موضوع پایان نامه حاضر، تحقیق در یکی از زمینه های ناشناخته فرایند تقطیر واکنشی است . این فرایند
همانطور که از نامش پیداست عبارتست از انجام همزمان دو فرایند واکنش شیمیایی و جداسازی بکمک
تقطیر در یک ستون . روش تقطیر واکنشی مخصوصا ” برای رده وسیعی از واکنش های گرمازا در فاز مایع
دارای مزایایی نظیر، محدود نبودن میزان تبدیل واکنش کنندگان به تعادل شیمیایی، کاهش حجم و تعداد
تجهیزات فرایندی مورد نیاز، کاهش میزان مصرف انرژی بخاطر استفاده از گرمای واکنش در عمل تقطیر،
افزایش گزینش گری فرایند بخاطر خروج مداوم محصول از محیط واکنش و سهولت کنترل سیستم
می باشد.
یکی از کاربردهای فرایند تقطیر واکنشی تولید اترهایی نظیر ترشری آمیل متیل اتر می باشد. این ماده بعد از
به دلیل خواص خوب خود به عنوان یکی از مهمترین افزودنی ها به بنزین موتور جهت خوش MTBE
توجه محققین به MTBE جهت تولید C سوزی استفاده میشود. در سالهای اخیر بدلیل کمبود خوراک 4
مجتمع ها جهت تولید ترشری آمیل متیل اتر معطوف FCC خروجی از واحدهای C استفاده از برش 5
گردیده است. در این تحقیق شبیه سازی فرایند تولید این ماده در برج تقطیر واکنشی بکمک نرم افزارهای
اصلی مهندسی شیمی ارائه خواهد شد.
فصل اول
کلیات تحقیق
1-1 هدف از تحقیق:
هدف از این تحقیق که در پیش روی شماست مدلسازی و شبی ه سازی فرایند تقطیر واکنشی می باشد. یکی از

عملیاتهای مهم در صنایع شیمیایی تقطیر واکنشی است . این فرایند از ادغام رآکتور شیمیایی و برج
جداسازی حاصل شده که به علت تقابل انتقال جرم و س ینتیک واکنش جزء فرایندهای پیچیده شیمیایی
تلقی می شود. این عملیات در بهبود اقتصاد فرایند نقش به سزایی داشته و به ویژه برای واکنشهایی که از
محدودیت تعادل برخوردار هستند، فوق العاده کاربردی بوده که در صورت طراحی دقیق، به درصد تبدیل
مناسبی از محصول دست خواهیم یافت.
در این پروژه مدلسازی برجهای تقطیر از دو منظر مختلف و کاربردی مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. یکی
دیدگاه مدل سازی تعادلی ستونهای تقطیر است که بر پایۀ وجود تعادل ترمودینامیکی در هر مرحله می باشد و
دیگری دیدگاه غیرتعادلی است که از فرض تعادل مرحله ای استفاده نکرده و اثر انتقال جرم ، انرژی و حرارت
را پایه مدلسازی خود قرار می دهد.
در ادامه اصول طراحی مفهومی فرایند تولید ترشری آمیل متیل اتر به عنوان سیستم تحت بررسی استخراج
شده و از اطلاعات بدست آمده از طراحی مفهومی جهت شبیه سازی تولید این ماده توسط دو نرم افزار
استفاده شده که در نهایت نتایج بدست آمده از این شبیه سازی در Hysys و 3.0.1 Aspen plus کاربردی 11
فصل پنجم ارائه شده است.

ساله ا در ی اخ یر م یزان برداشت از م یادین نفت ی اس یدی در سراسر جهان رو به افزا یش است .این در
حالی است كه با توجه به ارزش اقتصاد ی پ ایین نفت ها ی اس یدی تكاپو ی بس یاری در ب ین كشوره ای نفت
خیز جهت یافتن روشی جهت كاهش اسیدیته نفت خام صورت گرفته است.
از طرف دیگر كشورهای دارای تكنولوژی ساخت پالایشگاه ها از نفتهای اس یدی ب ه دلی ل ارزش
اقتصادی پ ایین استقبال ب ه عمل م ی آورند كه البته آنها ن یز در ج ستجوی پی دا كردن روشه ا یی جهت
خطوط لوله  م خازن  پیشگیری از خوردگ ی ناش ی از اس یدیته در تجه یزات فر آیندی همانند سپراتورها
و بو یلرها و نمك زداها م ی باشند.هر كدام از ا ی ن روشها اعم از روشها ی كاهش اس  یدیته نفت خام
(مستقیم عم لیاتی) و روشه ای پیشگیرانه (غیر مستق یم كنتر لی ) نی از به بررس  ی مجزا و كامل جهت
رسیدن به هدف مطلوب دارند.
از این رو در ا ین پ ایان نامه سع ی شده است با توجه به ا ینكه كشورمان از جمله كشوره ا ی نفت خ ی ز
جهان می باشد و اقتصاد نفت ی بر رو ی اقتصاد كشور تا ث یر مستق یم م ی گذارد در ابتدا مشكلات مربو ط ه به
طور بن یادی مورد تحق یق قرار گرفته و سپس راهكاره ا ی مختلف با توجه به شرا یط بررس ی و راهكاره ا یی
جهت كاهش اسیدیته نفت خام پیشنهاد شود. پیشنهاد جهت بك ارگیری فرایند استخراج با حلال و
بررسی امكان بكار گ یری روشه ای جداساز ی غش ایی جهت باز یابی حلال در ا ین پ ایان نامه مورد بحث قرار
گرفته است كه البته برر س ی امكان بكارگ یری فر آیندهای جداساز ی غش ایی به عنوان فر ا یند تكم یلی جهت
كاهش اسیدیته نفت خام به عنوان موضوع پایان نامه مورد تاكید قرار گرفته است.
فصل اول
كلیات
هدف
نفت ها با توجه به مضرات ی سنگ ین و اس یدی اعم از ارزش اقتصاد ی پ ایین-خورندگی بالا ( در

خطوط لوله –تجهیزات فر آ یندی سر چاه ی- تجهیزات فر آ یندی در پالا یشگاه ها)-ایجاد اشكال در فر
آیند جداساز ی آب از نفت در نمكزداها و س یستم دفع آب ز ا ید صنعت ی به دل یل اس یدی بودن آن لزوم
تحقیق در این مقوله در حال حاضر احساس می شود.
با ملاحظه م دارك موجود مشخص شده است كه نفت استحصال ی از م ی دان نوروز اس  یدی م ی
باشد و متاسفانه باعث به وجودآمدن مشكلات ی در فرآ یند ه ای جداساز ی ونمك زدا یی گرد یده است .
با جستجودر مقالات تحق یقاتی و مطالعات صورت گرفته بر رو ی روشها ی به كار برده شده جهت
امكان استفاده از فرآ یندهای استخراج با حلال وجداسا ز ی غشا یی(  كاهش م یزان اس یدیته نفت خ ام
KMS ROPRO در مرحله اول وهمچن ین 7.0 Hysys بازیابی حلال) به كمك نرم افزار 3.2
در مرحله دوم بررس ی گرد یده است . لازم به ذكر است در شب یه سازی صورت گرفته هدف اصلی به
طوركلی بررس ی امكان استخراج ت ركیب اس ید آ لی محلول در نفت توسط حلال انتخاب ی و همچن ین
بازیابی آن به كمك فر آ یندهای جداساز ی غش ایی (اسمز معكوس ) می باشد . از ای ن رو مسلما نتا یج
بدست آمده به طور مست ق یم قابل به كارگ یری در مورد نفت خام نوروز نم ی باشد و با لحاظ كردن
نتایج آزمایشگاهی دقیق با اصلاحاتی قابل تامل خواهد بود.

از آغاز ، تمامی نیاز های خود را از زمین به دست آورده است . گیاهان رابرای رفع
گرسنگی و آب را برای رفع تشنگی و مواد معدنی را برای ساخت ابزارآلات مختلف
از زمین گرفته است . در ازای هر ماده ای که از زمین می گیرد به زمین و محیط
زیست آسیب وارد می کند . به خصوص درباره مواد معدنی که با عملیات مختلف
معدنکاری زیر زمینی و روباز و همچنین فرآوری مواد معدنی خسارات زیادی را به
زمین وارد کرده است . در سال های اخیر استفاده درست از معادن و کاهش آلودگی
های حاصل از معدنکاری در دستور کار دولت ها قرار گرفته است . فراوری مواد معدنی
با ایجاد پساب ها و باطله های سمی مضر یکی از عوامل مهم آلودگی محیط زیست
است .
آلودگی های زیست محیطی باعث از بین رفتن اکوسیستم منطقه شده و زیان های
جبران ناپذیری را به بار خواهد آورد . لذا همواره سازمان های زیست محیطی در
جهت حفاظت از این نعمت دست نیافتنی کوشش کرده و با ایجاد قوانین و مقررات
سختگیرانه مانع آلوده شدن بیش از پیش منابع طبیعی و محیط زیست می شوند .
یکی از مواد مهم و سمی که در صنعت و معدنکاری استفاده ارد سیانید است .

کاربرد سیانید در فلز کاری و آبکاری و در لیچینگ مواد معدنی طلا و نقره است .
با توجه به اینکه طلا از جمله فلزات قیمتی محسوب می شود لذا صرف نظر از
فراوری این ماده معدنی امری غیر ممکن است . از جهتی آلودگی هایی که فراوری
این ماده معدنی براثر استفاده سیانید بر محیط زیست می گذارد شدید و در پهنه
گسترده ای است . این ماده اثرات بسیار مخربی برروی گونه های گیاهی و جانوری
و حتی انسان ها می گذارد . با توجه به خواص سمی و بسیار شدید سیانید گونه های
جانوری به خصوص ماهیان و آبزیان در مواجه با این ماده سمی بی دفاع و کاملا آسیب
پذیر هستند . به طوری که در همه آلودگی های زیست محیطی ناشی از سیانید مقدار
زیادی از آبزیان و حتی وحوش منطقه از بین رفته اند . بنابراین روش هایی که برای
حذف این ماده خطرناک وجود دارد برای حفظ گونه های جانداران و محیط زیست
بسیار حائز اهمیت بوده و تلاش برای ایجاد روش هایی نوین که اثرات این آلودگی
را با قدرت بیشتر و هزینه کمتر و صرف وقت کمتر از بین ببرد همواره در ذهن کار
شناسان محیط زیست است .

در تعیین سینتیک انحلال یک حل شونده در یک حلال میزان انرژی اکتیواسیون و تاثیر پارامترهای موثر بر حلالیت از اهمیت فوق العاده ای برخوردار می باشند.
به طور خلاصه پارامترهای تاثیرگذار عبارتند از:
1- اندازه ذرات حل شونده
2- غلظت محلول
3- دمای انحلال
4- سرعت هم زدن
همچنین عوامل دیگری هم وجود دارند که ممکن است به طور خاص در یک سیستم مورد مطالعه قرار گیرد مانند تاثیر حضور یک اسید و یا یک باز خاص و یا تاثیر تابش امواج مافوق صوت به محلول.
در بخش دوم سنیتیک انحلال چند ماده مختلف را ارزیابی و با نحوه ارائه سینتیک و بعضی تفاوت های موجود آشنا می شویم. در فصل سوم سینتیک انحلال از منظری دیگر مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که پلی وینیل الکل یک پلیمر است با بهره گرفتن از نظریه فلوری – هاگینز و میزان تورم پلیمر برحسب زمان و ضخامت ذرات پلیمر سینتیک ارائه شده است.
در بخش چهارم از معادلات انتقال جرم استفاده شده و با داشتن ضریب نفوذ پلیمر در آب و سایر مشخصات به مطالعه سینتیک انحلال پرداخته شده است. پیش بینی پروفیل غلظت ذرات حل شونده دارای اهمیت بسیار بالایی در طراحی و کارکرد یک ظرف ناپیوسته دارد. برای بررسی اثرات پارامترهای موثر از تئوری سرعت نهایی – سرعت لغزشی استفاده می شود.
بخش اول

کلیات سینتیک انحلال
1-1- اهداف مطالعه حاضر
طی سالهای اخیر مطالعات دامنه داری در صنایع مختلف، برای تعیین سینتیک انحلال مواد گوناگون در حلال های مختلف و با حضور یک اسید و یا مواد دیگر و همچنین عوامل دیگری مثل حضور امواج مافوق صوت و… صورت گرفته است. مشاهده می شود که حالات متصور بسیار متعدد و گوناگون ایجاد می گردد و این نشان دهنده گستردگی مبحث سینتیک انحلال است. تعیین سینتیک انحلال می تواند کمک شایانی به طراحی فرایندهای مربوطه و جلوگیری از هدر رفت مواد و انرژی و تهیه مواد با خلوص و اطمینان بیشتری و همچنین جلوگیری از اطاله زمان نماید.

امروزه روش های مختلفی در حفر یک فضای زیر زمینی وجود دارد این روش ها را می توان به 2
دسته کلی تقسیم بندی کرد که عبارتند از روش های سنتی و روش های مکانیکی . البته به غیر از
روش های مذکور روش های دیگر نیز وجود دارد که به دلیل هزینه های بالا به ندرت و در مواردی
خاص مورد استفاده قرار می گیرند . انتخاب روش های سنتی یا روش های مکانیکی به غیر از
خصوصیات ژئومکانیکی ، به شکل و نحوه اجرای حفاری فضای زیر زمینی نیز بستگی دارد که هر
کدام معایب و مزایای خاص خود را دارند . در روش آشکاری سینه کار تونل و فضاهای زیر زمینی
محل چاه ها مشخص می شود و بعد از مشخص شدن آکس تونل و با توجه به شکل هندسی فضای
زیر زمینی محل چاه ها مشخص می شود و بعد از حفاری توسط دستگاه ها ی حفاری از جمله چکش
دستی و یا دریل واگن و یا رودهدر و دریل توسط چاشنی و دینامیک خرج گذاری و منفجر می گردد
که این روش بیشتر در فضاهای بزرگ کاربرد دارد .

حفاری در این فضا ها به صورت پله ای انجام می گیرد .روش حفاری مکانیکی خود به دو گروه تقسیم
بندی می شود .
1- حفاری به صورت تمام مقطع با دستگاه TBM که در این دستگاه ها به صورت کامل مقطع را با یک
صفحه برش که در جلو دستگاه نصب شده است . و حول محور تونل می چرخد حفاری می نمایند .
این دستگاه روی ریل نصب شده که با پیشروری تونل ، ریل گذاری انجام شده و حفاری به صورت
مداوم انجام می گیرد .
2- حفاری به صورت موضعی با دستگاه کله گاوی که این دستگاه برای زمین هایی که به صورت ریزشی
می باشند بیشتر کاربرد دارد و دارای یک یا دو باز می باشند که به انتها ی آن یک وسیله حفاری وصل شده
است که حول بازو می چرخد و مقطع را کم کم بزرگ می نماید و مصالح را روی یک سینی که جلو دستگاه
می باشد ریخته و وسط یک تسمه نقاله به انتهای دستگاه انتقال داده و تخلیه می نماید . در این تحقیق سعی
براین شده که دستگاه حفاری رودهدر هم از لحاظ عملیاتی و هم از لحظ عمومی مورد تحلیل و بررسی قرار
گیرد .