وبلاگ

:
شکست حرارتی یک فرایند گرماگیر است که در کویل های بلندی که در کوره شکست قرار می گیرد، انجام می شود. کوره شکست شامل دو بخش جابجایی و تشعشع است. خوراک هیدروکربن و بخار رقیق کننده در دمای 600 تا 650 درجه سانتی گراد در بخش جابجایی کوره پیش گرم شده و وارد کویل در بخش تشعشع کوره می شود. در کویل حرارتی دمای گاز فرایند از 600 تا 650 درجه سانتی گراد به 840 درجه سانتی گراد می رسد. فشار خروجی از 1.2 تا 2 اتمسفر و زمان ماند کمتر از یک ثانیه می باشد. معمولاً کوره شامل چند کویل به طور موازی است که با توجه به ظرفیت فرایند تعداد کویل ها و کوره متفاوت است. کوره های شکست حرارتی برای ظرفیت های بالایی از محصولات طراحی می شود به طوری که افزایش ناچیزی در محصولات مطلوب سود فراوانی را نصیب تولید کننده می کند. به همین خاطر سعی در آن است که ماکزیمم تولید اتیلن و پروپیلن در شرایط عملیاتی مطلوب حاصل شود. برای بررسی و افزایش تولید و بهینه سازی فرایند شکست حرارتی، لازم است فاکتورهای محدود کننده و کاهش راندمان فرایند، شناسایی و راه های رفع موانع مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. یکی از پدیده های مهم در فرایندهای شکست حرارتی هیدروکربن ها، تشکیل و نشست کک بر روی تجهیزات فرایندی می باشد. این امر باعث کاهش زمان فعالیت واحد می شود. پدیده تشکیل کک در واکنش های شکست حرارتی در دمای بالا اتفاق می افتد و با توجه به نتایج آزمایشگاهی، طراحی این گونه واحدها براساس در نظر گرفتن حداکثر مقدار دوره عملیاتی واحد می باشد عمل کک زدایی باعث متوقف شدن تولید خواهد شد که این منجر به زیان برای تولید کننده می شود. به همین علت مطالعه کک و مکانیسم نشست و

 رشد آن بر روی جداره داخلی تجهیزات فرایندی ضرورت پیدا می کند. در این تحقیق شبیه سازی راکتور شکست حرارتی پروپان و مخلوط پروپان – پروپیلن با مکانیسم واکنش مولکولی و با در نظر گرفتن تاثیر کک انجام شده است. از عوامل مهم و تاثیرگذار بر فرایند شکست حرارتی، می توان دبی خوراک و فلاکس حرارتی را نام برد. با توجه به تاثیر بالای فلاکس حرارتی بر عملکرد راکتور و توزیع محصولات، بخشی از این مجموعه به این موضوع اختصاص داده شده است.

یکی از مسائلی که در فرایند شکست حرارتی به آن برخورد می کنیم وجود محصولاتی است که در بعضی مواقع (از جمله متوقف شدن بعضی تجهیزات فرایندی) سوزانده می شود. یکی از این نوع محصولات، محصول پروپان – پروپیلن خروجی از برج جداساز است که می تواند به عنوان خوراک برای راکتور شکست حرارتی استفاده شود. برای تحلیل این مساله لازم است تاثیر اضافه کردن پروپیلن در خوراک پروپان بررسی شده و نتایج خروجی این نوع خوراک به همراه نتایج خروجی با خوراک پروپان به دست آید. در نهایت باید مدل برنامه ریزی خطی کوره شکست با انتخاب تابع سود به عنوان تابع هدف، حل شود. برای رسیدن به این اهداف مراحل زیر طی شده است.
ی بر تحقیقات انجام شده.
تعیین مدل واکنش مولکولی برای شکست حرارتی پروپان و پروپان – پروپیلن.
تعیین مدل سینتیکی و ضخامت تشکیل کک برای خوراک پروپان و پروپان – پروپیلن.
حل دستگاه معادلات دیفرانسیل با روش رانگ – کاتا مرتبه چهار.
بررسی تاثیر اضافه کردن پروپیلن در خوراک پروپان، نسبت بخار رقیق کننده، دبی خوراک و دمای خروجی کویل بر توزیع محصولات.
تعیین ضخامت کک در طول راکتور در زمان های مختلف عملیات واحد.
تعیین فلاکس حرارتی بهینه برای راکتور شکست حرارتی پروپان با شبیه سازی و حل مساله کنترل بهینه به روش اولر و گرادیان کاهش یافته.
تعیین دبی خوراک های بهینه برای کوره شکست حرارتی پروپان و پروپان – پروپیلن با حل مدل برنامه ریزی به روش سیمپلکس (Simplex).
مجموعه حاضر، شامل 7 فصل و 3 پیوست به همراه یک بخش بحث و پیشنهادات است. که سه فصل آخر اختصاص به شبیه سازی، بهینه سازی، کنترل بهینه و نتایج دارد.

نانو تکنولوژی به صورت یک فرض علمی در سال 1959 به وسیله ریچارد فیمن که برنده جایزه نوبل شد مطرح گردید.
نانو، کلمه ای است که ریشه یونانی دارد و برای اجسام بسیار ریز به کار می رود. یک نانومتر یک بیلیونیم از متر می باشد. برای تصور چنین اندازه ای می توان اینطور گفت که اگر ده اتم هیدروژن در یک خط قرار بگیرند حدود یک نانومتر قطر خواهند داشت. و یا به صورت دیگر: اگر جهان را در اندازه توپ تنیس در نظر بگیریم، یک توپ تنیس واقعی در اندازه یک نانومتر است. ولاند پروفسور نانوتکنولوژی در لابراتور علوم نانومقیاسی در دانشگاه کمبرج در مورد نانو تکنولوژی چنین گفت:
نانوتکنولوژی موضوعی است برای فهم اینکه وقتی ذرات در ابعاد نانومتر مورد بررسی قرار می گیرند، چگونه خواص شان به طور شگفت انگیزی تغییر می کند. در واقع نانو تکنولوژی مربوط می شود به هر کاربردی از علم که با عناصری که اندازه شان بین 100 نانومتر و 0/1 نانومتر سروکار دارد که در واقع یک اندازه بحرانی برای اهداف نهایی کاربردی می باشد.
البته تعاریف دیگری را نیز می توان برای آن در نظر گرفت:
– نانو تکنولوژی یک انقلابی است که این توانایی را برای تشخیص، دستکاری و تولید مواد بر مبنای مقیاس نانو ارائه می کند.
– نانو تکنولوژی یک علم تکاملی است که از فرایندهای در حال پیشرفت کوچک سازی پدید شده است.
– هنر دستکاری مواد روی مقیاس های بسیار کوچک برای ساختن کارهای میکروسکوپی.

– کارهای بسیار بزرگ با ابزار خیلی کوچک.
در سال 1981 با اختراع «میکروسکوپی تونل زنی» دانشمندان قادر به دیدن مقیاس های نانو از ذرات بودند ولی از دهه 90 به بعد نانو تکنولوژی به طور گسترده تحت بهره برداری های صنعتی قرار گرفت.
نانو تکنولوژی یکی از علومی است که مرزهای کشف نشده بسیار زیادی دارد. به عنوان یک نتیجه، تعدادی از اصول جدید عملکردهای ذرات نانو، هنوز به طور کامل فهمیده نشده است یا نتوانسته شده که اندازه گیری شوند و یا جانشینی برای آنها پیدا نشده است و قبل از اینکه نانو تکنولوژی بتواند به طور کامل مورد بهره برداری قرار گیرد باید این موانع برطرف شود. به هرحال پیشرفت های سریع خیلی زیادی در مورد این مقوله در دهه اخیر به دست آمده است. اکنون با افزایش اساسی در سرمایه گذاری جهانی روی این موضوع، ما انتظار داریم که این سرعت پیشرفت به شتاب خود ادامه دهد.
پروژه تحت عنوان تکنولوژی اتم بدین طریق در محاسبات سال 1992 برای مشاهده این نیازها و تحت سرپرستی کمیته MITI برنامه R&D ملی برای برنامه 10 ساله با بودجه 250 میلیون دلار در کشور ژاپن سازماندهی شد.
آنچه که امروزه تحت عنوان نانوتکنولوژی مطرح است، آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده ها در ابعاد اتمی و آنگسترو می باشد که مسیری مشکل با آینده ای روشن و نتایجی بس شگفت انگیز است.

:
الیاف کربن ،به الیافی اتلاق می گردد که حداقل شامل 92% کربن و قطری معادل 6-10 میکرون
و با آرایشی کاملا جهت دار از اتم های کربن باشند .
توسعه الیاف کربن از دهه شصت آغاز گردیده به طوری که در حدود 30سال پیش تولید الیاف
کربن در ژاپن به عنوان ماده ای جدید گسترش پیدا کرد . مزایای این الیاف شامل استحکام کشش
و مدول الاستیک بالا ،وزن مخصوص کم ، پایداری حرارتی و ابعادی بالا و ….بب شده است که امروز
الیاف کربن در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا و فضا ، حمل و نقل ،پزشکی ،ساختمان ، ورزشی و
… مورد استفاده قرار می گیرد .

روش اصلی تولید الیاف کربن ، پیرولیز ترکیبات آلی می باشند که از میان این گونه ترکیبات ،مناسب
ترین ماده ، الیاف پلی اکریلونیتریل می باشند .
الیاف پلی اکریلونتریل ،الیافی سفید رنگ و مشابه به ابریشم می باشند . این الیاف از حداقل 85 % وزنی
ماکروملکول ها ، واحدهای اکریلونیتریل تشکیل شده و دارای دانستیه ای تقریبا 17/1و ساختاری مولکولی
شامل زنجیرهای بلند و آرایش یافته است .
اساس تکنولوژی تولید الیاف کرن از الیاف ،شامل سه مرحله اصلی ، پایدار سازی حرارتی با اکسیداسیون
، کربنیزاسیون و عملیات حرارتی دمای بالا یا گرفیته کردن است .
امروزه کامپوزیت های الیاف کربن توانسته اند در زمینه های مختلف تجاری و صنعتی نظیر هواپیماهای
تجاری ، صنایع حمل و نقل ، تجهیزات پزشکی ،صنایع الکتریکی ،وسایل ورزشی – تفریحی و ساختمان ،
جانشین بسیاری از مواد و مصالح مرسوم شوند چرا که در کنار خواص مطلوب الیا کربن ، قیمت آن نیز نسبتا
کاهش یافته است . به عبارت دیگر ، در حال حاضر کاربد های گسترده ای برای الیاف کربن وجود دارند .
به طوری که میزان مصرف این الا در زمینه های غیر هوا و فضایی و نظامی افزایش قابل توجه یافته است .

:
هدف از این تحقیق تحلیل پایداری و طراحی نگهداری سیستم نگهدارنده تون دنباله لایه
631 معدن زغال سنگ گلندرود می باشد . معدن زغال سنگ نگ گلندرود د رنزدیکی
شهرستان نور و در 20 کیومتری جنوب غربی آن واقع شده ست . مهمترین ویژگی توده
سنگ های تونل مذکور ، مقاومت پایین ، وجود دسته درزه ها و ناپیوستگی های فراوان
و درجه راسیون بالا آنها می باشد .
با توجه به نتایج حاصل از برداشت های صحرایی به  عمل آورده از منطقه وجود دو دسته
درزه با شیب تند در کمر بالا و کمر پایین لایه های زغالی منطقه تایید شد و برخی خواص
فیزیکی – مکانیکی توده سنگ های تونل های منطقه نیز به وسیله آزمایشات مکانیک سنگی
تعیین گردید .

زمانی که یک فضای زیر زمینی در داخل توده سنگ های درزه دار احداث می شود بلوک های
واقع در کمر بالا و یا کمر پایین ممکن است ریزش کرده و ناپایداری در آن به وجود آید . بنابراین
تحلیل پایداری در مورد چنین حفریات زیر زمینی بسیار حائز اهمیت خواهد بود .در این تحقیق
از مناسب ترین روش ها برای تحلیل پایداری و طراحی نگهداری تونل مذکور استفاده شده است . 
  روش اصلی انجام تحلیل پایداری در این تحقیق استفاده از روش عددی اجزا مجزا می باشد
که برای این منظور از نرم افزار UDECاستفاده شده است .و نیز از روش های تجربی طبقه بندی
مهندسی سنگ نیز جهت کمک و تایید نتایج حاصل از روش عددی استفاده شده است که توده سنگ
های منطقه مطابق روش های Q,RMR در رده توده سنگ های ضعیف تا سست توصیف شده اند .
تحلیل پایداری توسط نرم افزار UDECنشان می دهند که در صورت عدم نصب سیستم نگهدارنده
د رتوده سنگ های اطراف تونل مورد نظر جابه جایی قابل توجهی رخ می دهد . به این معنی که
برای کنترل آن بایستی از سیستم های نگهدارنده استفاده نمود .
 

دی متیل اتر (DME) یا متوکس متان با فرمول شیمیایی CH3OCH3 ساده ترین اتر آلیفاتیکی است. تا سال 1975 این ماده در صنعت به عنوان یک محصول جانبی در تولید فشار بالای متانول به دست می آمد به طوری که 3 الی 5 درصد وزنی تولید شده را دی متیل اتر تشکیل می داد و به همراه متانول خام بازیابی شد. در سال 1980 با اصلاح و توسعه روش های سنتز متانول به ویژه توسط شرکت های Lugi و ICI، تهیه متانوب در فشارهای پایین ممکن شد و واحدهای جدید کاملا جایگزین واحدهای قدیمی گردیدند، در نتیجه در این واحدها دی متیل اتر به میزان بسیار کم تولید می شود. از آن تاریخ همواره سعی بر این است که دی متیل اتر را از طریق فرایندهای خاص کاتالیستی تهیه کنند؛ به طوری که در حال حاضر دو روش عمده تولید این ماده عبارتند از سنتز کاتالیستی مخلوط گازی CO و H2 (گاز سنتز) که به روش مستقیم معروف است و دیگری آبگیری کاتالیستی از متانول که روش غیرمستقیم نامیده می شود.
تا دهه 1980 میلادی از مهمترین کاربردهای صنعتی DME تبدیل آن به دی متیل سولفات با بهره گرفتن از سولفور تری اکساید بوده است به طوری که از 50000 تن تولید سالانه طی سال 1988 در اروپا غربی، حدود 15000 تن آن در تولید دی متیل سولفات مصرف می شد و باقی مانده یعنی 35000 تن DME در صنعت آئروسل و به عنوان پیشران به کار برده شده است. به دلیل بالا بودن ضریب حلالیت، این ماده به عنوان حلال در فرمولاسیون آئروسل هایی که دارای اجزای با حلالیت کم هستند بسیار باارزش است.

در دهه 1990 میلادی کاربرد این ماده به عنوان سوخت موتور دیزل و جایگزین گازوییل به شدت مطرح شد که می تواند تحول عظیمی در بازار سوخت دیزل را در آینده سبب شود.
برخی از دلایل استفاده از این ماده عبارتند از:
– وجود منابع عظیم گاز طبیعی و سهولت تهیه دی متیل اتر از گاز سنتز و متانول که هردو را می توان از گاز طبیعی به دست آورد.
– داشتن دمای خود اشتعالی پایین.
– استفاده به عنوان یک سوخت اکسیژن دار در مخلوط هوا از تشکیل دوده جلوگیری می کند.
– استفاده از این سوخت در موتور دیزل میزان تشکیل NOx را کاهش می دهد.
در این تحقیق مدلسازی تولید مستقیم دی متیل اتر از گاز سنتز انجام گرفته استو در فصل اول پایان نامه به بیان کلیاتی در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی، کاربردها و همچنین واکنش ها و فرایندها شناخته شده تولید دی متیل اتر تا به امروز پرداخته شده است. در فصل دوم بررسی در مورد راکتورهای مختلف مورد استفاده در تولید دی متیل اتر به ویژه راکتور دوغابی صورت گرفته است. در فصل سوم سینتیک های تولید دی متیل اتر در مقالات چاپ شده بیان گردیده است. در فصل چهارم ابتدا به بیان تئوری و روش های حل معادلات برای مدلسازی پرداخته شده و در ادامه نتایج مدلسازی و مقایسه با نتایج تجربی موجود و همچنین بررسی نتایج صورت گرفته است.