نرم افزار aspen plus می باشد. polymers plus، بخش مهم نرم افزار مذکور محسوب شده که در زمینه ی شبیه سازی فرآیندهای تولید نانو ذرات پلیمری در صنایع پتروشیمی ارائه شده است، که پس از شبیه سازی فرآیندهای پلیمری می توان به سهولت پارامترهای تأثیرگذار بر کیفیت پلیمر خروجی را مورد ارزیابی قرار داد و شرایط بهینه را در جهت افزایش کیفیت پلیمر خروجی و کارایی فرآیند به درستی انتخاب نمود. در این رساله سعی شده است، ابتدا نمایی کلی از فرایند پلیمریزاسیون و انواع آن مطرح شود. سپس بطور اختصاصی به پلیمریزاسیون امولسیونی و مزیتهای آن نسبت به دیگر انواع پلیمریزاسیون و دلیل انتخاب آن اشاره شده است. به دنبال آن، خلاصه ای از خواص و شرح کاربرد نرم افزار aspen polymers plus ارائه شده است. همچنین، شبیه سازی توزیع قطر ذرات، توزیع جرم مولکولی و درجه تبدیل استایرن، متیل متاکریلات و کوپلیمر استایرن/ متیل متاکریلات بر حسب زمان توسط aspen polymers plus پرداختیم و نتایج حاصله را با نتایج تجربی موجود در مقالات مقایسه کردیم، علاوه بر آن، در این پایان نامه، به تأثیر غلظت آغازگر و امولسیفایر و دما بر سرعت واکنش پرداخته شد. نتایج حاصله نشان داد که با افزایش غلظت آغازگر، تعداد رادیکالهای آزاد افزایش یافته، با افزایش غلظت امولسیفایر، تعداد مایسلها بیشتر شده و با افزایش دما مقدار ثابت سرعت انتشار و ثابت تجزیه آغازگر بیشتر می شود و همه این عوامل به افزایش سرعت پلیمریزاسیون منجر می شوند.

منو وینیل استات یک ماده شیمیائی مهم می باشد 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، لاستیکهای آب بندی اتومبیل و خیلی دیگر از صنایع کاربرد دارد. برای تولید این ماده چند روش وجود دارد، که مهمترین روش تولید آن اکسیداسیون اتیلن واسید استیک بر روی کاتالیزور پالادیوم – طلا در فاز گاز می باشد. یکی از مراحل مهم واکنش های کاتالیستی تعیین سینتیک واکنش می باشد. برای تعیین سینتیک واکنش تعیین مکانیسم واکنش لازم است. برای طراحی راکتور واکنش های شیمیائی و کنترل متغیرهای عملیاتی فرآیند و همچنین بهینه نمودن فرآیند، دانستن مکانیسم واکنش و نهایتا سینتیک واکنش ضروری است. محقیقن زیادی بر روی سینتیک واکنش کاتالیستی تولید وینیل استات از اکسیداسیون اتیلن و اسید استیک بر روی کاتالیزور پالادیوم- طلا کار کرده اند ولی هنوز یک سینتیکی که مورد توافق جمع باشد در مورد آن بدست نیامده است. در این پایان نامه بر روی سینتیک واکنش مزبور تحقیق شده است. برای این کار ابتدا پایلوت راکتور واکنش محاسبه، طراحی و ساخته شد. سپس واکنش های تولید وینیل استات در شرایط مختلف در آن انجام شد، همچنین تأثیر پروموترهای فلزی بر روی سرعت و انتخاب پذیری واکنش آزمایش گردید. با استفاده از نتایج واکنش ها علاوه بر ارائه مکانیسم و در نهایت معادله سرعت واکنش فرآیند، نتایج زیر بدست آمده است : 1- افزایش دما در محدوده انجام واکنش (120 تا 160 درجه سانتیگراد ) باعث افزایش سرعت و کاهش انتخاب پذیری واکنش می شود. 2- افزایش فشار جزئی اتیلن در فشار کل 9 بار و فشارجزئی 3 تا 6 بار سرعت و انتخاب پذیری واکنش را بالا می برد. 3- افزایش فشار جزئی اکسیژن در فشار کل 9 بار و فشارجزئی 25/0 تا 6/0 بار سرعت واکنش را افزایش ، ولی انتخاب پذیری را پائین می آورد ، افزایش غلظت اکسیژن بیشتر از 8 درصد حجمی باعث انفجار در فرآیند می شود. 4- افزایش فشار جزئی اسید استیک در فشار کل 9 بار و فشارجزئی 3 تا 6 بار تأثیری در سرعت و انتخاب پذیری واکنش ندارد. 5- استاتهای فلزی باعث افزایش سرعت و انتخاب پذیری واکنش می شوند واز بین آنها استات گروه فلزات قلیائی تأثیر بیشتری دارند و در بین استات های گروه فلزات قلیائی این خاصیت از بالا به پائین افزایش می یابد.

در این پایان نامه به منظور تست پیل سوختی یک میز تست ساخته شد. در ادامه 3 تک سل با 3 طراحی متفاوت ساخته شد. هر طراحی از نظر صفحات انتهایی، دوقطبی و نوع مجموعه غشاء- الکترود با دیگری متفاوت می باشد. در پیل شماره (1)، صفحه انتهایی آلومینیوم به همراه صفحه دو قطبی گرافیت پلیمری مارپیچ 3 کاناله با مجموعه غشاء- الکترود nafion-nr111 ساخت شرکت یون پاور آمریکا استفاده گردید. این مجموعه غشاء- الکترود برای اولین بار در ایران آزمایش گردید. از مزایای این پیل عدم نیاز به رطوبت است. توان گرفته شده از پیل تقریبا 40 درصد توان ادعایی شرکت یون پاور است که توسط شرکت جنرال موتورز آمریکا تست شد. پیل شماره (2) با صفحه انتهایی فلکسی گلاس و صفحه دوقطبی گرافیت پلیمری مارپیچ تک کاناله و مجموعه غشاء- الکترود ساخت پژوهشگاه مهندسی اصفهان ساخته شد. این مجموعه غشاء- الکترود بسیار به رطوبت حساس بود و از ساختار بسیار ظریفی برخوردار بود. با توجه به نبود رطوبت زن مناسب توان گرفته شده از این پیل تقریبا 50 تا 60 درصد توان ادعایی پژوهشگاه مهندسی اصفهان بود. در پیل شماره (3) که در نوآوری آورده شده است از روش حدواسط متخلخل در سمت آند استفاده گردیده و صفحه انتهایی آن نیز با استفاده از صفحات کامپوزیت کربن سبک استفاده شده است. مجموعه غشاء- الکترود این پیل نیز ساخت شرکت گور می باشد. از مزایای این پیل، سبکی و عدم نیاز به رطوبت زنی می باشد و برای امور حمل و نقل و وسایل قابل حمل و امور نظامی مناسب است. هدف دوم این پایان نامه ارائه یک مدل بود. این مدل برای پیل سوختی شرکت هوریزون نوشته شده است که البته با اعمال تغییرات لازم برای پیل های دیگر نیز بکار می رود. مدل به صورت لایه به لایه مجموعه غشاء- الکترود است. برای حل آن نیز از نرم افزار matlab استفاده شده است. نتایج مدل، انطباق خوبی با آزمایشات گرفته شده از پیل هوریزون دارد.

برج های آکنده، قسمت مهمی از تجهیزات وسیع انتقال جرم و حرارت هستند. امروزه، استفاده از برج های پر شده با آکنه های ساختار یافته به دلیل افت فشار کمتر، ظرفیت و انتقال جرم بالاتر نسبت به آکنه های نامنظم و برجهای سینی دار، در حال افزایش است. در این تحقیق پارامترهای موثر بر عملکرد برج مانند افت فشار خشک، افت فشار دو فازی، ماندگی مایع و ضرایب انتقال جرم فاز گاز در برج رطوبت زنی با استفاده از آکنه ساختار یافته در برج هایی به قطر 2/0 و 1/0 متر و ارتفاع 1 متر، اندازه گیری شد. در آزمایشات، از آب و هوا برای فازمایع و گاز استفاده شد. سرعت هوا بین 32/1 تا 93/3 متر بر ثانیه و سرعت مایع 0027/0 تا 0194/0 متر بر ثانیه می باشد. نتایج بدست آمده از اندازه گیری افت فشار، با مدل های مختلفی مقایسه گردید. برای پیش بینی نقاط طغیان مدل locket نتایجی بسیار نزدیک به مقادیر آزمایشگاهی دارد و مقدار خطا 7% می باشد. برای پیش بینی افت فشار، مدل های ,rocha delft و srpبا نتایج آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفت و درصد خطای نسبی میانگین این مدل ها با نتایج آزمایشگاهی به ترتیب 51%، 24% و 20% می باشد. همچنین، نتایج نشان داد که با کاهش قطر برج، در دبی های یکسان مایع و گاز، افت فشار افزایش می یابد. به طور متوسط افت فشار در قطر 2/0 متر، 12% نسبت به قطر 1/0 متر کاهش می یابد. یکی از پارامترهاای تاثیر گذار بر انتقال جرم سطح تماس موثر است. در این تحقیق از مدل xu جهت محاسبه سطح تماس موثر استفاده شد، سپس مقادیر آزمایشگاهی ضرایب انتقال جرم فاز گاز با مدل هایbravo ، rocha ، nawrocki، delft و xu مقایسه شد. درصد خطای نسبی میانگین این مدل ها با نتایج آزمایشگاهی به ترتیب 35%، 8%، 36%، 59% و 66% می باشد. برای پیش بینی ضرایب انتقال جرم مقادیر بدست آمده از مدل rocha نزدیک تر به مقادیر آزمایشگاهی می باشد. همچنین نتایج نشان داد که با کاهش قطر برج، ضریب انتقال جرم فاز گاز (kg.ae) افزایش می یابد.

در فرآیند فیشر- تروپش با ترکیب دو گاز مونوکسید کربن و هیدروژن در مجاورت کاتالیست، محصولات هیدروکربنی تولید می شود. به دلیل کاهش منابع نفتی و گران شدن قیمت نفت و کشف ذخایر گاز که یک منبع مناسب برای تولید گاز سنتز جهت فرآیند فیشر- تروپش می باشد، فرآیند فیشر تروپش موضوع مهمی شده است. در این تحقیق مدل سازی سینتیکی واکنش فیشر – تروپش بر روی کاتالیست آهن – پتاسیم تهیه شده به روش همجوشی مورد بررسی قرار گرفته است. داده های سینتیکی تست کاتالیست در رآکتور بستر ثابت و تحت شرایط مختلف فشاری و دمایی به دست آمده است. با استفاده از واکنش های ابتدایی ای که می توانند روی سطح کاتالیست انجام شوند، مکانیسم هایی در نظر گرفته شد و با استفاده از این مکانیسم ها، معادلات سرعت واکنش به دست آمدند. مکانیسم مناسب برای کاتالیست مورد نظر، به وسیله ی تطبیق داده های سرعت تجربی با معادلات سرعت پیشنهادی، با استفاده از نرم افزار پلی مث ارائه گردید. مدل ft- ii-1 بر اساس داده های موجود ، بهترین برآورد را از سرعت واکنش co بدست آورد. انرژی اکتیواسیون (e) برای مدل ارائه شده، برابر 48/19 کیلو ژول بر مول کلوین بدست آمد که در محدوده ی انرژی اکتیواسیون موجود در مقالات منتشر شده ی موجود برای کاتالیست آهن- پتاسیم می باشد.

ضرایب انتقال جرم بدست امده بصورت تجربی با ضرایبی که از روابط ارائه شده در مقالات و کتب بدست آمده مقایسه شده و بهترین رابطه پیشنهاد می شود . همچنین مقادیر افت فشار و ماندگی در برج رطوبت زنی با آکنه های نامنظم پال رینگ پلاستیکی اندازه گیری شده و اثر تغییر قطر برج نیز بر روی پارامترهای مذکور نشان داده شده است

در این پایان نامه به تحلیل و ارزیابی عملکرد اکسرژی آب شیرین کن خورشیدی آبشاری پلکانی پرداخته شده است. در ابتدا با نوشتن موازنه ناپایای انرژی و اکسرژی برای قسمت های مختلف آب شیرین کن مانند پوشش شیشه ای، آب شور، صفحه جذب کننده و pcm معادلاتی برای تعیین دمای قسمت های مختلف آب شیرین کن، راندمان انرژی، راندمان اکسرژی و بازگشت ناپذیرهای سیستم بر حسب پارامترهای جوی و عملکردی به دست آمده است. هم چنین رابطه ای میان راندمان انرژی و اکسرژی جهت تحلیل و مقایسه تغییرات این دو راندمان نسبت به شرایط جوی و عملکردی معرفی شده است. بر مبنای معادلات حاصل از تحلیل انرژی و اکسرژی یک برنامه شبیه ساز کامپیوتری توسعه داده شده است.نتایج حاصل از شبیه سازی عددی در توافق خوبی با داده های تجربی آب شیرین کن پلکانی ساخته شده در دانشگاه سیستان و بلوچستان می باشد. دستگاه آب شیرین کن پلکانی برای دو حالت با و بدون pcm مورد آزمایش قرار گرفته است. بررسی نتایج شبیه سازی نشان داد که راندمان اکسرژی و انرژی در روز آفتابی برای دستگاه بدون pcmبه ترتیب برابر 8/05 % و 75/03 % می باشد و نیز در روز نیمه ابری برای دستگاه با pcm راندمان اکسرژی و انرژی به ترتیب برابر 6/04% و 68/06% می باشد. علاوه براین چگونگی تاثیر نرخ ورودی آب شور بر راندمان انرژی و اکسرژی بررسی شده است که حداکثر راندمان انرژی و اکسرژی در حداقل دبی جریان ورودی 0/065 به دست آمد. نتایج نشان داد که تغییرات راندمان انرژی و اکسرژی نسبت به تغییرات تابش خورشید رابطه ی مستقیم و با تغییرات دمای محیط نسبت عکس دارند. از سوی دیگر با افزایش دمای آب، راندمان انرژی و اکسرژی افزایش می یابد. بررسی نتایج شبیه سازی هم چنین نشان داد که صفحه جذب کننده بزرگ ترین بازگشت ناپذیری را در کل سیستم برای روزهای آزمایش ایجاد می کند. میزان بازگشت ناپذیری صفحه جذب کننده در دستگاه بدون pcm در روز آفتابی 83/1% و برای روز نیمه ابری در دستگاه با pcm 78/8% و نیز در دبی جریان 0/065، 84/17% بازگشت ناپذیری کل سیستم را به خود اختصاص می دهد به طوری که می توان از بازگشت ناپذیری های سایر بخش ها در مقابل آن صرفنظر کرد. در بررسی کسرهای اکسرژی، نتایج نشان داد که کسر اکسرژی تبخیری نسبت به کسر اکسرژی تابشی و جابه جایی از اهمیت بیشتری برخوردار می باشد

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.

امروزه در سطح دنیا با توجه به کمبود سوخت های فسیلی و همچنین مشکلات زیست محیطی ناشی از مصرف این سوخت ها، استفاده از منابع انرژی جایگزین، که هم پایدار بوده و هم آلودگی کمتری دارند بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این میان پیل های سوختی با توجه به داشتن مزایای فراوان، جایگاه خاصی را دارا می باشند. پیل سوختی متانولی مستقیم به دلیل داشتن سوخت مایع و همچنین توان خروجی قابل قبول به منظور استفاده در وسایل قابل حمل بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این پروژه به منظور آشنایی با این نوع پیل و آشنایی با روش ساخت آن، یک تک سل متانولی مستقیم با سطح فعال cm2 25 ساخته شد. در ادامه شرایط عملیاتی مختلفی مانند دما، غلظت متانول، دبی متانول ورودی به آند، دبی هوای ورودی به کاتد و همچنین فشار پشت کاتد، بر تک سل ساخته شده اعمال شد تا بهترین شرایط عملیاتی که پیل در آن دارای بالاترین توان و بازده است مشخص گردد. بر اساس این آزمایشات مشخص شد پیل مذکور در دمای ?90، غلظت m 1، فشار پشت کاتد bar 3، دبی متانول ورودی به آند ml/min 5 و دبی هوای ورودی به کاتد cm3/min 1000 دارای بالاترین توان است که این توان معادل mw/cm2 4946/41 می باشد. همچنین مشخص شد که افزایش دما (از 70 تا ? 90)، فشار پشت کاتد (از 1 تاbar 3) و دبی هوای ورودی به کاتد (از 500 تا cm3/min 1000) باعث کارکرد بهتر پیل می گردد ولی افزایش غلظت متانول (از 5/0 تا m 3) و دبی متانول ورودی به آند (از 5 تا ml/min 15)، باعث کاهش توان خروجی از پیل می گردد. در این تک سل از مجموعه غشاء- الکترود ساخت شرکت paxi tech فرانسه استفاده شد و در آزمایشات مختلفی که روی تک سل صورت گرفت، توانی معادل %88 توان مورد ادعا شرکت سازنده غشاء- الکترود، گرفته شد. همچنین در نهایت داده های خروجی از تک سل، با مدل ریاضی رحیمی- یزدانی پور مورد مقایسه قرار گرفته، که توان خروجی پیل % 5/23 بیشتر از مقدار محاسبه شده توسط مدل بود.

مدل سازی توزیع اندازه ذرات در پلیمریزاسیون امولسیونی از نقطه نظر مطالعات مکانیزمی و کاربردی از اهمیت فراوانی برخوردار است. توسعه دینامیکی توزیع اندازه ذرات توسط مجموعه ای از معادلات موازنه جمعیت (population balance equations) که وقایع متعددی از جمله هسته زایی، رشد و انعقاد را در بر می گیرد، توصیف می شود. در این پژوهش مدلی مکانیزمی بر مبنای معادلات موازنه جمعیت (مدل صفر - یک) برای پیش بینی توزیع اندازه ذرات در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتیل آکریلات ارائه شده است و روش حجم محدود برای گسسته سازی معادلات موازنه جمعیت مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از مدل سازی فرآیند به منظور بررسی اثر غلظت امولسیفایر بر روی تغییرات درصد تبدیل و متوسط قطر ذرات در مقایسه با داده های تجربی مطابقت مناسبی نشان داده است. در بخش دوم این پژوهش توانایی نرم افزار aspen polymers plus در شبیه سازی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتیل آکریلات مورد ارزیابی قرار گرفته است و مواردی از جمله اثر دما، غلظت آغازگر، امولسیفایر و مونومر، در مقایسه با داده های تجربی مورد بررسی قرار گرفته است.

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.

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.

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.

در این تحقیق به بررسی گزینش پذیری محصولات سنتز فیشر-تروپش بر روی کاتالیست کبالت-نیکل-زیرکونیوم دی اکسید به منظور بدست آوردن معادله ریاضی مناسب برای آن پرداخته شده است. همچنین بررسی و مدل سازی ترمودینامیکی واکنش فوق و اثر شرایط عملیاتی بر روی گزینش پذیری بر اساس تعداد متوسط کربن و توزیع پراکندگی و چولگی مورد مطالعه قرار گرفت. متغیرهای فرآیندی دما و سرعت فضایی به ترتیب در محدوده 513-533 درجه کلوین و 5-25 (h-1) در فشار 1 اتمسفر جهت مدل سازی گزینش پذیری در نظر گرفته شد. از شبکه های عصبی مصنوعی و آموزش شبکه گزینش پذیری هر یک از محصولات با هدف استخراج خروجی های متناظر با طرح آزمایش صورت گرفته، استفاده گردید. بررسی های ترمودینامیکی نشان می دهد متان تمایل تولید بیشتر نسبت به هیدروکربن‎ های سنگین دارد که بسیار نامطلوب می باشد. حال با توجه به نتایج بدست آمده از کمینه سازی با انرژی آزاد گیبس و مقایسه آن با داده های مقاله مرجع، این نتیجه حاصل می شود که شرایط عملیاتی و کاتالیست انتخاب شده در برای تولید اولفین های سبک، حالت بهینه می باشد. نتایج حاصل از بررسی اثر شرایط عملیاتی بر روی گزینش پذیری بر اساس تعداد متوسط کربن، توزیع پراکندگی و چولگی نشان داد که سیستم می تواند نسبت به تعداد بیشتر تعداد متوسط کربن، به حالت بهینه خود برسد که شرایط آن در فشار 1 اتمسفر و دمای 523 درجه کلوین می باشد. تجزیه و تحلیل پراکندگی توزیع نشان دهنده ی باریک بودن توزیع محصول در حداکثر مقدار تعداد متوسط کربن می باشد. همچنین انحراف توزیع نشان می دهد که توزیع به خوبی متمرکز شده است. در این پژوهش از روشی ترکیبی جهت مدل سازی گزینش پذیری محصولات استفاده شد. در این روش، ابتدا با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی رفتار سیستم کاتالیستی مورد نظر شبیه سازی گردید. سپس با انجام یک طرح آزمایش در نرم افزار design expert و گرفتن خروجی های متناظر از شبکه های عصبی مصنوعی، به بررسی و توسعه مدل آماری برای هر یک از محصولات واکنش مورد نظر پرداخته شد. با توجه به نمودارها حالت بهینه جهت تولید بیشتر اتیلن و پروپیلن، سرعت فضایی 7/86 (h-1) و دمای 530/14 درجه کلوین است. همچنین نتایج حاصل از بهینه سازی چند هدفه نشان می دهد که شرایط بهینه جهت تولید اتیلن و پروپیلن در سرعت فضایی 5 (h-1) و دمای 513 درجه کلوین و فشار 1 اتمسفر می باشد.

بخش عمده ای از خواص نهایی محصول در پلیمریزاسیون امولسیونی توسط توزیع اندازه ذرّات تعیین می -گردد. در این پروژه، یک مدل دقیق بر مبنای معادلات موازنه جمعیتی ( مدل صفر- یک) که دربرگیرند? پدیده های هسته زایی و رشد ذرّه می باشد برای پیش بینی توزیع اندازه ذرّات انتخاب گردیده است. برای حل معادلات موازنه جمعیتی از روش حجم محدود استفاده شده است. در این مطالعه، اثر پارامتر غلظت اولیه ماده فعال سطحی روی درصد تبدیل و توزیع اندازه ذرّات بصورت تجربی و به کمک شبیه سازی بررسی گردیده است. بر اساس نتایج حاصله، با کاهش مقدار ماده فعال سطحی، اندازه ذرّات افزایش می یابد. در کلیّه موارد فوق، نتایج شبیه سازی و تجربی تطابق مطلوبی دارند. در این پروژه، روابط مناسبی برای محاسب? تجربی cmc با استفاده از داده های آزمایشگاهی به صورت y=a ln(x) + b در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد ارائه شد، و نیز در دمای 60 درجه سانتیگراد فرمول تجربی برای تلفیق دو الکترولیت na2co3 و kps که در پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرات پلی بوتادین به ترتیب به عنوان بافر و شروع کننده استفاده می شود با روش حداقل مربعات به صورت z=a(x)m(y)n به دست آمد که در تمام موارد فوق ضرایب به گونه ای به دست آورده شد که با داده های آزمایشگاهی بهترین تطابق را داشته باشد. همچنین، هدایت اولیه الکتریکی سیستم بر حسب غلظت یونها، در حضور الکترولیت های موجود در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین در دو دمای 25 و 60 درج? سانتیگراد با چهار روش به دست آمده است. ابتدا با روش تجربی و با استفاده از داده های آزمایشگاهی فرمولی به صورت y=a(x) برای هدایت الکترولیت-های فوق در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد به دست آمده است. سپس دو روش ارائه شده در مقالات بررسی شده است، و در نهایت روشی ابداعی برای محاسبه هدایت الکتریکی محلول های فوق ذکر گردیده و درصد خطای هرکدام از روش ها به صورت جداولی آورده شده است. در نهایت هدایت الکتریکی سیستم پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین بدون خضور مونومر و نیز به صورت online در حضور واکنش بدست آمده است. صحّت این روابط از طریق داده های آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفت.

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.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

با کاهش منابع سوختهای فسیلی، بررسی و شناخت فرآیندهای احتراقی و افزایش راندمان احتراق ارزش روزافزونی می یابد. دقت در آزمایشهای تجربی با هزینه های فراوانی همراه است ولی امروزه در سایه قدرت و توانائی محاسبات کامپیوتری و دقت در داده های ترمودینامیکی و سینتیکی می توان بسیاری از این فرایندها را به صورت ریاضی شبیه سازی کرد و نتایج دقیقی را استخراج نمود. اساسی ترین پارامترها در ارزیابی یک فرآیند احتراقی، دما و ترکیب تعادلی آنست که این مباحث در قلمرو علم ترمودینامیک جای دارند. با استفاده از معادلات ترمودینامیکی، موازنه جرم و انرژی حاکم بر شرایط تعادل شیمیائی، میتوان این دو پارامتر را محاسبه کرد . روشی که غالبا" از آن استفاده می شود، روش ثابت تعادلی است که بعلت سادگی اصول آن در بسیاری از مراجع بصورت کلاسیک از آن استفاده می شود. روش دیگری که از مبانی محکم ریاضی و ترمودینامیکی برخوردار است روش به حداقل رساندن انرژی آزاد گیبس است که تئوری هر دو روش به همراه معایب و مزایای هر کدام در این رساله مورد بحث قرار گرفته است . تحلیل ترمودینامیکی شعله های پیش آمیخته گازی با استفاده از روش دوم صورت گرفته و نتایج حاصله با منابع معتبر مقایسه شده است . عوامل موثر بر دماو ترکیب تعادلی نظیر فشار، نسبت هم ارزی، دمای اولیه و نوع سوخت نیز بررسی و نتایج حاصله مورد بحث قرار گرفته است . میزان نشر آلاینده ها و امکان بررسی روشهای کاهش آلودگی با استفاده از محاسبات کامپیوتری در انتهای این رساله ارائه گردیده است .