متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی

با عنوان : مدلسازی ریاضی غیرفعال شدن سولفات زیر کونیای اصلاح شده با پلاتین در فرآیند الکیلاسیون

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشكده تحصیلات تكمیلی

”M.SC” پایان نامه برای دریافت درجه كارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – مهندسی شیمی

عنوان:

مدلسازی ریاضی غیر فعال شدن سولفات زیركونیای اصلاح شده با پلاتین در فرآیند الكیلاسیون

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چكیده

لزوم حذف سرب از بنزین و كاهش مواد آروماتیك و الفینی در آن به دلیل مسایل زیست محیطی باعث كاهش كیفی و كمی بنزین تولیدی می شود. بنابر این با بهره گرفتن از الكیلات ها به عنوان یك جزء افزودنی به بنزین می توان محدودیتهای اعمال شده را برطرف نمود. متاسفانه توسعه فرآیند های الكیلاسیون به كمك كاتالیستهای مایع HF و H2SO4 به دلیل حجم زیاد اسید مصرفی و مشكلات مربوط به ایمنی و بازیافت اسید با مشكل مواجه شده است. با بهره گرفتن از یك كاتالیست اسید جامد مناسب می توان این مشكلات را رفع كرد. با این وجود، مشكل اصلی كاتالیستهای جامد، طوت عمر بسیار كوتاه آنهاست.

جهت پیش بینی غیر فعال شدن اینگونه كاتالیستها، تحقیقات زیادی بر روی مكانیسم غیر فعال شدن صورت گرفته و مدلهای ریاضی متنوعی ارائه گردیده است كه هر كدام با فرضیاتی خاص، نتایج تئوری متفاوتی را بدست آورده اند.

در این تحقیق غیر فعال شدن كاتالیست اسید جامد زیركونیای سولفاته اصلاح شده با پلاتین با فرض مكانیسم پوشیده شدن سایتهای فعال توسط كك و كاهش سطح واكنش، به صورت ریاضی مدلسازی شده است. مدلسازی مذكور در سطح دانه های كاتالیست تدوین گردیده و حل معادلات ریاضی بدست آمده توسط نرم افزار Matlab نشان می دهد كه كاتالیست در مدت كوتاهی فعالیت خود را از دست داده و درصد تبدیل در زمان 10 دقیقه افت قابل ملاحظه ای می كند . مقایسه نتایج تحقیق حاضر با نتایج تجربی و تئوری موجود دلیل بر قابل اعتماد بودن پیش بینی های این مدل می باشد.

مقدمه

الكیلاسیون یعنی افزایش یك گروه الكیل به یك ماده آلی، ولی در اصطلاح پالایش نفت عبارتست از واكنش یك الفین با یك ایزو پارافین در دما و فشار بالا، الكیلاسیون می تواند بدون كاتالیزور صورت گیرد ولی فرآیند های صنعتی الكیلاسیون با حضور كاتالیزور در دمای پایین انجام می شود. فرآورده الكیلاسیون بنزین با عدد اكتان بالااست كه الكیلات نام دارد. الكیلات كه عمدتا پارافین های پر شاخه در محدوده اكتان است، همه خواص مطلوب برای اختلاط با بنزین از جمله عدد اكتان بالا، فشار بخار پایین و نداشتن آروماتیكها، الفینها و گوگرد را دارا می باشد. با توجه به حجم زیاد مصرفی كاتالیستهای اسید مایع و مشكلات مربوط به ایمنی، ضرورت توجه به كاتالیستهای اسیدی جامد دو چندان شده است. با وجود تلاش زیاد در دهه های اخیر و آزمایش اسیدهای جامد قوی، هنوز كاتالیست مناسبی برای این منظور یافت نشده است. مشكل اصلی آن، طول عمر بسیار كوتاه كاتالیست و مشكلات مربوط به احیاء آن است.

در این پروژه غیر فعال شدن كاتالیست زیركونیای سولفاته اصلاح شده با پلاتین به صورت ریاضی مدلسازی شده است.

در فصل اول نقش وحالت پلاتین و تاثیر آن در غیرفعال شدن كاتالیست بحث و بررسی شده است سپس در مورد راكتور های كاتالیستی برای فرآیند الكیلاسیون روی كاتالیست جامد توضیحاتی بیان شده و همچنین فرآیند الكیلاسیون با كاتالیست های اسید مایع HF و H2SO4 به طور كامل بیان شده است.

در فصل دوم به معرفی اجمالی كاتالیست های جامد پرداخته شده است. در فصل سوم مكانیزم و سینتیك واكنش الكیلاسیون بیان شده است. در فصل چهارم در ابتدا مدلسازی غیر فعال شدن كاتالیست، در سه سطح سایتهای فعال، ذره و راكتور به طور كامل بحث و بررسی شده است و سپس غیر فعال شدن كاتالیست زیركونیای سولفاته اصلاح شده با پلاتین در سطح دانه های كاتالیست مدل شده است و همچنین در مورد حل معادلات ریاضی به روش تفاضل محدود و همچنین نوشتن برنامه كامپیوتری به زبان برنامه نویسی Matlab توضیحاتی بیان شده است. در فصل پنجم به بحث و نتیجه گیری پرداخته شده و همچنین پیشنهاداتی برای تحقیقات آتی بیان شده است.

فصل اول: کلیات

1-1- هدف

هدف اصلی این پروژه مدلسازی غیر فعال شدن كاتالیست اسید جامد زیركونیای سولفاته اصلاح شده با پلاتین، با فرض مكانیسم پوشیده شدن سایتهای فعال توسط كك و كاهش سطح واكنش، به صورت ریاضی می باشد. بر این اساس مدلسازی مذكور در سطح دانه های كاتالیست تدوین گردیده و حل معادلات ریاضی بدست آمده توسط نرم افزار Matlab نشان می دهد كه كاتالیست در مدت كوتاهی فعالیت خود را از دست داده و درصد تبدیل افت قابل ملاحظه ای می كند. سپس مقایسه ای بین نتایج تحقیق حاضر با نتایج تجربی و تئوری انجام شده است.

2-1- پیشینه تحقیق

جهت پیش بینی غیر فعال شدن كاتالیستهای اسید جامد، تحقیقات زیادی بر روی مكانیسم غیر فعال شدن صورت گرفته و مدلهای ریاضی متنوعی ارائه گردیده است كه هر كدام با فرضیاتی خاص، نتایج تئوری متفاوتی را بدست آورده اند. و سایت های مسموم و دهانه منافذ مسموم مكانیسم های پیشنهاد شده برای غیر فعال شدن كاتالیست های اسید جامد هستند اما نتایج تجربی بسیار محدود است و آنالیز های تئوری در مقالات در دسترس هستند و برخی از مقالات در ذیل اشاره می گردد:

Zeolite /BF3 : Corma and Martinez ,1993

Zeolite – Y , Zeolite – β : de Jong et al ., 1996 and Nivarty et al ., 1998

H-Y Zeolites : Simpson et al ., 1996

(Sulfated Zirconia Superacides (Gue et al ., 1994

3-1- روش كار وتحقیق:

روش كار به صورت تئوری بوده و شامل موارد ذیل می باشد:

1- انجام مطالعات كتابخانه ای و بررسی مدلهای ارائه شده احتمالی مانند مدل پوسته ای.

2- انتخاب یك مدل ریاضی جهت غیر فعال شدن كاتالیست و تدوین برنامه كامپیوتری با بهره گرفتن از نرم افزار متلب.

3- مقایسه نتایج حاصل از مدل ریاضی انتخابی و نتایج تجربی موجود.

4- اصلاح مدل ریاضی جهت تطبیق با نتایج تجربی موجودو

5- تدوین پایان نامه.

تعداد صفحه : 113

قیمت : 14700 تومان

 

—-

پشتیبانی سایت :        *       asa.goharii@gmail.com