برگشتن به شیمی

دانلود پایان نامه : بازيافت دي اتانول آمين از پساب هاي صنعتي

۵,۰۰۰ تومان

Continue Shopping
دسته: , برچسب: , , , , , , , , , , , ,

توضیحات محصول

دانلود پایان نامه : بازيافت دي اتانول آمين از پساب هاي صنعتي

100ص

 

 

 

فهرست مطالب                                                                                                            صفحه

 

 

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3

چكيده……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 4

 

فصل اول

شيرين كردن گازها با اتانول آمين ها

تعريف عمومي گازها……………………………………………………………………………………………………………………….. 6

انواع گاز طبيعي………………………………………………………………………………………………………………………………. 6

ناخالصي هاي موجود در گازها……………………………………………………………………………………………………….. 7

پالايش گازها……………………………………………………………………………………………………………………………………. 7

روش آمين……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 9

انتخاب نوع فرآيند……………………………………………………………………………………………………………………….. 10

تجهيزات لازم فرايند تصفيه گاز ترش با آمين ها……………………………………………………………………… 11

فرآيند تصفية گاز ترش با دي اتانول آمين (DEA)………………………………………………………………… 12

اثر گازهاي اسيدي جذب شده روي خواص فيزيكي آلكانول آمين…………………………………………. 16

واكنش هاي شيميايي فرآيند شرين كردن گاز طبيعي……………………………………………………………. 17

حلالهاي جاذب…………………………………………………………………………………………………………………………….. 19

ويژگيهاي زداينده گازها و حلالهاي جاذب…………………………………………………………………………………. 20

معرفي آمين ها و معيار انتخاب آنها…………………………………………………………………………………………… 21

توليداتانول آمين ها……………………………………………………………………………………………………………………… 22

خصوصيات اتانول آمين ها…………………………………………………………………………………………………………… 25

كاربرد اتانول آمين ها…………………………………………………………………………………………………………………… 28

مزاياي دي اتانول آمين نسبت به موتور اتانول آمين………………………………………………………………… 29

ظرفيت، تقاضا و قيمت اتانول آمين در سطح جهان…………………………………………………………………. 30

 

فصل دوم

فرايند نويني براي بازيافت DEA از محلولهاي نيمه فاسد شده:

تشريح فرايند وتعادل فازي سيستم دي اتانول آمين – بي (هيدروكسي اتيل) پيپرازين

تري (هيدروكسي اتيل) اتيلن دي آمين – هگزادكان…………………………………………………………………………….. 34

 

فرايند نوين…………………………………………………………………………………………………………………………………… 36

مشخصات مايع بي اثر………………………………………………………………………………………………………………….. 38

بررسي تعادل بخار مايع(VLE)…………………………………………………………………………………………………. 39

ترموديناميك تعادل بخار – مايع………………………………………………………………………………………………… 39

مخلوط‌هاي دوتايي ………………………………………………………………………………………………………………………. 45

مخلوط‌هاي چند جزيي………………………………………………………………………………………………………………… 48

آناليز رگرسيون داده‌هاي تعادلي بخار – مايع……………………………………………………………………………. 49

مواد، تجهيزات و روش‌هاي آ‌زمايشگاهي…………………………………………………………………………………….. 53

 

 

فصل سوم

فرايند نويني براي بازيافت DEA از محلولهاي نيمه فاسد شده:

آناليز فرايند…………………………………………………………………………………………………………………………………… 56

تقطير تحت شرايط جريان برگشتي كامل………………………………………………………………………………….. 56

آناليز فرايند با شبيه ساز ASPEN ………………………………………………………………………………………… 65

تقطير ناگهاني……………………………………………………………………………………………………………………………….. 66

تقطير جزئي و ناگهاني…………………………………………………………………………………………………………………. 68

اثر شرايط عملياتي بر اجراي فرايند…………………………………………………………………………………………… 72

شبيه سازي فرايند پيشنهادي با دو ستون تقطير……………………………………………………………………… 80

 

نتيجه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 84

ضميمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 86

معادلة NRTL و پارامترهاي آن …………………………………………………………………………………………………………….. 88

مراجع ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 89

 

مقدمه

اين پروژه ، شامل سه فصل مي باشد. فصل اول راجع به شيرين كردن گازها و حلال اتانول آمين، فصل دوم در ارتباط با فرايند بازيافت حلالهاي جاذب و فصل سوم در رابطه با آناليز فرايند پيشنهادي مي باشد.

در فصل اول گازها به صورت عمومي، ناخالصيهاي موجود در گازها، فرايند شيرين كردن گازها ، روشهاي پالايش ، روش آمين، تجهيزات لازم فرايند تصفيه گاز ترش با آمين‌ها، حلالها جاذب، آمينها، خصوصيات و كاربرد آمين ها ، ظرفيت تقاضا و قيمت اتانول آمين در سطح جهان و . بحث شده است.

در فصل دوم فرايند نويني براي بازيافت اتانول آمينها خصوصاً دي اتانول آمين از محلولهاي نيمه فاسد شده پيشنهاد شده است و سپس فرايند و تعادل فازي سيستم دي اتانول آمين بي(هيدوركسي اتيل) پيپازين تري (هيدروكسي اتيل ) اتيلن دي آمين هگزادكان ، مشخصات مايع بي اثر ،بررسي تعادلي بخار- مايع ، ترموديناميك تعادل بخار مايع و تشريح شده اند.

در فصل سوم آناليز فرايندپيشنهادي ، تقطير تحت شرايط جريان برگشتي كامل، آناليز فرايند با شبيه سازاسپن ، تقطير جزئي وناگهاني ، اثر شرايط عملياتي روي اجراي فرايند و …. توضيح داده شده اند.

بعضي علائم، نشانه ها ، حروف و اختصار كلماتي كه در طول پروژه از آنها استفاده و در درون فصلها توضيح داده نشده اند، در پايان پروژه تحت عنوان ضميمه آورده شده اند.

 

 

چكيده

يك مطالعه دربارة فرآيند تقطير چند مرحله اي براي بازيافت DEA از محلولهاي آلوده ارائه گرديده است. اين قبيل محلولها مشكلات جدي را در كارخانجات گاز و پالايشگاههاي نفتي بوجود آورده اند . بدليل فراريت بعضي از اجزاء تشكيل دهنده شان نمي توانند به آاساني خالص شوند. اين فرآيند جديد از هگزادكان به عنوان مايع حامل بي‌اثر براي حصول اطمينان از توزيع مناسب مايع در ستون تقطير ، به منظور جلوگيري از آلودگي و سهولت تفكيك اجزاء غيرفرار استفاده مي كند. در اين پروژه فرايند با داده هاي تعادل فازي نوين بين مخلوط دي اتانول آمين، بي(هيدروكسي اتيل) پيپرازين، تري(هيدروكسي اتيل) اتيلن دي آمين، آب و هگزادكان توضيح داده شده است. خصوصيات فيزيكي طراحي شدة ماده حامل بي اثر مورد بحث قرار مي گيرد و رهنمودهايي جهت انتخاب آن ارائه گرديده اند. از مدل ضريب فعاليت دو مايع غير تصادفي به طور موفقيت آميز جهت نمايش يا ارائه داده هاي تعادلي استفاده مي شود. فرآيند تقطير براي عمل خلوص سازي محلول‌هاي آمين آلوده شده، توصيف شده است. فرآيند تقطير چند مرحله‌اي و مايع حامل بي اثر(هگزادكان) استفاده مي شود. از ستون تقطير با قطر داخلي 50 پيشنهاد شده با شبيه سازاسپن(ASPEN) را تائيد كند و از خصوصيات فيزيكي مايع حامل بي اثر ارائه شده در فصل دوم استفاده مي كند . بعنوان مثال، براي تفكيك ناخالصي هاي محلول دي اتانول آمين فاسد شده تحت شرايط خلاء راندمان خوبي به دست آمده بود. نتايج با تقطير تك مرحله اي مرسوم برابر هستند.

 

 

 

فصل دوم

فرايند نويني براي بازيافتDEA از محلول هاي نيمه فاسد شده:

تشريح فرايند و تعادل فازي سيستم دي اتانول آمين-بي(هيدروكسي اتيل)پيپرازين- تري(هيدروكسي اتيل ) اتيلن دي آمين-هگزادكان

 

 

 

 

 

تشريح فرآيند و تعادل فازي سيستم دي اتانول آمين – بي(هيدروكسي اتيل) پيپرازين[1]– تري(هيدروسيك اتيل) اتيلن دي آمين[2]– هگزادكان[3].

گازهاي طبيعي و پالايشگاهي شامل گازهاي اسيدي در حدود غلظت كمتر از چند p.p.m تا ده ها درصد حجمي هستند. عمدة گازهاي اسيدي سولفيدهيدروژن () و دي اكسيد كربن () هستند . بدليل خورندگي گازهاي اسيدي در حضور آب، سمي بودن  و فقدان ارزش حرارتي  ، گازها بايستي قبل از استفاده تصفيه شوند. محلول هاي آبي آلكانول آمين ها با گازهاي اسيدي واكنش برگشت پذير نشان مي دهند وبنابراين براي دفع آنها زياد مورد استفاده قرار مي‌گيرند. همچنانكه در فصل اول گفته شده، آلكانول آمين ها عمدة مهم شامل مونو اتانول آمين(MEA) ، دي اتانول آمين (DEA) ، متيل دي اتانول آمين(MDEA) ، دي گليكول آمين(DGA) و دي – 2 – پروپانول آمين (DIPA ) هستند . هر چند واكنش هاي آمين و گاز اسيدي برگشت پذير هستند. واكنش هاي غيربرگشت پذير نيز ممكن است اتفاق بيافتد و محصولاتي را نتيجه مي دهد كه آمين ها به سهولت از آن بازيافت نمي شوند. اين پديده آلودگي آمين يا فاسد شدن آمين ناميده مي شود. محلول هاي دي اتانول آمين نيمه آلوده شده معمولاً هيدروكسي اتيل اگزازليدن(HEOD) ،               بي (هيدروكسي اتيل) پيپرازين(BHEP) ، تري (هيدروكسي اتيل) اتيلن دي آمين( THEED) با غلظت هاي ناچيز اجزاء با نقطه جوش بالا با هم هستند. محلول هاي آمين صنعتي آلوده شدة حاصل از گاز اسيدي و آمين غالباً شامل ديگر آلوده كننده ها مانند جامدات معلق ، هيدروكربن هاي غيرقابل حل، يونهاي سديم و كلر، سولفيد آهن، عوامل جوشان و عوامل برطرف كننده كف، بازدارندة خوردگي و نمك هاي پايدار در برابر گرما هستند. مورد آخر در نتيجة پروتوناسيون توسط اسيدهاي قويتر از  و  تشكيل مي شود. انباشتگي آلوده كننده ها در محلول هاي آمين عمدتاً با مسايل و مشكلات گردش محلول از جمله كف كردن ، جرم گرفتگي ، خوردگي، كاهش در حجم آمين فعال و افزايش در ويسكوزيته محلول همراه است. تنها در ايالات متحده، تلفات حلال آلكانول آمين در ماشين آلات گاز و مايع آغشته به آن به پوند در سال با ارزشي افزون بر  دلار در سال بالغ مي گردد. در ادامه فرآيند ، محلول آمين در حال گردش ، بايستي كاملاً يا تقريباً با آمين هاي تازه جايگزين شود. به طور نمونه محلول هاي آلوده شدهء آمين، بالاي 80% آمين فعال دارند. عمليات متداول تزريق چاه عميق و سوزاندن محلول هاي آمين مصرفي، از نظر زيست محيطي، مناسب نيست و همچنين فقدان آمين با ارزش را نيز شامل مي شود. يكي از راه حل هاي اين مشكلات ، بازيابي محلول هاي آلوده شده مي باشد. با اينحال ماهيت شيميايي و فيزيكي آلوده كننده ها، باعث ايجاد مشكلات در توسعهء طراحي پالايش و خالصي سازي شده است. بطور ايده آل، يك طرح پالايش (خالص سازي) اشامل موارد زير است:

 

الف) تنوع بالا، بعبارتي ، فرايند بايستي براي محدودء وسيعي از آمين ها مناسب باشد.

ب) خلوص بالا،بعبارتي ، آمين هاي بازيافت شده بايستي ، به اندازه كافي خالص باشند به نحوي كه بتوان آنهاا را به فرآيند جذب براي سرويس معمولي برگشت داد.

ج) اثر زيست محيطي اندك، بعبارتي محصول جانبي بايد بطور قابل ملاحظه اي هم از لحاظ حجمي و هم از لحاظ آلودگي كمتر از محلول آلوده باشد.

ح)قيمت پايين، يعني قيمت و هزينة كل خالص سازي و بازيافت محلول هاي آمين آلوده شده بايد از خريد آمين تازه كمتر باشد. روش ها و دانش هاي فني مختلفي براي پالايش وتصفية محلول هاي آلودهء دي اتانول آمين پيشنهاد شده است. اگر چه عمدة آنها تنها به زدايش نمك هاي پايدار در برابر حرارت سروكار دارند . اما تعدادي كارهاي مقدماتي انجام شده راجع به بازيافت دي اتانول آمين با معكوس كردن واكنش هاي آلوده كننده گزارش شده اند. تكنيك پالايش و خلوص سازي كه تا كنون با بيشترين دقت وجود داشته است . با اينحال ، گرايش آمين ها با فاسد شدن و نزديكي نقاط جوش آنها به ديگر تركيبات در تفكيك با روش تقطير در فشار اتمسفريك يا تقطير در خلاء موانعي ايجاد مي كند. نداشتن داده هاي تعادلي بخار- مايع براي اجزاء آلوده كننده و مخلوط هاي شامل آمين ها، مشكل اصلي طراحي واحدهاي تقطير هستند. شركت كانادايي بازيافت شيميايي با مسئوليت محدود (CCRL) فرايندي را جهت بازيابي محلول آلوده شدة آمين توسعه داده است كه شامل دو مرحله اساسي مي شود: پيش تصفيه باكاستيك و در ادامه تقطير خلاء در يك جدا كننده. عليرغم عمليات تحت خلاء يك احتمال فاسد شدن حرارتي دي اتانول آمين و غلظت هاي قابل توجه BHEP در محصول وجود دارد. اجزاء آلوده ي ديگر مانند THEED و HEOD بخوبي بوسيلة فرآيند ، تفكيك مي شوند. عدم تفكيك BHEP بدليل يكسان بودن فراريت آنهاست.

 

فرآيند نوين

مي توان قابليت هاي فرآيند CCRL را با جايگزين كردن تفكيك كنندة ناگهاني تك مرحله اي با ستون تقطير شامل چندين مرحلة تئوري تقويت كرد. مراحل اضافي بايد محصولات بالا سر و محصولات پايين را كه به ترتيب آمين بيشتر وكمتري دارند نتيجه دهد. غلظت آلوده كننده ها با نقطه جوش بالا در جريان‌هاي بخار و مايع در پايين ستون تقطير كم مي باشند. جدا از بي ثباتي عمليات ستون تقطير ، مراحل پاييني ممكن است با مواد غير فرار دچار جرم گرفتگي شوند. فرايند CCRL اجازه مي دهد، جامدات و محصولات آلودة سنگين تر مقداري آمين را به بيرون ظرف تفكيك كنندة ناگهاني منتقل كنند. اين عمل بالاي 20% آمين فعال ضايع شده را نتيجه مي دهد. با ارائه مايع حامل بي اثر مناسب با نقطه جوش بالا مي توان مشكلات مربوط به تقطير چندمرحله اي را حل نمود. اين مايع با خوراك آمين آلوده ارسالي به ستون تقطير ، مخلوط مي شود. به علت خاصيت نقطه جوش بالا، مايع بي اثر به قسمت پايين برج با آلوده‌كننده هاي غيرفرار با آن پايين مي آيد. اگر مايع بي اثر ايده آل انتخاب شود، حلاليت آمين تجزيه شده اندك است و بيرون برج تفكيك با غلظت بيشتري مي تواند اتفاق بيافتد. بدليل تفكيك ، مايع بي اثر مجدداً گرم مي شود و با خوراك آلوده مخلوط مي شود و به موجب آن يك سيكل كامل فرايندي ايجاد مي شود. شكل 2-1 دياگرام جريان فرآيند پيشنهاد شده را نشان مي دهد.

شكل 2-1 دياگرام جريان فرآيند نوين براي خالص سازي محلول هاي آمين آلوده شده

محلول خوراك آمين آلوده در تماس با مايع بي اثر قرار گرفته و به تفكيك كننده اي كه در آن آمين و آب و مقداري محصولات آلوده فرار تحت شرايط خلاء به سرعت عبور مي كنند، فرستاده مي شود. نسبت خوراك به مايع بي اثر و دماي تفكيك كنندة ناگهاني در جدول داده شده ليست شده اند. مقدار جامدات غيرمحلول داخل خوراك درتفكيك كنندة ناگهاني دست نخورده ، ته نشين شده و با مايع بي‌اثر خارج مي شود. بخار توليدي داخل تفكيك كننده قبل از آنكه وارد برج تقطير شود ميعان جزيي مي شود. مايع بي اثر و محصولات آلوده از آمين جدا مي شوند و برج تقطير را در انتهاي آن ترك مي كنند. در حاليكه دي اتانول آمين، آب و مقادير كم جزء بي اثر از بالا خارج مي شوند. نظر باينكه حلاليت مايع بي اثر در محلول آمين در دماي كندانسور خيلي كم است، به سهولت تفكيك مي‌شود. مايع بي اثر خارج شدة انتهاي برج تقطير از ناخالصي ها در تفكيك كننده تفكيك مي شوند. سپس مايع بي اثر مجدداً به گردش در مي آيد. اين تغييرات فرآيند، اصولاً به درجه بالايي از بازيافت وخلوص آمين منجر مي گردد. بعلاوه مقادير قابل توجهي از آمين با سطوح داغ انتقال حرارت در تماس قرار نمي گيرند. جريان پاييني از جداكنندة ثقلي شامل محلول آمين فاسد شده با مقادير جزئي ناخالصي مايع بي اثر مي‌باشد.

 

مشخصات مايع بي اثر

مايع بي اثر بايستي مشخصات اوليه زير را داشته باشد:

  • اثر شيميايي بالا
  • نقطه جوش بالا
  • نقطه ذوب پايين
  • دانسيتة مخصوص كم
  • ويسكوزيتة كم
  • حلاليت كم براي آمين ها و تجزيه هاي حاصل از آمين
  • پايداري حرارتي بالا
  • ويژگيهاي انتقال حرارت خوب
  • خورندگي كم
  • قيمت پايين
  • نسبت به محيط واطراف بي خطر

 

ويژگي نقطه جوش بالاي مايع بي اثر، از حضور آن در محلول بالاي برج تقطير جلوگيري مي كند. دانسيتة مخصوص كم و حلاليت جزئي آمين و موارد ديگر حاصل از تجزيه در محلول هاي آلوده شده بنحوي كه پايداري شيميايي و حرارتي بازيافت مايع بي اثر را آسان كند ارائه گرديده است. حلال‌هايي كه در فرآيندهاي ديگري مانند فرايندهاي بي خطر نسبت به محيط واطراف مورد استفاده قرار مي‌گيرند داراي مشخصات ديگري هستند. اطلاعات فشار بخارها و داده هاي تعادلي مايع- مايع براي توسعه فرايند ضروي است و توسط عابدين زادگان عبدي و ميسن گزارش شده اند. داده هاي تعادلي بخار- مايع نيز همچنين ضروري و درجدول اين فصل ارائه شده اند.

بررسي تعادل بخار-مايع [4](VLE)

دو روش بوسيلة عابدين زادگان عبدي و ميسن براي بدست آوردن ويژگيهاي تعادلي بخار- مايع مخلوط آب ، دي اتانول آمين و محصولات آلودهء آن ارائه شده اند و روش هاي مورد استفاده براي تعيين VLE به طور قابل توجه در طراحي با هم تفاوت دارند، اما همه بر سر اصل وارد كردن فازهاي مايع و بخار در تماس با هم براي رسيدن به تعادل و تعيين دما، فشار و غلظت هاي يكي يا هر دو فاز مشتركند.

 

ترموديناميك تعادل بخار-مايع

فازهاي مايع و بخار هنگامي در تعادل هستند كه هر دو فاز دماي يكساني داشته و فوگاستية هر جزء(i) در دو فاز يكسان باشد. فوگاسيته معمولاً بوسيلة پارامترهاي ديگري مانند ضرايب فوگاسيته در فاز گاز وضرائب فعاليت در فاز مايع…

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه پرداخت مستقیم که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشید.

دیدگاهها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین نفری باشید که دیدگاهی را ارسال می کنید برای “دانلود پایان نامه : بازيافت دي اتانول آمين از پساب هاي صنعتي”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *