سمینار کارشناسی ارشد شیمی اصول پوشش دهی به روش A.C.C

اختصاصی از اس فایل سمینار کارشناسی ارشد شیمی اصول پوشش دهی به روش A.C.C دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب پی دی اف و 45 صفحه می باشد.

این سمینار جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد شیمی-فرآیند طراحی و تدوین گردیده است. و شامل کلیه موارد مورد نیاز سمینار ارشد این رشته می باشد. نمونه های مشابه این عنوان با قیمت بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این سمینار را با قیمت ناچیز جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه به منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده از منابع اطلاعاتی و بالا بردن سطح علمی شما در این سایت قرار گرفته است.

چکیده:
در سمینار ارایه شده ابتدا به نقش پلیمرها از دیرباز تاکنون اشاره شده است. در ادامه آن به بررسی
ساختارهای مختلف پلیمری پرداخته شده که در ایجادشبکه های مناسب جهت پوشش دهی بطور
معمول مورد استفاده قرار میگیرند.
در ادامه به انواع روشهای رنگ آمیزی که بطور معمول جهت پوشش دهی قطعات خودرو مورد
استفاده قرار میگیرند اشاره شده است، که از این میان میتوان به پوشش های با روش اسپری و از نوع
اپوکسی اشاره کرد.
مورد بررسی قرار گرفته است. این روش که در طول A.C.C. در پایان اصول کلی روشی بنام روش
جند سال اخیر مورد استفاده قرار گرفته پوششی بر سطح قطعات ایجاد میکند که در عین ضخامت کم
از مقاومت قابل ملاحظه ای نسبت به تستهای معمول رنگ برخوردار میباشد.

مقدمه:
با توجه به مصرف روز افزون فلزات در تولید قطعات مورد نیاز در صنایع مختلف و با عنایت به شرایط آب و
هوایی و خوردگیهای موجود استفاده از پوشش بر روی قطعات و تجهیزات تنها راه حل منطقی احساس
میشود.
به این ترتیب زمان ماندگاری قطعات بالا رفته و دیدگاههای اقتصادی نیز تامین خواهد شد.
جهت پوشش دهی قطعات روشهای متفاوتی مورد استفاده قرار میگیرد که بنا بر شرایط استفاده از قطعه لازم
است مقاومتهای خاصی را از خود نشان دهد. به عنوان مثال قطعات داخلی خودرو باید نسبت به تغییر شرایط
جوی نظیر تغییرات آب و هوایی و یا برخورد و تماس با برخی مواد شیمیایی مقاومت داشته باشد.
پوشش برخی از قطعات خودرو به حدی حایز اهمیت است که از کار افتادن قطعه ممکن است با عث بروز
تصادفات قطعی در رانندگی شود.
در این خلاصه سعی شده تا به انواع پوشش قطعات خودرو و نیز روش اخیرA.C.C اشاره شود.

فصل اول
(ساختار کلی رنگ)

پلیمرها از دیر باز تاکنون
شبکه برخی از پلیمرهای طبیعی مثل پلاستیک طبیعی پشم ژله ,,, … هزاران سال است که شناخته شده
است که البته در طول قرن گذشته بهینه شده و خواص مفید آن ارتقا یافته است . به عنوان مثال در سال
1823 آقای , Macintash لاستیکی ضد آب را با استفاده از لاستیک طبیعی تهیه کرد و یا در سال 1839
نوعی لاستیک با خاصیت الاستیسیته بالا از لاستیک طبیعی تهیه شد .
1 اولین پلیمرهای مصنوعی شبکه پلیمری بود از باکلیت یا رزین فنل فرمالدِئید که توسط آقای
2 1905 تهیه شد . اینکار در سال 1928 با رزین – بین سالهای 1909 Baekeland فرمالدئید اوره و در سال
1933 با رزین پلی استر ادامه یافت.

تاریخچه استفاده از پلیمرها نشان میدهد که استفاده از پلیمرها سالها قبل از اینکه دانشمندان به ساختار آنها
پی ببرند وجود داشته است . به عنوان مثال لاستیک طبیعی یک شبکه فیزیکی است که از دسته شبکه های
کووالانسی زمانی که بصورت شبکه در می آیند تشکیل شده است. شبکه 3 معمولا توسط سولفور و یا پری
اکسید انجام میشود که میتواند تولید شبکه های پلیمری متفاوت کند . از این دسته از پلیمرهای شبکه ای
میتوان به پلی-ایزوبوتیلن بوتادی ان-استیرن لاستیک 4 و یا الاستومرهای سیلیکونی اشاره کرد. ,,
ژلاتین مثال خوبی از شبکه ه ای فیزیکی است که بر اساس مولکول های خطی پروتئین کلاژن پایه گذاری
شده است . به عنوان مثال موادی نظیر وینیل کلراید , پلی اتیلن و بسیاری مواد دیگر از جمله موادی هستند
که بر اساس ژلها پایه گذاری شده اند.

سمینار کارشناسی ارشد شیمی بررسی تولید گاز سنتز در راکتورهای پلاسمای مایکروویو

اختصاصی از اس فایل سمینار کارشناسی ارشد شیمی بررسی تولید گاز سنتز در راکتورهای پلاسمای مایکروویو دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب پی دی اف و 107 صفحه می باشد.

این سمینار جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد شیمی-فرآیند طراحی و تدوین گردیده است. و شامل کلیه موارد مورد نیاز سمینار ارشد این رشته می باشد. نمونه های مشابه این عنوان با قیمت بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این سمینار را با قیمت ناچیز جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه به منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده از منابع اطلاعاتی و بالا بردن سطح علمی شما در این سایت قرار گرفته است.

چکیده:

گاز سنتز از گازهای هیدروژن و مونواکسیدکربن تشکیل شده است، تحقیقات بسیاری بر روی روشهای پیشرفته و جدید تولید گاز سنتز انجام شده است. نتایج این تحقیقات نش ان می دهد که استفاده از راکتور پلاسمای الکتریکی برای تولید گاز سنتز یک تکنولوژی پیشرفته با بازده بالا و محافظ محیط زیست می باشد. انواع راکتورهای پلاسمایی که تا کنون برای تولید گاز سنتز توسط محققان به کار رفته، عبارتند از: راکتورهای تابشی، هاله، آرام، رادیوفرکانسی و مایکروویو. راکتورهای پلاسمایی مایکروویو به دلیل ع ملکرد در محدوده وسیعی از فشار و سادگی عملکرد و قابلیت تنظیم پارامترهای
عملیاتی بر حسب خوراک ورودی، بهترین انتخاب برای استفاده به عنوان راکتورهای پلاسمای شیمیایی گاز سنتز می باشد.

مقدمه:

برای تبدیل موثر منابع انرژی معمولا از متان برای تولید مواد واسطه یا محصولات با ارزشی از قبیل گاز سنتز (H3+CO) و اتیلن (C2H4) متانول (CH3 OH) و فرمالدهید (CH2٢O) استفاده می گردد. برای تبدیل متان به گاز سنتز از واکنش هایی از قبیل اکسیداسیون جزئی متان، تبدیل متان با بخار و تبدیل با دی اکسید کربن استفاده می شود. این واکنش ها روشهای اصلی برای تولید محصولات بعدی از قبیل: متانول، تولید آمونیاک، سنتز فیشر – تراپش می باشند. تخمین زده شده است که تقریباً 60 – 70% هزینه های صرف شده در واکنش های تبدیل متان به تهیه گاز سنتز اختصاص داده شده است.

تحقیقات بسیاری بر روی روشهای پیشرفته و جدید تولید گاز سنتز انجام شده است نتایج این تحقیقات نشان می دهد که استفاده از راکتور پلاسما الکتریکی برای تولید گاز سنتز یک تکنولوژی پیشرفته با بازده بالا و محافظ محیط زیست می باشد.

انرژی الکتریکی عاملی بسیار مناسب و تکمیلی برای فعال کردن مواد شیمیایی و شروع واکنش ها محسوب می شود. ایجاد تخلیه الکتریکی در گاز ذرات بسیار فعالی از جمله الکترون ها، یون ها، اتم ها، رادیکال ها و مولکول ها بر انگیخته به وجود می آیند که به عنوان کاتالیست برای تولید محصولات عمل می کنند.

تبدیل غیر کاتالیستی متان به وسیله تخلیه الکتریکی از قبیل: هاله رادیو فرکانسی (RF)، فرکانس های پالسی بالا، مایکروویو (MW) و DBD به مرحله اجرا در آمده است.

پلاسمای مایکروویو معمولاً درفرهای مایکروویو، رسوب الماس، تولید IC و ایجاد چگالی بالای پلاسما و انرژی متوسط الکترون می تواند به کار برده شود. استفاده این نوع پلاسما در محدوده تغییرات وسیعی از فشار و شدت جریان ورودی گاز و شرایط عملیاتی آسان و در درون راکتورهای بدون الکترود که دیگر باعث خوردگی الکترودها و آلودگی و مسمومیت آنها می گردد، باعث شده است که استفاده آن جذاب تر از پلاسماهای دیگر گردد.

در بخشهای آینده ابتدا کلیات موضوع و سپس به شرح مفهوم پلاسما می پردازیم و واکنش هایی را که در پلاسمای مایکروویو انجام ش ده و تولید گاز سنتز در این پلاسما را مورد بررسی قرار می دهیم. سپس عوامل و پارامترهای موثر بر عملکرد راکتورهای پلاسمای مایکروویو در تولید گاز سنتز و در انتها راکتورهای پلاسمای دیگر در تولید این گاز و نتیجه گیری و پیشنهادات را مورد بحث و بررسی قرار می دهیم.

فصل اول: کلیات

1-1- هدف

برای تبدیل متان معمولاً از کاتالیزورهای بسیار فعال از قبیل: pt,pd,Ir,co,Ni بر روی پایه Tio2,AL2o3 و یا الماس های اکسید شده (oxidized diomand) در دمای بالا (k 1300 – 1000) و فشار بالا (15 – 30 atm) انجام می شود. بنابر این هدف ایجاد گزینه های سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه از لحاظ اقتصادی که می تواند شرایط عملیاتی دمایی – فشار و پرهیز از مشکل رسوب کربن به عنوان سم کاتالیزوری را حل کند می باشد.

تحقیقات بسیاری بر روی روشهای پیشرفته و جدید تولید گاز سنتز انجام شده است نتایج این تحقیقات نشان می دهد که استفاده از راکتور پلاسما الکتریکی برای تولید گاز سنتز یک تکنولوژی پیشرفته با بازده بالا و محافظ محیط زیست می باشد.

بنابراین انواع مختلف راکتورهای پلاسما برای تولید گاز سنتز مورد مطالعه قرار گرفته اند، با توجه به خصوصیات انواع پلاسما به طور کلی راکتورها پلاسمای تابشی به دلیل فشار کم عملیاتی و در نتیجه محدود بودن شدت جریان خوراک ورودی به راکتور برای تبدیل به راکتور شیمیایی در مقیاس های صنعتی مناسب نیستند. در راکتورهای پلاسمای هاله بر مشکل فشار عم لیاتی پایین غلبه می کنیم (فشار عملیاتی این راکتورها اتمسفر می باشد) اما به دلیل خاصیت غیر همگن بودن تخلیه الکتریکی در این نوع راکتور حجم فعال شیمیایی بسیار کم است (فضای کوچکی در نزدیکی الکترود نقطه) بنا بر این استفاده از این نوع پلاسما نیز به عنوان راک تور شیمیایی در مقیاس بزرگ صنعتی مناسب نمی باشد. در تخلیه الکتریکی آرام بر مشکل فشار پایین و حجم کم فعال غلبه شده است در نتیجه این نوع تخلیه الکتریکی برای استفاده در مقاصد صنعتی بسیار مناسب به نظر می رسد، اما مشکل اساسی این نوع راکتورها محدودیت فضای بین ا لکترودها است برای غلبه بر این مشکل برای ساخت راکتورهای DBD در مقیاس بزرگ برای تولید گاز سنتز از راکتورهای لوله ای موازی استفاده شده است. انواع دیگر راکتورهای پلاسما شیمیایی راکتورهای ICP یا همان راکتورهای مایکروویو و رادیو فرکانسی می باشند. در راکتورهای RF با توجه به محدوده پایین فشار عملیاتی برای پایداری پلاسما به ایجاد فشارهای پایین احتیاج است که از لحاظ عملیاتی در مقیاسهای بزرگ مشکل ساز می باشد. اما راکتورهای MW از آنجاییکه این نوع پلاسما در محدوده وسیعی از فشار پایدار باقی می مانند و سادگی عملک رد آنها و قابلیت تنظیم پارامترهای عملیاتی بر حسب خوراک ورودی بهترین انتخاب برای استفاده به عنوان راکتورهای پلاسما شیمیایی گاز سنتز می باشند.

نتایج تحقیقات نشان می دهد تبدیل پلاسمایی گاز طبیعی به گاز سنتز با توجه به تئوری پیچیده پلاسما هنوز از جهات بسیاری در ابهام می باشد و تجربیات کمی تا کنون در این زمینه انجام شده است. از جمله مهمترین مشکلات انتخاب گاز اکسید کننده مناسب برای اکسیداسیون متان و تولید گاز سنتز می باشد.

تبدیل غیر کاتالیستی متان (CH4) به وسیله تخلیه های الکتریکی از قبیل فرکانسهای بالای پالسی، هاله، رادیو فرکانسی، مایکروویو و DBD به مرحله اجرا در آمده است. عمدتاً این نوع رآکتورهای پلاسما برای تولید محصولات هیدروکربن های C2، متانول یا سنتز فیلم کربنی شبه الماس به کار می رود (102 – 107) مثلاً راکتورهای پلاسمایی رادیو فرکانسی در فشار پایین معمولاً در صنعت برای تولید نیمه هادیها و بهبود کیفیت سطح به کار برده می شوند.

سمینار کارشناسی ارشد شیمی مدل سازی سینتیکی واکنش های فرایند visbreaking جهت ارتقا برشهای سنگین نفت

اختصاصی از اس فایل سمینار کارشناسی ارشد شیمی مدل سازی سینتیکی واکنش های فرایند visbreaking جهت ارتقا برشهای سنگین نفت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب پی دی اف و 56 صفحه می باشد.

این سمینار جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد شیمی-فرآیند طراحی و تدوین گردیده است. و شامل کلیه موارد مورد نیاز سمینار ارشد این رشته می باشد. نمونه های مشابه این عنوان با قیمت بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این سمینار را با قیمت ناچیز جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه به منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده از منابع اطلاعاتی و بالا بردن سطح علمی شما در این سایت قرار گرفته است.

سمینار کارشناسی ارشد شیمی محاسبات طراحی فلر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

اختصاصی از اس فایل سمینار کارشناسی ارشد شیمی محاسبات طراحی فلر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب پی دی اف و 66 صفحه می باشد.

این سمینار جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد شیمی-فرآیند طراحی و تدوین گردیده است. و شامل کلیه موارد مورد نیاز سمینار ارشد این رشته می باشد. نمونه های مشابه این عنوان با قیمت بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این سمینار را با قیمت ناچیز جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه به منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده از منابع اطلاعاتی و بالا بردن سطح علمی شما در این سایت قرار گرفته است.

چکیده:

تاثیرات متنوع تخلیه مستقیم گاز طبیعی و یا گازهای حاصل از سوختن گاز طبیعی به محیط زیست، چه در عملیات بالادستی و چه در عملیات پایین دستی صنایع نفت و گاز، یک مهندس شیمی را به اتخاذ تدابیری جهت کنترل میزان آلودگی و مشخص کردن تجهیزات کنترل کننده آلودگی جهت نصب آنها بر روی پلت فرم موجود مجبور می کند. فلرها در گروه این تجهیزات قرار می گیرند که در این نوشته به تفصیل به آنها پرداخته می شود. انواع فلرهایی که در صنایع نفت و گاز استفاده می شود، به همراه اصول و کارکرد عملیاتی آنها مطالعه خواهد شد. همچنین اطلاعاتی که هر نوع فلر در چه شرایطی و برای چه سیستمی می تواند استفاده شود، بحث شده است.

مقدمه:

فلرینگ یک روش متداول برای از بین بردن گازهای تلف شده قابل اشتعال در جریانات بالادستی صنایع نفت و گاز و تصفیه جریان های پایین دستی این صنایع می باشد. فلر یک مشعل در هوای آزاد است که علی الخصوص در بالاترین نقطه یک استک قرار داده می شود. فلر معمولا در جایی نیز قرار داده می شود که از پرسنل و استراکچرهای طرح دور باشد و آسیبی به آنها نرسد.

چنانچه در یکی از بخش های این واحدها شرایط اضطراری رخ بدهد، فلر می تواند نقش کلیدی بازی کند. زیرا با وقوع شرایط فوق چنانچه شیرهای اطمینان عمل کنند و خوراک از خطوط فرایندی آزاد و تخلیه شوند و تخلیه آنها در اتمسفر نیز خطرناک باشد، سوزاندن آن از طریق سیستم فلر، ایمن ترین و بهترین راه ممکن است. در واقع فلر شرایطی را فراهم می کند که جریانات گازی و حتی مایعات فرایند، تحت شرایط کنترل شده، بدون اینکه به تجهیزات واحد و یا پرسنل آسیبی برسد و آلودگی اتمسفر نیز تحت کنترل باشد، می سوزند.

فلر یک فرایند اکسیداسیون است که در دمای بالا اتفاق می افتد و جهت سوزاندن گازهای قابل احتراق که عمدتا شامل هیدروکربن ها و گازهای آلوده ناشی از عملیات هستند، استفاده می شود. گاز طبیعی، پروپان، اتیلن، پروپیلن، بوتادین و بوتان 95% گازهای آلوده را تشکیل می دهند که در سیستم فلر سوزانده می شوند. با وقوع احتراق هیدروکربن های گازی در نتیجه واکنش با اکسیژن اتمسفر، تشکیل دی اکسید کربن و آب می دهند.

با توسعه استخراج نفت خام در دهه های اخیر، که با تولید گازهای آلوده کننده و مزاحم همراه بوده است، جهت حل کردن مشکل آلودگی، استفاده از فلر اجتناب ناپذیر شده است. فلرهای گازی یک گزینه انتخابی برای کنترل کردن میزان هیدروکربن های نسوخته است زیرا این هیدروکربن ها به خودی خود پتانسیل اشتعال دارند. در یک فلر باید احتراق کامل در کوتاه ترین زمان اقامت گاز در محفظه فلر صورت بگیرد.

گرما و آلودگی صوتی از آثار نامطلوب سیستم های فلر هستند. فلرها معمولا در جائی که از مناطق مسکونی دور باشند، احداث می شوند. انتشار ذرات کربن، هیدوکربن های نسوخته، مونوکسید کربن و ناکس ها در فضا، آثار مخرب زیست محیطی دارند. در نتیجه شرایطی فراهم کرد که در نتیجه احتراق کامل مواد فوق الذکر فلر بهترین کارکرد را داشته باشد.

فصل اول

1- کلیات

1-1- انواع فلر و کاربرد آنها

به طور کلی سه نوع فلر وجود دارد:

1- فلرهای مرتفع

2- فلرهای زمینی

3- فلرهای از نوع برنینگ پیت

هرچند مبانی اولیه طراحی، هزینه و سرمایه گذاری هرکدام از انواع فوق متفاوت است ولی استفاده از هرکدام از آنها به شرایط مختلف و فضای آن از جمله میزان تولید دود، روشنایی، آلودگی هوا و صوتی و شرایط فاصله ای ایمن پرسنل و تجهیزات بستگی دارد.

1-1-1- فلرهای مرتفع

این نوع فلرها با استفاده از تزریق بخار و طراحی مناسب نوک فلر (tip)، می تواند تا حدودی با دودزدایی کمتر و با درخشندگی کم کارکرد داشته باشد. البته تزریق بخار منجر به ایجاد سر و صدای زیاد خواهد شد که نتیجتا ایجاد تعادل بین آلودگی صوتی و آلودگی اتمسفر لازم خواهد شد.

اگر این نوع فلرها به صورت مناسب و اصولی طراحی شوند، بهترین نوع برای سوزاندن گازهای سمی و بدبو هستند. با این حال مشکلات زیست محیطی همچنان پابرجا می ماند. به رغم وجود برخی نکات منفی معمول ترین انتخاب در طرح های نفت و گاز، فلرهای مرتفع هستند.

2-1-1- فلرهای زمینی

معمول ترین این نوع فلرها، نوعی از آن است که دارای چند نازل می باشد و به فلرهای Multi-Jet معروف هستند. دودزدایی کم، عدم ایجاد سر و صدای زیاد و درخشندگی کم از ویژگی های این نوع فلرها هستند. به خاطر نزدیک بودت استک این نوع فلرها به زمین، برای سوزاندن گازهای سمی و بدبو مناسب نیست. هزینه طراحی و سرمایه گذاری این نوع فلرها بالا است.

سمینار کارشناسی ارشد شیمی بررسی مدل سازی دینامیکی واکنش جفت شدن اکسایشی متان (OCM) در راکتورهای کاتالیستی بستر ثابت

اختصاصی از اس فایل سمینار کارشناسی ارشد شیمی بررسی مدل سازی دینامیکی واکنش جفت شدن اکسایشی متان (OCM) در راکتورهای کاتالیستی بستر ثابت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب پی دی اف و 96 صفحه می باشد.

این سمینار جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد شیمی-فرآیند طراحی و تدوین گردیده است. و شامل کلیه موارد مورد نیاز سمینار ارشد این رشته می باشد. نمونه های مشابه این عنوان با قیمت بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این سمینار را با قیمت ناچیز جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه به منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده از منابع اطلاعاتی و بالا بردن سطح علمی شما در این سایت قرار گرفته است.

چکیده:

فرایند جفت شدن اکسایشی متان برهم کنش پیچیده ای از پدیده های انتقال و سینتیک شیمیایی است. لذا شبیه سازی و بررسی مدلسازی با احتساب جزئیات واکنش به فهم هرچه بیشتر این برهم کنش کمک خواهد کرد. برای مدلسازی جریان توام با واکنش از داخل دانه کاتالیست در محیط متخلخل از دینامیک سیال محاسباتی استفاده می شود. ضرورت کاربرد CFD در چنین سیستم هایی بکارگیری ابزار پر قدرت و توانا برای تحلیل رفتار جریان سیال و انتقال حرارت و معادلات حاکم پیچیده می باشد. در واقع هدف از این تحقیق، بررسی رفتار دانه کاتالیست متخلخل در واکنش جفت شدن اکسایشی متان است که دانه کاتالیست متخلخل حکم قلب راکتور کاتالیستی بستر ثابت را دارد می باشد. لذا برای رسیدن به این هدف اطلاع داشتن از مراحل انجام واکنش کاتالیستی و مبانی مدلسازی راکتورهای کاتالیستی بستر ثابت امری ضروری و مهم می باشد. از جمله عوامل موثر در رفتار کاتالیستی درجه حرارت، فشار، نسبت متان به اکسیژن و سرعت فضایی گاز (GHSV) می باشد. تاثیر این عوامل بر میزان و گزینش پذیری محصولات C2 نتایج مهمی می باشد که از این مدل سازی به دست خواهد آمد.

مقدمه:

امروزه در پالایشگاه های نفت و گاز و مجتمع های پتروشیمی، مدل های کامپیوتری و تکنیک های ریاضی نقش مهمی را در طراحی تجهیزات جدید کارآمد و بهینه سازی آنها ایفا می کند. در این راستا در مهندسی واکنش ها بررسی واکنش های هتروژنی جامد – گاز و پدیده هایی مانند انتقال حرارت، نفوذ و واکنش شیمیایی در تجهیزات فرایندی و خطوط تولید از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در چند دهه اخیر محققان تلاش های زیادی را در جهت مدل سازی این پدیده ها با استفاده از ابزارها و نرم افزارهای پر قدرت به منظور افزایش راندمان تجهیزات و واحدها و همچنین درک بهتر از مکانیزم های فیزیکی و شیمیایی فرایندها انجام داده اند و توسط آن توانسته اند تکنیک های جدیدی را در زمینه های شبیه سازی و بهینه سازی فرایندها به منظور کاهش هزینه های اقتصادی و بهره وری بیشتر ارائه نمایند.

در این میان طراحی و مدل سازی راکتورهای کاتالیستی بستر ثابت توجه بسیاری از محققان و مهندسان را در چند دهه گذشته به خود جلب کرده است. تحلیل کلی راکتورهای بستر ثابت از مقیاس میکروسینتیک (با بررسی دانه و ساختار حفره ای آن که پدیده های نفوذ و واکنش در آن رخ می دهد) آغاز می گردد. تا به مقیاس ماکرو (با مطالعه و تحقیق بر شکل هندسی و مشخصات بستر راکتور جایی که پدیده های جابجایی و انتقال جرم و حرارت و پراکندگی رخ می دهد) ختم می گردد. مهم ترین و اساسی ترین بخش این مدلسازی که حکم قلب راکتور کاتالیستی بستر ثابت را دارد مدلسازی دانه کاتالیست و رفتار جریان سیال در داخل دانه می باشد. در پروژه حاضر به بررسی یک دانه کاتالیست متخلخل از نوع تیتانیت پروسکایت و مدل سازی آن توسط دینامیک سیال محاسباتی (CFD) در واکنش جفت اکسایشی متان (OCM) خواهیم پرداخت. نرم افزار مورد استفاده در این تحقیق جهت مدل سازی FLUENT & GAMBIT می باشد که یکی از ابزارهای CFD به شمار می آید. CFD یکی از شاخه های دینامیک سیالات می باشد که از روش ها و الگوریتم عددی برای حل و تجزیه مسائل جریان سیال، انتقال حرارت و پدیده های همراه نفوذ و واکنش شیمیایی براساس شبیه سازی کامپیوتری استفاده می نماید. هدف نهایی از این شبیه سازی در این پروژه ارائه یک برنامه کامپیوتری است که بتوان با وارد کردن دما، فشار و جزء مولی اجزای خوراک در آن، دماهای خروجی و همچنین جزء مولی محصولات را در طول دانه کاتالیست پیش بینی نماید.

شایان ذکر است مدل سازی دانه کاتالیست و بررسی رفتار آن در واکنش های هتروژنی جامد گاز می تواند نتایج بسیار مهم و ارزشمندی برای محققان و مهندسان به ارمغان آورد. با مطالعات بیشتر بر روی این دسته از مدل سازی ها می توان زمینه لازم را برای طراحی یک راکتور کاتالیستی و کنترل آن (با تنظیم نسبت اجزای خوراک به عنوان مثال نسبت متان به اکسیژن (CH4/O2) در واکنش OCM یا کنترل محدوده دمای عملیاتی) در شرایط عملیاتی بهینه، دور از شرایط runaway تامین نمود. همچنین مسئله افزایش مقیاس در طراحی راکتور ها امری بسیار ضروری و مهم می باشد که با بررسی مدل در رفتار هیدرودینامیکی و خواص فیزیکی سیستم، امکان استفاده از راکتورهای صنعتی با اندازه های مختلف را فراهم می آورد. با در نظر گرفتن و جمع بندی تمامی عوامل فوق امکان دستیابی آسان تر به طراحی یک راکتور واحد صنعتی در شرایط عملیاتی بهینه را خواهیم داشت.

همان گونه که اشاره شد در این پروژه به کاربرد CFD در مدل سازی دانه کاتالیست متخلخل تیتانیت پروسکایت در واکنش جفت اکسایشی متان (OCM) خواهیم پرداخت. واکنش اکسایشی جفت شدن اکسایشی متان که یکی از روش های تبدیل مستقیم متان به هیدروکربن های باارزش تر مانند اتان و اتیلن می باشد در چند سال گذشته تحقیقات زیادی بر روی آن شده است. مسئله اساسی در این واکنش رسیدن به گزینش پذیری بالا برای اتیلن و میزان تبدیل مناسب متان بدون واکنش احتراق کامل متان می باشد. توصیف بیشتر این فرایند در بخش های بعدی آمده است.

ساختار و فصل بندی این پروژه به این صورت است که در فصل اول به اهمیت و کاربردهای CFD در مهندسی شیمی و مروری به تحقیقات پیشین در واکنش های هتروژنی جامد – گاز می پردازیم. در فصل دوم اصول و تئوری واکنش های هتروژنی و رفتار دانه کاتالیست متخلخل و برهم کنش های آن در واکنش فاز گازی را مورد مطالعه قرار می دهیم. سپس به معرفی و مکانیزم های فرایند جفت اکسایشی متان و داده های سینتیکی و ترمودینامیکی مربوطه خواهیم پرداخت.