شبیه سازی و بهینه سازی راکتور تولیدبنزین از پلی اتیلن سنگین – شیمی

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی شیمی
نوع ارائه:پروژه
تعداد صفحات:91
قالب بندی:pdf غیر قابل ویرایش

نحوه خرید

شبیه سازی و بهینه سازی راکتور تولیدبنزین از پلی اتیلن سنگین – شیمی

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

چکیده:
در ایــن پــروژه عملکــرد یــک کاتالیــست جدیــد در کراکینــگ پلیمــر بــه منظــور بازیافــت شــیمیایی ضـایعات پلاسـتیکی و تبـدیل آن بـه محـصول مـایع مـورد بررسـی قـرار گرفتـه اسـت . بـا توجـه بـه محـدودیت هـا اثـر دمـا و نـسبت کاتالیـست بـر روی کراکینـگ پلـی اتـیلن مـورد مطالعـه قـرار گرفـت تـا بهتـرین شـرایط جهـت انجـام ایـن واکـنش حاصـل شـود.همچنـین بـا انجـام یـک سـری آزمـایش بـه ارائـه پارامترهـای سـنتیکی واکـنش پرداختـه شــده اســت کــه در نهایــت بــا اســتفاده از نتــایج حاصــل از آزمایــشها بــه مــدل کــردن راکتــور توســط نــرم افــزار Fluent،CFDپرداختــه شــده اســت.آزمایــشات مربــوط بــه محاســبه پارامترهــای ســنتیکی از طریــق کــاهش وزن انجـام پذیرفتـه اسـت،که بـا اسـتفاده از میـزان کـاهش وزن مـاده اولیـه ومـدل سـنتیکی تـوانی ،درجـه واکـنش وثابـت معادلـه سـرعت مـصرف مـاده اولیـه وهمچنـین بـا اسـتفاده از قـانون آرنیـوس انـرژی فعـال سـازی واکـنش کاتـالیزوری بدسـت آمـده اسـت. بـا توجـه بـه نتـایج بدسـت آمـده از محاسـبات مـشاهده مـی شـود کـه درجـه ایـن واکـنش برابـر ۰/۸۵اســــت وهمچنــــین انــــرژی اکتیواســــیون لازم %۴۳کمتــــر از میــــزان انــــرژی فعــــال ســــازی واکنــــشهای دیپلیمریزاســیون،بدون اســتفاده از کاتالیــست مــی باشــد.همچنــین در ادامــه کــار بــا اســتفاده از نــرم افــزار شــبیه ســاز ســیالاتی،،Fluentبــه شــبیه ســازی واکــنش در داخــل راکتــور پرداختــه شــده اســت،که نتــایج حاصــل از ایــن شــبیه سازی نیز مبین صحت استفاده از فرضیات ومدلهای سنتیکی استفاده شده می باشد.
مقدمه
چنانچــــــه مــــــیدانیــــــد ذخــــــائر و اندوختــــــههــــــای نفــــــت خــــــام دنیــــــا رو بــــــه اتمــــــام مـیباشـد. لـذا نیـاز تبـدیل هیـدروکربنهای سـنگین بـه هیـدروکربنهای سـبک و تبـدیل آنهـا بـه محـصولات مـورد نیـاز بازار در رفع نیاز به هیدروکربنهای سبک را افزایش میدهد. مــواد پلیمــری )پلاســتیکها( مــصارف گونــاگون و وســیعی دارنــد بگونــهای کــه تولیــد ایــن مــواد طــی ســالهای اخیــر افــزایش چــشمگیری داشــته اســت. بــهعنــوان مثــال در جهــان تولیــد ســالانه مــواد پلاســتیکی تــا ســال ۱۹۹۸حـدود ۴۸میلیـون تـن بـوده، در حالیکـه مقـدار آن امـروزه بـه ۲۰۰میلیـون تـن در سـال افـزایش یافتـه اسـت. در واقــع ســالیانه ۴درصــد ســرانه مــصرف پلاســتیکها افــزایش مــییابــد ) ۵/۲۵میلیــون تــن در ســال ۱۹۹۶و ۹/۳۹ میلیــون تــن در ســال (۲۰۰۶طبیعتــاً ایــن افــزایش مــصرف در مــواد پلاســتیکی باعــث افــزایش زبالــههــا در شــهرها و صنایع میشـود. بـه طـور مثـال در امریکـا ضـایعات پلاسـتیکی حـدود ۱۰درصـد وزنـی زبالـههـا را بـه خـود اختـصاص مـیدهـد امـا ایـن مقـدار از نظـر حجمـی، حجـم بـالایی را اشـغال مـیکنـد یـا در تهـران % ۶/۷۸زبالـههـای شـهری را پلاسـتیکها تـشکیل مـیدهنـد کـه روزانـه بـالغ بـر ۴۴۰تـن انـواع زبالـه هـای پلاسـتیکی مـی باشـد.بطوریکـه پـیشبینـی مــیشـود میـزان ضـایعات حاصـل از مـواد پلاسـتیکی ۶/۶درصـد در سـال روبـه رشـد مـیباشـد. تقریبـا سـالیانه %۲۰از زبالـههـای جامـدی کـه دفـع مـیشـوند شـامل ضـایعات پلاسـتیکی مـیباشـند. ایـن آمارهـا نـشاندهنـده آنـست کـه بازیافت پلاستیکها هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ زیست محیطی نکته قابل اهمیتی میباشد امـا متأسـفانه بـه علـت عـدم وجـود روش مناسـب بـرای بازیافـت ایـن دسـته زبالـههـا اغلـب همـراه بـا سـایر زبالهها دفن میشوند ۱۰ در حــال حاضــر بــرای از بــین بــردن ضــایعات پلیمــری چنــدین روش و متــد مختلــف وجــود دارد کــه در
زیر به آنها اشاره میشود ۵و۶۳
-۱دفن کردن ضایعات در زمین۱
-۲سوزاندن ضایعات۲
-۳بازیافت مکانیکی ضایعات۳
-۴بازیافت شیمیایی ۴و تبدیل آنها به مواد دیگر امــا از بــین بــردن ضــایعات از طریــق ســوزاندن و یــا دفــن کــردن آنهــا مــشکلاتی را دربــردارد. از جملــه مشکلاتی که در این روشها میتوان برشمرد عبارتند از: -۱هدر رفتن انرژی همراه ایـن مـواد. بـا غیرقابـل اسـتفاده کـردن ایـن مـواد دیگـر نمـیتـوان از انـرژی کـه در این مواد میباشد استفاده کرد. -۲از آنجائیکـه مـواد پلاسـتیکی براحتـی تجزیـه نمـیشـوند، ایـن مـواد سـالهای طـولانی بـه همـان شـکل در طبیعت باقی مانده و باعث آلودگی محیط زیست میشوند. -۳سـوزاندن ضـایعات حاصـل از مـواد پلیمـری و یـا دفـن آنهـا مـستلزم هزینـه سـنگینی بـرای دولتهـا مـی- باشد، که از لحاظ اقتصادی این کار به هیچ وجه بهصرفه نمیباشد. -۴در ضــایعات شــهری پلاســتیکها بــصورت مخلــوط وجــود دارنــد، لــذا بــرای بازیافــت مکــانیکی بایــد تفکیــک شــوند کــه ایــن امــر موجــب اتــلاف هزینــه و زمــان مــیشــود و همچنــین از آنجــایی کــه پلیمرهــای تولیــد شــده کــاملاً یکــسان نیــستند لــذا وســایلی کــه از ضــایعات آنهــا تهیــه مــیشــود از کیفیت و مرغوبیت بالایی برخوردار نمیباشد. با توجـه بـه مـشکلات و مـسائلی کـه مطـرح شـد بهتـرین راه حلـی کـه بـرای از بـین بـردن ضـایعات پلیمـری پیـشنهاد مـیگـردد، تبـدیل شـیمیایی ایـن مـواد بـه مـواد ارزشـمندی همچـون سـوخت و یـا مـواد خـام )بـه- عنـوان خـوراک واحـدهای شـیمیایی( اسـت، ایـن دیـدگاه همچنـین مـانع بـروز مـسائل و مـشکلات محـیط
۱ . Land Fill
۲ . Incineration
۳ . Mechanical Recycling
۴ . Chemical Recycling4
زیـست مـیشـود و بـه دلیـل تبـدیل زبالـه بـه محـصولی ارزشـمند منفعـت اقتـصادی نیـز حاصـل مـیگـردد. فراینـد بازیافـت شـیمیایی نـسبت بـه سـایر روشـهای بازیافـت پلیمرهـا دارای مزایـای فراوانـی مـیباشـد. ایـن روش از دو راه قابل بحث و بررسی میباشد. -۱کاتالیستی -۲ ۱غیرکاتالیسیت۲ ایــن عمــل را مــیتــوان بوســیله حــرارت دادن پلیمــر در محــیط خنثــی انجــام داد، کــه آنــرا گراکینــگ حرارتـی ۳مـینامنـد. در صـورتیکه از کاتالیـست مناسـب اسـتفاده شـود شـرایط فراینـد سـهلتـر گردیـده و باعــث افــزایش محــصول مطلــوب مــیگــردد کــه ایــن عمــل را کراکینــگ کاتالیــستی ۴مــینامنــد. بیــشتر تحقیقــات انجــام شــده در ایــن زمینــه بــصورت کراکینــگ حرارتــی بــوده و تعــدادی هــم بــصورت فراینــد کاتالیزوری انجام شده است. از مــشکلات اصــلی روشــهای حرارتــی، بدســت آوردن محــصولات در دامنــه وســیع و نیــاز بــه درجــه حرارت بسیار زیاد )بطـور معمـول دمـای بـین ۵۰۰تـا ۹۰۰درجـه سـانتیگـراد( مـیباشـد کـه مـستلزم فـراهم کـردن دسـتگاههای گـران قیمـت اسـت. امـا یـک راکتـور مناسـب بـه همـراه یـک کاتالیـست خـوب مـی- توانـد هـم بـازده محـصولات و هـم توزیـع محـصولات را کنتـرل کنـد. همچنـین درجـه حـرارت واکـنش را میتوان کـاهش داد و نیـز وجـه التزامـی مـیباشـد تـا هزینـههـای فراینـد بـه همـراه محـصولاتی بـاارزش را کنتـرل نمایـد. ایـن تبـدیل مـواد ناخواسـته و نـامطلوب بـه محـصولات سـبکتر در سـال ۱۹۳۶شـروع شـد و در ایـن سـال برحـسب اتفـاق و بطـور کـاملاً تـصادفی مـواد سـنگین بـه مـواد میـان تقطیـر تبـدیل شـدند و بعدها در سال ۱۹۴۰این فرایند با بکارگیری کاتالیست انجام شد در ایـن تحقیـق، در فـصل اول بـه بررسـی ماهیـت و انـواع پلـیاتـیلن پرداختـه و خـواص انـواع پلـیاتیلنهـا مــورد مطالعــه قــرار گرفتــه اســت و همچنــین انــواع کراکینــگ مــورد بررســی واقــع شــده. در فــصل دوم و ســوم بــهطــور مفــصل بــه بررســی تحقیقــاتی کــه در زمینــه کراکینــگ حرارتــی و کراکینــگ کاتالیــستی انجــام شــده پرداختــه و نتــایج آنهــا بررســی شــده اســت و در نهایــت در فــصل چهــارم بــه بررســی آزمایـشگاهی عملکـرد یـک کاتالیـست خـاص در کراکینـگ پلـیاتـیلن سـنگین پرداختـه شـده کـه نحـوه۵ انجــام آزمایــشات و نتــایج آن بطــور کامــل شــرح داده خواهــد شــد و در پایــان در فــصل پــنجم بــه شــبیه- ســازی فراینــد تولیــد بنــزین از پلــیاتــیلن توســط نــرمافــزار شــبیهســازی Fluent ،CFDخــواهیم پرداخت. و در انتها به بیان نتایج حاصل و پیشنهادات میپردازیم

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط