اکسیداسیون کاتالیستی مستقیم متان به متانول روش جدیدی است که بواسطه ی آن فرایند میانی و هزینه بر تولید گاز سنتز حذف می شود. با استفاده از این تکنولوژی می توان از میادین گازی با اندازه های کوچک و متوسط، بدون نیاز به ساخت واحدهای پر هزینه ی تبدیل گاز به محصولات مایع (gtl) و احداث خطوط لوله ی طولانی، بهره برداری لازم را به عمل آورد. از سوی دیگر در واکنش های کاتالیستی نا همگن استفاده از راکتور های بستر سیالی به علت حذف مقاومت های نفوذی در حفره ها ی کاتالیست، نسبت به راکتور های بستر ثابت دارای مزیت عمده ای است. با توجه به موارد مصرف متانول و وجود منابع عظیم گاز طبیعی در کشور، در این کار مدلسازی، شبیه سازی و کنترل راکتور بستر سیال تولید متانول با استفاده از نرم افزار matlab مورد بررسی قرار گرفته و نتایج در قالب نمودار ارائه گردیده است. جهت مدلسازی راکتور بستر سیال از تئوری دو فازی (two phase theory) استفاده گردید. نتایج شبیه سازی در دمای ثابت، با نتایج تجربی حاصل از راکتور بستر ثابت به خوبی مطابقت دارد. در شرایط پایا برای زمان اقامت 9 ثانیه و فشار و دمای ورودی 50 بار و 773 کلوین میزان درصد تبدیل متان 2/32 و گزینش پذیری متانول برابر 2/42 درصد بدست آمد. در بخش شبیه سازی دینامیکی رفتار حلقه باز راکتور نسبت به اغتشاش های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و در نهایت سیستم کنترل برای کنترل دمای راکتور طراحی گردید. نتایج شبیه سازی نشان داد که افزایش دمای جریان ورودی و نیز افزایش دمای سیال خنک کننده تاثیر منفی روی تولید متانول دارد. از کنترل کننده های مرسوم شامل کنترل کننده pid و همچنین شبکه عصبی استفاده شد. نتایج، عملکرد مطلوب کنترل کننده های طراحی شده را در تعقیب مقادیر مقرر مختلف نشان می دهند. زمان نشست برای کنترل کننده ی pid در تعقیب مقدار مقرر برابر 19 دقیقه و برای کنترل کننده ی شبکه عصبی برابر 25 دقیقه است.

یکی از فرایندهای مهم در فراوری گاز طبیعی، نم زدایی گاز طبیعی توسط بسترهای پر شده ی جذب سطحی با جاذب های متخلخل می باشد. در این رساله برای مطالعه ی بهتر عملکرد بسترهای نم زدایی، ابتدا در بخش اول ماهیت جذب سطحی و نم زدایی با بسترهای جذب سطحی مطالعه شده است، انواع مختلف جاذب ها و جاذب های غربال مولکولی مورد استفاده در بستر مورد مطالعه معرفی شناسایی شده اند سپس روابط تعادلی متداول بین غلظت جذب شده و غلظت فاز سیال، تحت عنوان ایزوترم های تعادلی مورد مطالعه قرار گرفتند. در بخش دوم بعد از شناسایی و بررسی مکانیزم های انتقال جرمی حاضر در فرایند نم زدایی با بستر جذب سطحی، یک مدل سازی دقیق و جامع و تعدادی مدل¬های تقریبی از قبیل مدل تعادلی و مدل نیروی محرکه ی خطی با تعریف ضریب کلی انتقال و نیز یک حالت اصلاح یافته و دقیق از مدل نیروی محرکه خطی برای جذب سطخی بخار آب در جاذب¬های غربال مولکولی ارائه شده است. در ادامه ی این بخش، آزمایش ها و روابط مورد نیاز برای تعیین پارامترهای مدل برای سیستم مورد مطالعه آورده شده و توضیح داده شده¬ ند و یک ایزوترم تعادلی جدید و دقیق برای منحنی تعادلی غیر¬خطی تحت عنوان ایزوترم ترمودینامیکی آماری بیان شده است. و در پایان این بخش روش عددی خط به عنوان یک روش جدیدتر و دقیق تر نسبت به سایر روش های عددی، برای حل معادلات دیفرانسیل مدل ریاضی، توضیح داده شده است. در بخش سوم ابتدا نتایج مربوط به آزمایش ها و روابط تعیین پارامترهای مدل ارائه و تحلیل شده است سپس بعد از ارائه سایر داده های مورد نیاز برای حل مدل، نتایج شبیه سازی سیستم با استفاده از روابط و مدل های مختلف ارائه شده است و نتیجه گرفته شده که مدل¬های نیروی محرکه ی خطی معمولی با ضریب کلی انتقال جرم ثابت و نیز ایزوترم لانگمویر و سایر ایزوترم های متداول، قادر به شبیه سازی بسترهای نم زدایی جذب سطحی با جاذب های غربال مولکولی نمی¬باشند و باید از مدل اصلاح یافته و تعدیل¬پذیر نیروی محرکه ی خطی و ایزوترم تعادلی ترمودینامیکی آماری استفاده شود و نیز مشاهده شده است که افزایش دما، کاهش فشار، افزایش دبی جریان و افزایش قطر ذرات باعث کاهش و کاهش نسبت قطر به طول بستر باعث افزایش عملکرد بستر مورد مطالعه شده است.

در دهه های اخیر فرایند تبدیل متانول به الفین های سبک، به عنوان روشی جایگزین برای تولید مواد پتروشیمی و بنزین از زغال سنگ توجه زیادی را به خود جلب کرده است. به دلیل افزایش قیمت نفت خام و همچنین افزایش نیاز بازار به اتیلن و به خصوص پروپیلن در سال های اخیر، تلاش برای یافتن روش هایی برای تولید این مواد مستقل از منابع نفتی افزایش یافته است. به همین دلیل فرایند تبدیل متانول به الفین ها وارد رقابت با فرایندهای معمول تولید الفین ها، مانند کراکینگ با بخار و کراکینگ کاتالیستی سیال شده است. دلیل این امر این است که متانول را می توان به راحتی از کک و گاز طبیعی تولید کرد که این مواد در مقایسه با منابع نفتی به وفور موجودند. هرچند کراکینگ حرارتی فرایند اصلی در تولید الفین های سبک باقی مانده است، اما فرایندهای گوناگونی مانند کراکینگ کاتالیستی سیال به عنوان فرایندهای جانبی الفین های سبک تری تولید می کنند. اما با توجه به بحران های نفتی و افزایش قیمت نفت خام عملی بودن این فرایندها کاهش یافته است.

رنگ های کاتیونی از پر مصرف ترین مواد آلی رنگی مورد استفاده در صنایع مختلف می باشند که با ورود به آبهای طبیعی، مشکلات فراوانی را ایجاد می نماید. بنابراین تصفیه آبهای آلوده به آنها، با یک روش مناسب، که ضمن حذف آلاینده ها از آب، مواد مضر دیگری را به آب وارد نسازد، ضروری می باشد. اگر جاذب مورد استفاده در فرایند حذف آلاینده ارزان قیمت و در دسترس باشد، جذب سطحی روشی مناسب برای حذف آلاینده های آلی خواهد بود. به دلیل پتانسیل بالای نانو خاک های رس در کاربرد های کشاورزی، صنعتی و دارویی تمرکز زیادی بر روی این نانو مواد در دهه ی اخیر وجود دارد. برای افزایش کارکرد رس ها نیز می-توان از روش های فعالسازی نیز استفاده کرد. فعالسازی روشی شیمیایی یا فیزیکی است که برای بعضی از انواع خاک ها (رس ها) برای افزایش توانایی جذب رنگ و ناخالصی های موجود در محلول ها به کار گرفته می شود.