در این تحقیق فرآیند مایع سازی گاز طبیعی تحت لیسانس linde-statoil مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به آنالیز اکسرژی برای تمام تجهیزات این فرآیند میزان بازده اکسرژی و اتلاف اکسرژی محاسبه شد و پیشنهاداتی برای بهبود فرآیند با توجه به محدودیت های شبیه سازی ارائه شد. برج تقطیر به عنوان یکی از مهمترین وسائل مصرف انرژی قابل توجه است. هم چنین با توجه به پایین بودن بازده اکسرژی برج های تقطیر در این فرآیند، پیشنهاد تغییر در برج تقطیر اتان زدا که دارای بازده اکسرژی 23% بود مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز کمی یک برج موجود و کشف پتانسیل منع هدر رفت انرژی در آن، مستلزم ترسیم نمودار آنالپی بر حسب دما یا آنتالپی بر حسب مرحله که به آن نمودار مرکب گراند (cgcc) می گویند. با توجه به نمودار cgcc برج اتان زدا و توجه به خود سرمایشی ((auto refrigeration بودن سیستم، استفاده از جوش آور جانبی پیشنهاد شده است. با توجه به محاسبات انجام شده تعبیه یک جوش آور جانبی در سینی 22 برج اتان زدا با میزان بار حرارتی kw 3250 موجب بهبود راندمان اکسرژی به میزان 11% در برج اتان زدا می شود. این کار باعث کاهش قیمت جوش آور به میزان 30% و کاهش قیمت برج اتان زدا به میزان 4% می شود. هم چنین سطح انتقال انرژی در جوش آور جانبی ? 10 کمتر از جوش آور اصلی برج اتان زدا می باشد.

کشور ایران با تولید متوسط msm3 98123 گاز با سهم 3/3 درصدی یکی از مهمترین تولید کنندگان گاز طبیعی به شمار می رود. علاوه بر مصرف بالای گاز، روند صعودی صادرات گاز نیز از نرخ رشد سالانه بالایی برخوردار می باشد. در حال حاضر در ایران 5 مجتمع تولید کننده آمونیاک (پتروشیمی شیراز، رازی، پردیس، خراسان، کرمانشاه) با ظرفیت اسمی تولیدی سالانه 3278 هزار تن، از گاز طبیعی به عنوان خوراک اصلی استفاده می کنند. بطور متوسط در 5 سال اخیر از مقدار msm33960 مقدار msm3 1740گاز طبیعی تبدیل به آمونیاک نشده است که 44 درصد از مقدار کل را شامل می شود. بنابراین انجام پروژه های پیش گیرانه، انجام موازنه های انرژی، اجرای شبیه سازی و بهینه یابی فرآیند امر مهمی محسوب می گردد. در این پایان نامه ابتدا واحد آمونیاک به 6 بخش تقسیم و هر بخش مجزا شبیه سازی گردید و در نهایت کل واحد مطابق با واحد پتروشیمی خراسان با نرم افزار plus aspen جهت یافتن نقطه عملکرد، بهینه یابی و شبیه سازی گردیده است. همچنین بررسی حساسیت راکتور سنتز، با تغییر خوراک ورودی به واحد، میزان تغییرات در خروجی واحد انجام گردید. راکتور و بخش سنتز واحد بطور مجزا شبیه سازی و نقطه بهینه آن مشخص گردید. راکتور سنتز با حالتهای راکتور گیبس و پلاگ و استوکیوی نیز شبیه سازی و نتایج با مقدار واقعی مقایسه گردید. انجام شبیه سازی کامل واحد آمونیاک و اختلاف نتایج با مقدار طراحی به مقدار % 5/3، که نسبت به نمونه های قبل کمتر می باشد از دیگر کارهای انجام گرفته می باشد.

فرآیند اسمز معکوس به عنوان یکی از متداول‏ترین روش در نمک‏زدایی از آب‏های شور بویژه آب دریا برشمرده می‏شود. عدم توانایی این واحدها در کاهش میزان غلظت بور آب به میزان استاندارد بهداشت جهانی(کمتر از ppm 5/0) چالش اصلی روبروست. تهیه غشاهایی که در عین داشتن شار آب بالا، میزان دفع مناسبی نسبت به نمک و بور دارند، موضوع اصلی پژوهش حاضر است. در این تحقیق، یک غشا مرکب لایه¬نازک پلی¬آمیدی بر پایه¬ی غشاهای نانوکامپوزیتی اولترافیلتراسیون پلی¬سولفونی حاوی نانوذرات سدیم¬مونتموریلونیت تهیه شد. ابتدا با استفاده از ترکیبی از دو روش پراکنش محلول و وارونگی فازی غشاهای نانوکامپوزیتی پلی¬سولفون حاوی نانوذرات سدیم¬مونتموریلونیت تهیه شد و سپس با روش پلیمریزاسیون بین¬سطحی لایه چگال پلی¬آمیدی بر روی آن نشانده شد. افزودن 5% وزنی نانوذرات سدیم¬مونتموریلونیت به پایه پلی¬سولفونی غشا مرکب لایه¬نازک پلی¬آمیدی، موجب افزایش 209درصدی برای شار آب و کاهش نسبتاً کم 2/8 درصدی در میزان دفع نمک سدیم¬کلرید نسبت به نوع بدون ذره غشا شد این درحالی است که میزان دفع بور با افزودن درصد وزنی نانوذره سدیم-مونتموریلوینت در حدود 50% باقی مانده است. البته نشان داده شدکه پارامتر غلظت سدیم¬کلرید خوراک باعث کاهش میزان دفع بور توسط غشا می¬شود و غلظت بور خوراک تاثیری بر میزان دفع ندارد. بررسی ساختار غشاهای نانوکامپوزیتی پلی¬سولفون حاوی نانوذرات سدیم¬مونتموریلونیت و غشاهای مرکب لایه¬نازک پلی¬آمیدی، با استفاده از روش¬های میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریر و پراش اشعه¬ایکس مورد بررسی قرار گرفت، که نشان¬دهنده تشکیل مناسب لایه فعال پلی¬آمیدی و پراکنش مناسب نانوذرات خاک رس سدیم¬مونتموریلونیت در ساختار پایه¬ی پلی¬سولفونی غشا بود.