پایان نامه :بررسی تکنولوژی های موجود برای سولفورزدایی از نفتای برج تقطیر و شبیه سازی فرآیند آن

پایان نامه رشته :مهندسی شیمی

گرایش :محیط زیست

عنوان : بررسی تکنولوژی های موجود برای سولفورزدایی از نفتای برج تقطیر و شبیه سازی فرآیند آن

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد شاهرود

دانشکده فنی و مهندسی- مهندسی شیمی

 

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد(M.Sc.)

گرایش :محیط زیست

 

عنوان:

بررسی تکنولوژی های موجود برای سولفورزدایی از نفتای برج تقطیر و شبیه سازی فرآیند آن

 

استاد راهنما:

دکتر علی اصغر روحانی

 

استاد مشاور:

دکتر علی رضا جیرسرایی

زمستان ۱۳۹۲

 
 

فهرست

عنوان                                                                                                                               صفحه
چکیده۱
مقدمه۲
فصل اول:کلیات
(۱-۱)تاثیر سولفور بر آلایندگی خودرو۱۰
(۱-۲)تاثیرات سولفور بر روی موتورهای دیزل و تکنولوژی کنترل آلاینده ها۱۱
(۱-۳) منشا پیدایش سولفور۱۲
(۱-۴)انواع روش های شیرین سازی.۱۳
                 (۱-۴-۱)شیرین سازی دکتر۱۴
                 (۱-۴-۲)شیرین سازی کلرید مس.۱۵
                 (۱- ۴-۳)فرایند هیپوکلریت.۱۷
                 (۱-۴-۴)فرایند غربال مولکولی۱۸
                 (۱-۴-۵)شستشو با محلول سود۲۰
                 (۱-۴-۶)فرایند مراکس.۲۲
               ۴-۷) فرایندDMD24
                (۱-۴-۸)فرایند DMC26
                (۱- ۴ ۹)تصفیه هیدروژنی۴۲
فصل دوم:مروری بر تحقیقات گذشته
فصل سوم: آنالیز و بررسی فرآیند گوگردزدایی از نفتا (DMD)
(۳-۱)تعریف .۶۷
 (۳-۲)طراحی و شبیه سازی فرایند۶۸
 (۳-۳)ویژگی های HYSYS.68
 (۳-۴)کاربرد های شبیه سازی ۶۹
 (۳-۵) نرم افزار های مشابه۶۹
 (۳-۶)روند انجام تحقیق.۷۰
                    (۳-۶-۱): مطالعات کتابخانه‌ای ۷۰
                  (۳-۶-۲): شبیه­سازی فرآیند گوگردزدایی از نفتا توسط نرم­افزار HYSYS .72
        (۳-۷) نتایج کلی از فرآیند DMD88
فصل چهارم: بحث و نتیجه گیری
 (۴-۱):اثر دبی خوراک ورودی  برروی عملکرد فرآیند DMD.91
 فصل پنجم:ارائه پیشنهادات برای ادامه کار در آینده  
(۵-۱)بحث و نتیجه گیری.۱۱۰
(۵-۲)بحث و نتیجه‌گیری و ارائه پیشنهادات برای ادامه کار در آینده۱۱۳
منابع و ماخذ
         فهرست منابع فارسی۱۱۵
        فهرست منابع غیر فارسی.۱۱۶
        چکیده انگلیسی۱۱۸
فهرست جدول ها
عنوان                                                                                                                       صفحه
جدول(۱-۱).۴
جدول(۱-۲) ۱۳
جدول(۱-۳)۱۹
جدول(۲-۱)۴۷
جدول(۲-۲)۴۷
جدول(۲-۳)۵۲
جدول(۳-۱)۷۶
جدول(۳-۲)۷۷
جدول(۳-۳)۷۹
جدول(۳-۴)۸۱
جدول(۳-۵)۸۲
جدول(۳-۶)۸۳
جدول(۳-۷)۸۵
جدول(۳-۸)۸۶
جدول(۳-۹)۸۸
جدول(۳-۱۰)۸۹
جدول(۴-۱)۱۰۷
جدول(۴-۲)۱۰۷
 جدول (۵-۱)۱۱۲
فهرست نمودار ها
عنوان                                                                                                                  صفحه
نمودار(۲-۱).۴۸
نمودار(۲-۲).۴۸
نمودار(۴-۱).۹۱
نمودار(۴-۲).۹۲
نمودار(۴-۳).۹۲
نمودار(۴-۴).۹۳
نمودار(۴-۵).۹۳
نمودار(۴-۶).۹۴
نمودار(۴-۷).۹۵
نمودار(۴-۸).۹۶
نمودار(۴-۹)۹۶
نمودار(۴-۱۰).۹۷
نمودار(۴-۱۱).۹۷
نمودار(۴-۱۲)۹۹
نمودار(۴-۱۳).۹۹
نمودار(۴-۱۴)۱۰۰
نمودار(۴-۱۵)۱۰۰
نمودار(۴-۱۶)۱۰۱
نمودار(۴-۱۷)۱۰۱
نمودار(۴-۱۸)۱۰۳
نمودار(۴-۱۹)۱۰۴
نمودار(۴-۲۰)۱۰۴
نمودار(۴-۲۱)۱۰۵
نمودار(۴-۲۲)۱۰۵
نمودار(۴-۲۳)۱۰۶
نمودار(۴-۲۴)۱۰۸
نمودار(۴-۲۵)۱۰۸
فهرست شکل ها
عنوان                                                                                                                  صفحه
شکل(۱-۱)۱۵
شکل(۱-۲)۱۷
شکل(۱-۳)۱۸
شکل(۱-۴)۲۰
شکل(۱-۵)۲۲
شکل(۱-۶)۲۳
شکل(۱-۷)۲۵
شکل(۱-۸)۲۷
شکل(۱-۹)۲۷
شکل(۱-۱۰)۲۹
شکل(۱-۱۱)۳۱
شکل(۱-۱۲)۳۴
شکل(۱-۱۳)۳۶
شکل(۱-۱۴)۳۸
شکل(۱-۱۵)۳۹
شکل(۲-۱)۴۶
شکل(۲-۲).۴۶
شکل(۲-۳).۵۴
شکل(۲-۴).۵۶
شکل(۲-۵).۵۷
>شکل(۲-۶).۵۸
شکل(۲-۷).۵۹
شکل(۲-۸).۵۹
شکل(۲-۹).۶۰
شکل(۲-۱۰).۶۱
شکل(۳-۱)۷۴
شکل(۳-۲)۷۵
شکل(۳-۳)۸۴

چکیده

براساس مطالعات انجام شده، فرآیندهای مختلفی برای گوگردزدایی از نفتا وجود دارد که برای تعیین روش گوگردزدایی از نفتا، پارامترهایی بسیار تعیین کننده وجود دارد که نوع ترکیبات گوگرددار و دما وفشار عملکردی یکی از مهمترین پارامترهای تعیین ­کننده­ روش گوگردزدایی از نفتا می­باشد. یکی از مهترین ترکیبات مضر که در نفتا وجود دارد H2S، CO2 و COS می­باشدکه مهترین آن COS می­باشد. به­همین ترتیب در این تحقیق، یک فرآیند گوگردزدایی از نفتا (DMD) با افزودن دی­اتانل آمین توسط نرم­افزار HYSYS شبه سازی شده است. هدف از طراحی فرآیند  DMD، حذف مرکاپتان­ها از یک جهت و حذف H2S و CO2 از یک جهت دیگر می­باشد. که مرکاپتان­های موجود در این فرآیند شامل M-Mercaptan و E-Mercaptan می­باشد. فرآیند DMD شامل دو راکتور کاتالیستی و جداکننده دو فازی و سه فازی می­باشد. هدف از راکتور کاتالیستی، تبدیل COS به H2S و CO2 می­باشد، و در خروجی از راکتور کاتالیستی دوم در جهت مخالف فرآیند، به فرآیند دی­اتانل آمین را به آن افزودیم و براساس یکپارچگی فرآیند مقدار COS، H2S و CO2 خروجی از فرآیند بسیار کاهش یافته است که تقریبا ۱/۰از CO2 و H2S فرآیند از فلش دو فازی خارج شده است و مابقی آن، به ­عنوان ورودی به راکتور کاتالیستی اول بازگردانده شده است. هدف از جداکننده سه فازی، خارج کردن هیدروکربن­های سبک و مرکاپتان­ها از خروجی فاز مایع سبک سه فازی می­باشد و هدف از جداکننده دو فازی، خارج کردن H2S و CO2 می­باشد که مقدار بسیار ناچیزی از مرکاپتان­ها به صورت مایع از جداکننده­ی دو فازی خارج شده است که این مقدار بسیار ناچیز، پروژه را از هدف دور نخواهد کرد. تقریبا ۰۳۲/۰ و ۰۲/۰ از M-Mercaptan و E-Mercaptan خروجی از راکتور کاتالیستی اول از فلش دو فازی خارج شده است. به­ترتیب نسبت M-Mercaptan و E-Mercaptan خروجی از فلش دوفازی به فلش سه فازی برابر است با ۰۵/۰ و  ۰۳/۰.
کلمات کلیدی: فرآیند، گوگردزدایی، نفتا، دی اتانل آمین و یکپارچگی.

مقدمه:

امروزه نفت و مشتقات آن تقریباً ۳۷ درصد مصرف انرژی جهان و ۹۰ درصد سوخت وسایل حمل و نقل بزرگراه ها مانند (اتومبیل ها، اتوبوس ها و کامیون ها) و سیستم های حمل و نقل غیر جاده ای مانند( قطارها، کشتی ها و تجهیزات کشاورزی) را تامین می کنند. با این وجود این سیستم ها سبب انتشار ذرات آلاینده[۱] و همچنین انتشار گازهای آلاینده ای چون SOx و NOx می گردند که معضلات زیست محیطی را به همراه دارند. گوگرد یکی از آلودگی های اصلی در نفت و فرآورده های آن مخصوصاً دیزل و یا گازوئیل به شمار می رود که سبب ایجاد آلاینده های جامد دوده و آلاینده ی گازی SOx به هنگام احتراق می گردد. دوده عامل اصلی دود و بخارات سیاه رنگ و مضر خروجی از اگزوز است که سهم عظیمی در آلودگی هوا دارد. همچنین حضور مقادیر اندکی گوگرد در سوخت موتورها منجر به از کار افتادن و غیر فعال شدن مبدل های کاتالیستی شده و کارایی و توانایی آن ها را در اکسید کردن ترکیبات مضری چون مونواکسید کربن، هیدروکربن ها و مواد آلی فرار کاهش می دهد. در همین راستا به منظور کاهش اثرات زیان بار این آلاینده ها، قوانین و مقررات زیست محیطی در بسیاری از کشورهای جهان برای کاهش میزان گوگرد فرآورده های نفتی مخصوصاً دیزل و گازوئیل و تبدیل آن ها به فرآورده های با مقدار گوگرد بسیار پایین[۲] ( برای مثال ppm15- 10  در مورد گازوئیل)وضع شده و هر روز سخت گیرانه تر نیز می گردد ]۱[
به منظور کاستن از میزان انتشار ذرات معلق (دوده) و اکسیدهای گوگرد سازمان های بین المللی مقرراتی به منظور محدود نمودن میزان گوگرد موجود در سوخت دیزل وضع نمودند. در نوامبر سال ۱۹۹۰آژانس حفاظت از محیط زیست آمریکا[۳]  (US-EPA) تمامی وسایل نقلیه موتوری را که از سوخت های دیزلی استفاده می کردند را موظف نمود تا از اکتبر سال ۱۹۹۳ سوخت دیزل با میزان حداکثر گوگرد ppmW 500 را استفاده نمایند که به سوخت دیزل با گوگرد پایین[۴] (LSD) شناخته می شود. درژانویه سال ۲۰۰۱ ، این شرایط به صورت سخت گیرانه تری اعلام گردید. در اوایل ژوئن سال ۲۰۰۶  سازمان بین المللی ،پالایشگاه ها را موظف نموده اند تا میزان گوگرد سوخت وسایل نقلیه موتوری را  تا حد ppmW 15  کاهش دهند که به سوخت دیزل با گوگرد بسیار پایین (ULSD) شناخته می شود. در اوایل دسامبر سال ۲۰۱۰ ، تمامی سوخت های دیزل مورد استفاده در بزرگراه ها می بایستی از نوع ULSD باشد. نوع دیگری از سوخت دیزل در سامانه حمل و نقل غیر جاده ای، ریلی و دریایی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. پیش از سال ۲۰۰۴ محدودیت خاصی توسط EPA برای میزان گوگرد در سوخت دیزل غیر جاده ای وضع نشده بود. البته کاربردهای صنعتی این نوع دیزل مستثنی گردیده بود و محدودیتی تا سقف ۵/۰ درصدppmW) 5000(درنظر گرفته شده بود.در ژوئن سال  ۲۰۰۴، EPA استانداردهای جدیدی را برای این سوخت دیزل وضع نمود. فرایند دو مرحله ای جهت کاستن از میزان گوگرد برای سوخت دیزل غیر جاده ای به صورت زیر وضع گردید:
الف) تا سقف ppmW 500 از ژوئن سال ۲۰۰۷
ب)تا سقفppmW  ۱۵از ژوئن سال ۲۰۱۰
به طور مشابه میزان گوگرد برای سوخت های مصرفی در سامانه های ریلی و دریایی به سقف ppmW 500از تاریخ ژوئن ۲۰۰۷محدود گردید و این در حالی است که این میزان برای تاریخ ژوئن ۲۰۱۲ در سقف  ppmW 15تعیین گردیده است.[۱]
نفت کوره اساساً در کشتی ها و نیروگاه ها برای تولید برق و همچنین در برخی از سازه های صنعتی و تجاری برای
ایجاد گرما و دیگر مقاصد فرایندی استفاده می گردد. با توجه به کاربردهای خاص نفت کوره خصوصیات آن عموماً بر

نوع دیزل                                        بیشینه مقدار گوگرد مجاز ( ppmW )               تاریخ اجرا
شاهراه ها و بزرگراه ها                                        ۵۰۰                                        اکتبر۱۹۹۳
شاهراه ها و بزرگراه ها                                           ۱۵                                       ژوئن۲۰۰۶
غیر جاده ای –خشکی                                           ۵۰۰                                       ژوئن۲۰۰۷
غیر جاده ای- خشکی                                              ۱۵                                      ژوئن۲۰۱۰
سامانه های ریلی و دریایی                                      ۵۰۰                                      ژوئن۲۰۰۷
سامانه های ریلی و دریایی                                        ۱۵                                      ژوئن۲۰۱۲

جدول(۱-۱)استانداردهای میزان گوگرد برای سوخت دیزل (U.S.EPA,2004 )
پایه مشخصات فنی و نه مسائل محیط زیستی تعیین می گردد.در ایالات متحده آمریکا، هیچ محدودیتی برای میزان گوگرد در نفت سنگین یا نفت کوره برای کاربردهای غیرجاده ای خشکی از قبیل واحدهای تولید برق که از سوخت های فسیلی برای تولید برق استفاده می کنند، وجود ندارد. در عوض برای انتشار دی اکسید گوگرد توسط آژانس حافظت از محیط زیست قوانینی وضع گردید.از آن جایی که کاربرد دیگر نفت کوره در ناوگان حمل و نقل دریایی است، از این رو قوانین و مقرراتی بوسیله کمیته حفاظت ازمحیط زیست دریایی۱   (MEPC) وابسته به سازمان ناوگان بین المللی۲ (IMO) وضع گردید که به طور کلی برای نفت کورهقابل اجراست.
پروتکل سال ۱۹۹۷ (MARPOL* Annex VI) قوانین برای جلوگیری از آلودگی هوا  ناشی از کشتی ها اولین توافقنامه بین المللی است که میزان گوگرد محتوی در سوخت های نفتی از جمله نفت کوره را به مقدار ۵/۴ درصد وزنی محدود می کند. میزان گوگرد محتوی در سوخت های نفتی در مناطق کنترل انتشار گوگرد SECA) ها( باید کمتر از۵/۱ درصد وزنی باشد. قوانین SECA ها تنها در دریای بالتیک (لازم الاجرا در سال ۲۹۹۱ )، دریای شمال و کانال انگلیس (لازم الاجرا در سال ۲۰۰۷ ) به اجرا در آمد. پروتکل از ۱۹ مه سال ۲۰۰۵ فعال است ( MEPC,1997). MARPOL Annex 13 ، که به عنوان نسخه ویرایش شده   MARPOL Annex VI  نیز شناخته می شود، در دهم اکتبر سال۲۰۰۸ پذیرفته گردید.
تعداد صفحه : ۱۱۹
قیمت : ۱۴۷۰۰ تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

مطلب پیشنهادی
پایان نامه رشته :شیمی گرایش :شیمی وفناوری اسانس عنوان :…
Cresta Posts Box by CP