:
راكتورهای حلقوی  بالا برنده هوا بطور عمومی در صنعت شیمیایی و بیولوژیكی برای حمل كردن راكتورهای آرام مثل اكسیداسیون ها و كلردار شدن ها مورد استفاده قرار می گیرد یک راكتور بالا برنده هوا از یک حباب تبدیل شده است این نوع راكتور شامل سه بخش مجزا یعنی بر خیزنده، جدا كننده گاز و مایع و پایین آورنده می باشد گردش مایع توسط تزریق گاز در پایین برخیزنده (Riser) پس ایجاد یک چگالی خالص تفاوت بین برخیزنده (Riser) و پایین آورنده down comer را مشخص می سازد.
در واقع برای طراحی، اهداف كنترل و عملكرد یک شبیه سازی صحیح اجرایی راكتور ضروری است مدل انتخاب شده برای شبیه سازی باید شامل انتقال جرم، واكنش جنبشی، تركیب جریان و هیدرودینامیک ها باشد. اگر چه مدل راكتورهای بالا برنده هنوز بسیار سخت است چون كه فرض نظام واكنش آرام ممكن نبود بطور كامل ادا شود و اثر شرایط عملیاتی، هندسه راكتورها و خصوصیات شیمیایی –  فیزیكی فازها به ویژه رفتار غیر به هم پیوسته آلی كه بطور كمی در صنعت با آن مواجه شده اند روی هیدرودینامیک ها بطور كامل و بارز درك نمی شود. اهداف كار حاضر یک مدل براساس معادلات تعادل به منظور شبیه سازی پارامترهای هیدرودینامیک بوده و مدل برای اطلاعات جمع آوری شده تجربی روی راهنمایی تاسیسات راكتور و برای ماندگی گاز و سرعت گردش مایع و هیدرودینامیک های بالا برنده هوا توسط الگوهای جریان مختلف  مشخص می شود كه این ها هم وابسته به نسبت جریان گاز می باشند.
در حالت كلی دو نظام بطور عادی تشخیص داده می شوند:
1- حالت همگن.
2- نظام هم جنس نامتجانس( ناهمگن).
پارامترهای هیدرودینامیک بعلاوه فازهای تركیبی و الگوهای انتقال جرم سخت وابسته به نظام جریان متداول است برای مدل مناسب تشخیص طبیعت پراكندگی ضروری می باشد با توجه به گفته هایی كه در بالا ذكر شد آنالیز علامت فشار دیوار برای خلاصه اطلاعات  درباره نظام های جریان بكار گرفته می شود. این تكنیک برای دادن یک نبش عمیق تر در هیدرودینامیک پیچیده سیستم گاز – مایع نشان داده شده است.
در این پایان نامه نظام انتقالات و تشخیص رفتار هیدرودینامیكی راكتور بالا برنده ی هوا با بهره گرفتن از یک شبیه سازی و استفاده از آنالیز های آماری و كسری و آنالیز طیفی رسیدگی كرده ایم.
تركیب هیدرودینامیک ها با انتقال جرم واكنش و شكل جریان یک مدل كامل را ثمر می دهد كه قادر به فراهم كردن یک توصیف كاملاً مناسب از راكتورهای بالا برنده هوا (Air- lift Reactor) می باشد.
فصل اول
ضرورت اجرای طرح و آشنایی با راكتورهای (Air_Lift (ALRs

1-1- راكتورهای هوایی حلقوی:
راكتورهای هوایی به وسیله جریانی از هوا كار می كند و یا بعضی وقتها با بعضی دیگر از گازها در این حالت ها اگر از گاز استفاده شود راكتور گازی نامیده می شود.
که در آن علاوه بر ایجاد جریان، جریان گاز عمل مهمی را در جابجایی مواد بین فاز گاز و مواد واسطه انجام می دهد اکسیژن اغلب به داخل مایعات انتقال پیدا می کند و در بعضی از شرایط واکنش محصول به دست آمده در حالت جابجایی در فاز گاز جدا می گردد. تفاوت اصلی بین ALR ها و ستون های حباب، در رابطه با نوع جریان مایعات می باشد که با ژئومتری سیستم ارتباط دارد ستون حباب یک لوله ساده ای است که گاز به داخل آن تزریق می شود و معمولا این عمل از پایین تزریق می شود و مخلوط کردن راندوم از طریق حباب های بالا رونده ایجاد می شود. در ALR مسیر اصلی چرخش مایع به وسیله طراحی راکتور مشخص می گردد که دارای کانالی برای گاز می باشد و جریان به طرف بالای مایع یا رایزر و کانال جداگانه ای برای جریان پایین رونده و این کانال ها در پایان و در قسمت بالا به همدیگر متصل شده است تا یک توپ بسته ای را ایجاد کند و گاز معمولا در قسمت پایین تر یک رایزر تزریق می شود و ادامه پیدا می کند به جایی که در بالای راکتور گاز جدا می گردد در قسمتی که به نام جدا کننده گاز نام گرفته است که طراحی این قسمت به وسیله و شرایط عملکرد راکتور برآورد و طراحی می شود.
اصطکاک گاز که جدا نشده داخل مایع پایین رونده قرار می گیرد و این گاز باقیمانده آن بخش می باشد و اثر زیادی در دینامیک مایعات در راکتور داشته و در عملکرد عمومی راکتور اثر می گذارد.

فناوری تبدیل گاز طبیعی به فرآورده های مایع (Gas to Liquids)، به فرایندی اطلاق می گردد که در آن بتوان، گاز طبیعی را به فراورده های باارزشی از جمله: متانول، دی متیل اتر، نفتا و سایر فرآورده های میان تقطیر (مانند گازوئیل و نفت سفید) و حتی بنزین تبدیل نمود. این فناوری هرچند بیش از 80 سال قدمت دارد، ولی در مقیاس تجاری، هنوز در ابتدای راه توسعه خویش قرار دارد. به طور کلی فرایند تبدیل گاز طبیعی به فرآورده های مایع شمال 4 مرحله است که عبارتند از:
1- خالص سازی گاز
2- تولید گاز سنتز (مخلوط منواکسید کربن و هیدروژن)
3- فرایند فیشر – تروپش (تبدیل گاز سنتز به فرآورده های نفتی)
4- ارتقا و بالا بردن کیفیت محصول نهایی
LNG مایعی است بی بو، شفاف، غیر سمی با وزن مخصوص حدود 0/45 گرم بر سانتی متر مکعب که با تبرید و میعان گاز طبیعی در حدود 160- درجه سانتی گراد، در فشار حدود اتمسفریک تولید می شود. با میعان گاز طبیعی، حجم آن تا 600 بار کاهش می یابد و به همین دلیل جاذبه خاصی در حمل و نقل گاز طبیعی به صورت مایع به وجود می آورد. این نسبت کاهش حجم در مورد LPG حدود 250 بار، گاز طبیعی هیدراته NGH071 بار و گاز CNG حدود 200 بار است.
فصل اول: کلیات
(1-1) هدف
در این تحقیق ما قصد داریم فرایند GTL را مورد بررسی و ارزیابی قرار دهیم و از روند تهیه و فرایند آن اطلاعاتی به دست بیاوریم.
(2-1) پیشینه تحقیق
قدیمی ترین تأسیسات GTL جهان واقع در آفریقای جنوبی می باشند. اولین تأسیسات GTL جهان در دهه 1950 توسط شرکت ساسول ایجاد گردید. ظرفیت تأسیسات مذکور 150 هزار بشکه در روز می باشد. سپس شرکت موس گاز در دهه 1980 نیز تاسیساتی به ظرفیت 22500 بشکه در روز ایجاد نمود اما شاید بتوان عرضه تجاری فرآورده های GTL را همراه با شروع به کار تأسیسات Bintulu در مالزی همراه دانست. شروع به کار عملیات مهندسی و ساخت این تاسیسات در سال 1989

شروع گشت و اولین تولید در سال 1993 اتفاق افتاد. تاسیسات Bintulu، 12500 بشکه در روز ظرفیت دارد و شرکت شکل تکنولوژی SMDS خود را برای اولین بار در این تاسیسات به کار گرفت. در دسامبر 1997 در اثر انفجار در واحد Air Separations تاسیسات مذکور، تولید به طور کامل متوقف گردید و بعد از گذشت 28 ماه در ماه می سال 2000، پس از بازسازی کامل تاسیسات، تولید مجددا شروع گشت. تاسیسات Bintulu برای فرآورش و تبدیل 100 میلیون فوت مکعب گاز میدان فراساحلی Sarawak به فرآورده هایی از جمله فرآورده های میان تقطیر (نفتا، نفت سفید و گازوئیل) و همچنین روغن های روانساز می باشد. حدود 70 درصد از فرآورده های حاصل از تاسیسات مذکور به بازارهای آسیا، اروپا و آمریکا صادر می شود.

:
سرب پنجمین فلز پرمصرف در سطح جهان است كه كاربردهای متنوعی در صنایع فلزی، شیمیایی ، نظامی و… دارد كه امروزه بیشترین مصرف آن در ساخت باتری های اتوموبیل میباشد. در سالهای گذشته بیشترین منبع مورد استفاده در تولید شمش سرب، استفاده از كانسارهای این فلز با ارزش بوده است. در حالیكه در 20 سال گذشته بدلیل روند نزولی میزان ذخایر معادن و نیز مشكلات زیست محیطی انباشت مصنوعات ساخته شده از سرب بازیافت این فلز مورد توجه قرار گرفت. به نحوی كه امروزه بیش از 80 درصد شمش سرب تولیدی در دنیا از باتریها و نیز پسماندهای حاوی سرب استحصال میشود. كانه سرب به همراه عنصر روی بوده و لذا استحصال شمش این دو فلز بطور موازی میباشد. پسماند كارخانه های تولید شمش سرب و روی نیز حاوی فلز سرب میباشد اما بدلیل ساختار مینرالی خاص آن به روش های معمول قابل بازیافت نمیباشد. لازم به ذكر است كه سنگ معدن حاوی سرب بطور معمول حاوی 3,5 تا 4 درصد سرب است درحالیكه پسماند كارخانه تولید شمش روی حاوی حداقل 7,5 درصد سرب میباشد. در این پایان نامه دو روش معروف استحصال سرب از كیک حاوی این ماده (روش فلوتاسیون و روش محلولهای نمكی) بررسی و مقایسه شده وپارامترهای روش جدید محلولهای نمكی بهینه سازی شده است.
فصل اول: کلیات
1-1- هدف
هدف از این تحقیق ارزیابی روش و بهینه سازی پارامترهای فرایند بازیابی سرب از كیک های واحد انحلال كارخانه تولید شمش روی به روش محلولهای نمكی میباشد. دو دلیل عمده انجام تحقیقاتی پیرامون این مبحث را ضروری مینماید، یكی مشكلات زیست محیطی ناشی از دفع كیک های حاوی سرب و سایر فلزات سنگین در اطراف كارخانه ها است كه از سویی نیاز به زیرسازی بسیار پرهزینه داشته و از سویی احتمال نفوذ فلزات سنگین از جمله سرب به آبهای زیر زمینی دور از ذهن نخواهد بود . و از سویی دیگر افزایش بی سابقه   قیمت سرب در سال اخیر میباشد كه در صورت اجرای چنین طرحی، منابع درآمدزا را، افزایش خواهد داد. در خصوص قیمت سرب لازم به ذكر است كه قیمت این ماده معدنی در دوسال اخیر به دو برابر میانگین قیمت سرب در 50 سال گذشته رسیده است. همین مطلب، هزینه تجهیزات فرایند بازیافت سرب را توجیه میكند. تا پیش از این میزان سرب موجود در پسماندهای واحد انحلال به حدی نبود كه بازیابی آنها اقتصادی باشد . در نتیجه بازیابی آن از پسماند مورد توجه كارخانجات قرار نمیگرفت. روش های حرارتی (پیرو متالورژی) متعددی از جمله استفاده از كوره ویلز و Slag Fuming جهت بازیابی سرب از پسماندهای واحد انحلال شناخته شده است و سابقه علمی و عملی دارد. از آنجا كه احداث چنین واحدهایی سرمایه گذاری نسبتاً زیادی نیاز دار د و همچنین انتخاب چنین روش هایی از توجیه مالی و اقتصادی خیلی كمی برخوردار است، استفاده از روش های شیمیایی بازیابی سرب مورد توجه دست اندركاران این صنعت قرار گرفته است.
جنبه های مجهول و مبهم و متغیرهای مربوط به پرسشهای این تحقیق، دستیابی به فرایندی مطمئن و اقتصادی جهت بازیابی سرب و بهینه كردن مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز میباشد.
متغیرهای مربوط شامل استفاده از Reagent های مختلف و انتخاب بهترین Reagent، شرایط فرایند از قبیل PH، دما، زمان اقامت و نهایتاً تثبیت فرایند مناسب میباشد.
یكی از مهمترین دیدگاه های این ط رح از آنجا ناشی میشود كه پروژه ای در منطقه انگوران در دست بررسی میباشد كه ظرفیتی معادل با 100 هزار تن شمش روی در سال میباشد. به این ترتیب پس از راه اندازی كارخانه ، كیک ناشی از كارخانه فوق حجم قابل ملاحظه ای خواهد داشت و بازیافت سرب از آن منبع درآمد مناسبی جهت عوامل توسعه طرح خواهد بود.

2-1- پیشینه تحقیق
بازیابی سرب از پسماند واحد انحلال كنسانتره های سولفوره سابقه علمی و عملی بیش از 50 سال را دارد ولی بازیابی سرب از پسماند واحد انحلال كانی های اكسیده سیلیكاته با روش هیدرومتالورژی تاكنون در مقیاس صنعتی انجام نشده است.
در این ارتباط معدودی از شركتهای مهندسی دارنده تكنولژی در جهان از قبیل شركت كالسیمین، شركت كاهنربا و Reunidas Tecnicas اسپانیا مطالعات و آزمایشاتی داشته اند كه نتایج تحقیقات و بررسیهای این شركتها در طرح آورده شده است. مطالعات انجام شده تحت عنوان شرکت TR اسپانیا بصورت توضیح كلی فرایند بازیافت توسط محلولهای نمكی در فصل چهارم ارائه شده و نتایج آزمایشات انجام شده توسط شركت كالسیمین وكاهنربا بر روی كیک های موجود در منطقه انگوران در فصل پنج و شش آورده شده است.

صنایع شیمیایی و پتروشیمی اغلب با مواد شیمیایی خطرزا و واحدهای عملیاتی تحت شرایط دما و فشار بالا نظیر راکتورها و تانک های ذخیره سروکار دارند. بنابراین احتمال وقوع حوادثی از قبیل انفجار، آتش سوزی و نشت مواد سمی در آنها وجود دارد. این حوادث ممکن است به علت اشکالات فرایندی، نقص دستگاه ها و یا خطاهای انسانی ایجاد شوند. رشد صنایع در کنار رشد جمعیت انسانی نه تنها باعث تکرار حوادث، بلکه موجب افزایش خسارات ناشی از حوادث نیز شده است. بعضی مواقع این خسارات سنگین و جبران ناپذیر می باشند. امروزه ایمنی فرایندها جهت جلوگیری از حوادث و یا کاهش خسارات ناشی از آنها به طور جدی مورد توجه قرار گرفته است.
2-1- ضرورت ایمنی از دیدگاه آمار
– کشته شدن 20 نفر و مجروح شدن 220000 نفر ناشی از نشت گاز سمی دی اکسین در ایتالیا در سال 1976.
– کشته شدن 2000 نفر و مصدوم شدن بیش از 200000 نفر به علت نشت گاز سمی متیل ایزوسیانات در سال 1984 در بوپال هندوستان.
– کشته شدن 2 کارگر در حادثه انفجار نیروگاه اتمی چرنوبیل و نشت مواد رادیواکتیو در سطح وسیع و به دنبال آن از بین رفتن بیش از 29 نفر بر اثر قرار گرفتن در معرض گازهای رادیواکتیو در سال 1986.
– کشته شدن 16 نفر ناشی از انفجار ابر بخار پروپان سال 1988 در امریکا.
– کشته شدن 23 نفر بر اثر انفجار توپ آتش ایزوبوتان در سال 1989 در امریکا.
– کشته شدن 35 نفر بر اثر آتش سوزی و انفجار هیدروکربن در سال 1990 در هندوستان.
– کشته شدن 10 نفر بر اثر آتش سوزی نفتا در سال 1997 در هندوستان.
– کشته شدن 60 نفر بر اثر آتش سوزی و انفجار مخازن LPG در سال 1997 در هندوستان.

– کشته شدن 3 نفر و مجروح شدن بیش از 43 نفر بر اثر انفجار پالایشگاه الاحمدی در کویت در سال 2000.
– کشته شدن 22 نفر و ناپدید شدن 15 نفر و مجروح شدن بیش از 650 نفر بر اثر انفجار یک واحد عظیم پتروشیمی در شهر تولوز فرانسه در سال 2001.
آمار ذکر شده در بالا می تواند دلیل بسیار خوبی برای لزوم رعایت اصول ایمنی نه تنها در واحدهای شیمیایی بلکه در تمام زمینه ها باشد.
حوادث فوق الذکر هرچند که از نظر چگونگی اتفاق و نوع ماده شیمیایی با یکدیگر متفاوتند، اما در چند مورد اساسی اشتراک دارند که عبارت هستند از عدم کنترل آتش، انفجار و یا نشت مواد سمی و در نتیجه کشته و زخمی شدن افرادی در داخل و خارج از واحدهای فرایندی، ماندگار بودن اثرات ناشی از این حوادث و آلودگی محیط زیست.

:
در سال های اخیر میزان برداشت از میادین نفتی اسیدی در سراسر جهان روبه افزایش است. این در حالی است که با توجه به ارزش اقتصادی پایین نفت های اسیدی تکاپوی بسیاری در بین کشورهای نفت خیز جهت یافتن روشی جهت کاهش اسیدیته نفت خام صورت گرفته است.
از طرف دیگر کشورهای دارای تکنولوژی ساخت پالایشگاه ها از نفت های اسیدی به دلیل ارزش اقتصادی پایین استقبال به عمل می آورند که البته آنها نیز در جستجوی پیدا کردن روش هایی جهت پیشگیری از خوردگی ناشی از اسیدیته در تجهیزات فرایندی همانند سپراتورها، مخازن، خطوط لوله و بویلرها و نمک زداها می باشند. هرکدام از این روش ها اعم از روش های کاهش اسیدیته نفت خام (مستقیم عملیاتی) و روش های پیشگیرانه (غیرمستقیم کنترلی) نیاز به بررسی مجزا و کامل جهت رسیدن به هدف مطلوب دارند.
از این رو در این پایان نامه سعی شده است با توجه به اینکه کشورمان از جمله کشورهای نفت خیز جهان می باشد و اقتصاد نفتی بر روی اقتصاد کشور تاثیر مستقیم می گذارد در ابتدا مشکلات مربوط به طور بنیادی مورد تحقیق قرار گرفته و سپس راهکارهای مختلف با توجه به شرایط بررسی و راهکارهایی جهت کاهش اسیدیته نفت خام پیشنهاد شود. پیشنهاد جهت بکارگیری فرایند استخراج با حلال و بررسی امکان بکارگیری روش های جداسازی غشایی جهت بازیابی حلال در این پایان نامه مورد بحث قرار گرفته است که البته بررسی امکان به کارگیری فرایندهای جداسازی غشایی به عنوان فرایند تکمیلی جهت کاهش اسیدیته نفت خام به عنوان موضوع پایان نامه مورد تاکید قرار گرفته است.
فصل اول
1- کلیات:
1-1) هدف
با توجه به مضرات نفت های سنگین و اسیدی اعم از ارزش اقتصادی پایین – خورندگی بالا (در خطوط لوله – تجهیزات فرایندی سرچاهی – تجهیزات فرایندی در پالایشگاه ها) – ایجاد اشکال در فرایند جداسازی آب از نفت در نمکزداها و سیستم دفع آب زاید صنعتی به دلیل اسیدی بودن آن لزوم تحقیق در این مقوله در حال حاضر احساس می شود.
با ملاحظه مدارک موجود مشخص شده است که نفت استحصالی از میدان نوروز اسیدی می باشد و متاسفانه باعث به وجود آمدن مشکلاتی در فرایندهای جداسازی و نمک زدایی گردیده است. با جستجو در مقالات تحقیقاتی و مطالعات صورت گرفته بر روی روش های به کار برده شده جهت کاهش میزان اسیدیته نفت خام، امکان استفاده از فرایندهای استخراج با حلال و جداسازی غشایی (بازیابی حلال) به کمک نرم افزار Hysys 3.2 در مرحله اول و همچنین KMS ROPRO 7.0 در مرحله دوم بررسی گردیده است. لازم به ذکر است در شبیه سازی صورت گرفته هدف اصلی به طور کلی بررسی امکان استخراج ترکیب اسید آلی محلول در نفت توسط حلال انتخابی و همچنین بازیابی آن به کمک فرایندهای جداسازی غشایی (اسمز معکوس) می باشد. از اینرو مسلما نتایج به دست آمده به طور مستقیم قابل به کارگیری در مورد نفت خام نوروز نمی باشد و با لحاظ کردن نتایج آزمایشگاهی دقیق با اصلاحاتی قابل تامل خواهد بود.

2-1) پیشینه تحقیق
در زمینه کاهش اسیدیته نفت خام تحقیقات و فعالیت های مختلفی صورت گرفته است از قبیل:
– کاهش اسیدیته نفت خام با بهره گرفتن از راکتورهای کاتالیستی
– کاهش TAN با مخلوط کردن نفت خام اسیدی با نفت خام شیرین
– کاهش TAN با افزودن محلول قلیایی
متاسفانه تاکنون روش جامعی جهت نیل به این هدف به دست نیامده است.