دانلود تحقیق کامل درباره مدل سازی رآکتور شیمیایی با شبکه‌های عصبی مصنوعی

اختصاصی از هایدی دانلود تحقیق کامل درباره مدل سازی رآکتور شیمیایی با شبکه‌های عصبی مصنوعی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 135

مدل سازی رآکتور شیمیایی با شبکه‌های عصبی مصنوعی

چکیده:

در این پروژه، ورودی‌ها و خروجی‌های یک سیستم چند ورودی و چند خروجی غیر خطی، برای ایجاد یک مدل دینامیکیِ هوشمند، استفاده شده است. بنابراین انتخاب شبکه‌های عصبی مصنوعی از نوع پرسپترون‌های چندلایه برای این منظور مناسب است. در کنار این نوع از مدل‌سازی، استفاده از یک شیوه‌ی مناسب برای کنترل پیشگویانه (پیش بینانه)ی مدل یاد شده، ضروری است.

مدل‌های برگشتی تصحیح شونده که از قوانین تعدیل ماتریس‌های وزنی مسیرهای ارتباطی بین نرون‌های مدل استفاده می‌کنند، در این پروژه به کار گرفته شده‌اند.

این قوانین برای آموزش سیستم، جهت کنترل و دستیابی به خروجی مطلوب در زمان‌های بعدی به کار می‌روند.

فراگیری در این سیستم نیز از نوع فراگیری با سرپرست می‌باشد؛ به این صورت که معادله‌ی دیفرانسیل دینامیکیِ سیستم در دسترس است و بنابراین مقادیر مطلوب برای متغیر هدف، که سیستم باید به آن برسد، برای زمان‌های آینده مشخص می‌باشد و خروجی سیستم با استفاده از یک کنترل‌کننده‌ی پیش‌بین، همواره باید به این اهداف دست یابد. سیستم مورد مطالعه در این پروژه، یک رآکتور شیمیایی است که برای اختلاط پیوسته‌ی مواد شیمیایی واکنش دهنده با غلظت‌ها و مقادیر تعریف شده و تولید یک ماده‌ی محصول با یک غلظت متغیر با زمان به کار می‌رود؛ که میزان مطلوب این غلظت در یک زمان خاص، به‌عنوان هدف مطلوبی است که سیستم باید به آن دست یابد.

همچنین به‌جای یک سیستم واقعی، از یک مدل نرم‌افزاری برای جمع‌آوری داده‌های ورودی و خروجی استفاده می شود و در نهایت، نتایج این مدل سازی موفقیت‌آمیز، توانایی روش‌های مدل سازی هوشمند را همان‌گونه که در این تحقیق آمده است، اثبات می‌کند.

کلمات کلیدی: هوش مصنوعی، شبکه های عصبی مصنوعی، رآکتور شیمیایی، کنترل پیش‌بین، نرون، پتانسیل فعالیت، پرسپترون چندلایه غیر خطی، تورش، سیستم‌های غیر خطی، بازشناسی الگو، دستگاه‌های طبقه‌بندی خطی و غیر خطی، قاعده‌ی پس انتشار خطا، تعدیل ضرایب وزنی، شبیه‌سازی، مدل دینامیکی کامل / ناکامل شبکه‌‌ی عصبی مصنوعی

KEY WORDS: Artificial Intelligence, Artificial Neural Networks, Chemical Reactor, Predictive Control, Neuron, Action potential, Nonlinear Multilayer perceptrons, Bias , Nonlinear systems, Pattern Recognition, linear and Nonlinear classifiers, Backpropagation Rule, Adjusting the Connection Weights, Simulation, complete / Incomplete Artificial Neural Network models.

فصل اوّل:

مقدمه

مقدمه:

در کنترل با پسخور، که به عنوان معمول‌ترین نوع کنترل سیستم‌های دینامیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد، فرمان کنترل سیستم، با در نظر گرفتن میزان خطای محاسبه شده بین خروجی واقعی و مطلوب، صادر می‌شود.

کنترل پیش‌بین نیز که با استفاده از روش‌های هوش محاسباتی انجام می‌شود، نوعی کنترل با پسخور است. در این روش کنترلی، خطای سیستم قبل از اینکه اتفاق بیفتد، پیش‌بینی شده و برای تعیین دستور کنترل خطا، پیش از آنکه خطایی اتفاق بیفتد، استفاده می‌شود.

کنترل پیش بین در ابتدا به عنوان مدل کنترلی پیش بین کلاسیک که به یک مدل خطی، از سیستم، در فضای حالت نیاز داشت، معرفی شد.

در هر حال طبیعت غیرخطی بسیاری از سیستم‌ها، قابل صرف نظر کردن نیست؛ بنابراین مدل‌های خطیِ فضای حالت نمی‌توانند به‌درستی، خواص غیر خطی سیستم‌ها را ارائه دهند.

در چنین مواردی، تقریب کامل یا قسمتی از مدُل خطی ممکن است استفاده شود ولی در حالت کلی مدل‌های غیر خطی برای پیش بینیِ خروجی سیستم‌های غیر خطی برای اهداف کنترلی استفاده می‌شوند.

برخی از روش‌هایی که از اساس قواعد فیزیک استفاده می‌کنند، وجود دارند که می‌توانند مُدل برخی از سیستم‌ها را به طور کامل، و یا تا اندازه‌‌ی قابل قبولی، توصیف کنند و ساختارهای مدل را به‌وجود آورند.

شبکه‌های عصبی مصنوعی 2] و [11 و سیستم‌های منطق فازی (شبکه‌های نوروفازی) 8] [نیز می‌توانند برای مدل کردن سیستم‌ها به کار روند که به عنوان روش‌های مدل سازی هوشمند طبقه‌بندی می‌شوند. این گونه مدل‌ها باید پس از طراحی مقدماتی، توسط داده‌های ورودی و خروجی آموزش ببینند.

سیگنال داده‌های ورودی و خروجی در آموزش سیستم، به‌صورت آرایه‌ای‌از اعداد استفاده می‌شوند. آموزش سیستم به این شیوه، برای بهبود عملکرد سیستم، به شدت وابسته به خروجی مُدل می‌باشد.

پاورپوینت کامل با عنوان رآکتورهای هسته ای در 255 اسلاید

اختصاصی از هایدی پاورپوینت کامل با عنوان رآکتورهای هسته ای در 255 اسلاید دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

واکنشگاه هسته‌ای یا رآکتور اتمی دستگاهی برای انجام واکنش‌های هسته‌ای بصورت تنظیم شده و تحت کنترل است. این دستگاه در اندازه‌های آزمایشگاهی، برای تولید ایزوتوپ‌های ویژه مواد پرتوزا (رادیواکتیو) و همین‌طور پرتوداروها برای مصارف پزشکی و آزمایشگاهی، و در اندازه‌های صنعتی برای تولید برق ساخته می‌شوند.

تاریخچه

اولین انرژی کنترل شده ناشی از شکافت هسته‌ای در دسامبر ۱۹۴۲ بدست آمد. با رهبری فرمی ساخت و راه‌اندازی یک پیل از آجرهای گرافیتی، اورانیوم و سوخت اکسید اورانیوم با موفقیت به نتیجه رسید. این پیل هسته‌ای، در زیر میدان فوتبال دانشگاه شیکاگو ساخته شد و اولین رآکتور هسته‌ای فعال بود.

سوخت هسته‌ای

سوخت رآکتورهای هسته‌ای باید به گونه‌ای باشد که متحمل شکافت حاصله از نوترون بشود. پنج نوکلئید شکافت پذیر وجود دارند که در حال حاضر در رآکتورها بکار می‌روند. ۲۳۲Th، ۲۳۳U، ۲۳۵U، ۲۳۸U، ۲۳۹Puu. برخی از این نوکلئیدها برای شکافت حاصله از نوترونهای حرارتی و برخی نیز برای شکافت حاصل از نوترونهای سریع می‌باشند. تفاوت بین سوخت یک خاصیت در دسته‌بندی رآکتورها است.

در کنار قابلیت شکافت، سوخت بکار رفته در رآکتور هسته‌ای باید بتواند نیازهای دیگری را نیز تأمین کند. سوخت باید از نظر مکانیکی قوی، از نظر شیمیایی پایدار و در مقابل تخریب تشعشعی مقاوم باشد، تا تحت تغییرات فیزیکی و شیمیایی محیط رآکتور قرار نگیرد. هدایت حرارتی ماده باید بالا باشد بطوری که بتواند حرارت را خیلی راحت جابجا کند. همچنین امکان بدست آوردن، ساخت راحت، هزینه نسبتاً پایین و خطرناک نبودن از نظر شیمیایی از دیگر فایده‌های سوخت است.

غلاف سوخت رآکتور

سوختهای هسته‌ای مستقیماً در داخل رآکتور قرار داده نمی‌شوند، بلکه همواره بصورت پوشیده شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. پوشش یا غلاف سوخت، کند کننده و یا خنک‌کننده از آن جدا می‌سازد. این امر از خوردگی سوخت محافظت کرده و از گسترش محصولات شکافت حاصل از سوخت پرتو دیده به محیط اطراف جلوگیری می‌کند. همچنین این غلاف می‌تواند پشتیبان ساختاری سوخت بوده و در انتقال حرارت به آن کمک کند. ماده غلاف همانند خود سوخت باید دارای خواص خوب حرارتی و مکانیکی بوده و از نظر شیمیایی نسبت به برهمکنش با سوخت و مواد محیط پایدار باشد. همچنین لازم است غلاف دارای سطح مقطع پایینی نسبت به بر همکنشهای هسته‌ای حاصل از نوترون بوده و در مقابل تشعشع مقاوم باشد.

مواد کند کننده نوترون

یک کند کننده ماده‌ای است که برای کند یا حرارتی کردن نوترونهای سریع بکار می‌رود. هسته‌هایی که دارای جرمی نزدیک به جرم نوترون هستند بهترین کند کننده می‌باشند. کند کننده برای آنکه بتواند در رآکتور مورد استفاده قرار گیرد بایستی سطح مقطع جذبی پایینی نسبت به نوترون باشد. با توجه به خواص اشاره شده برای کند کننده، چند ماده هستند که می‌توان از آنها استفاده کرد.هیدروژن، دوتریم، بریلیوم و کربن چند نمونه از کند کننده‌ها می‌باشند. از آنجا که بریلیوم سمی است، این ماده خیلی کم به عنوان کند کننده در رآکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین ایزوتوپهای هیدروژن، به شکل آب و آب سنگین و کربن، به شکل گرافیت به عنوان مواد کند کننده استفاده می‌شوند.

آب سنگین در بعضی از انواع رآکتورهای هسته‌ای نیز به عنوان کند کننده نوترون به کار می‌رود. نوترون‌های کند می‌توانند با اورانیوم واکنش بدهند. از آب سبک یا آب معمولی هم می‌توان به عنوان کند کننده استفاده کرد، اما از آنجایی که آب سبک نوترون‌های حرارتی را هم جذب می‌کنند، رآکتورهای آب سبک باید اورانیوم غنی شده یا اورانیوم با خلوص زیاد استفاده کنند، اما رآکتور آب‌سنگین می‌تواند از اورانیوم معمولی یا غنی نشده هم استفاده کند، به همین دلیل تولید آب سنگین به بحث‌های مربوط به جلوگیری از توسعه سلاح‌های هسته‌ای مربوط است. رآکتورهای تولید آب سنگین را می‌توان به گونه‌ای ساخت که بدون نیاز به تجهیزات غنی سازی، اورانیوم را به پلوتونیوم قابل استفاده در بمب اتمی تبدیل کند. البته برای استفاده از اورانیوم معمولی در بمب اتمی می‌توان از روش‌های دیگری هم استفاده کرد.

کشورهای هند، اسرائیل، پاکستان، کره شمالی، روسیه و آمریکا از رآکتورهای تولید آب سنگین برای تولید بمب اتمی استفاده کردند. با توجه به امکان استفاده از آب سنگین در ساخت سلاح هسته‌ای، در بسیاری از کشورها دولت تولید یا خرید و فروش مقدار زیاد این ماده را کنترل می‌کند. اما در کشورهایی مثل آمریکا و کانادا می‌توان مقدار غیر صنعتی یعنی در حد گرم و کیلوگرم را بدون هیچ گونه مجوز خاصی از تولیدکنندگان یا عرضه‌کنندگان مواد شیمیایی تهیه کرد. هم اکنون قیمت هر کیلوگرم آب سنگین با خلوص ۹۸ الی ۹۹ درصد حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰۰ دلار است. گفتنی است بدون استفاده از اورانیوم غنی شده و آب سنگین هم می‌توان رآکتور تولید پلوتونیوم ساخت. کافی است که از کربن فوق‌العاده خالص به عنوان کند کننده استفاده شود از آنجایی که نازی‌ها از کربن ناخالص استفاده می‌کردند، متوجه این نکته نشدند در حقیقت از اولین رآکتور اتمی آزمایشی آمریکا سال ۱۹۴۲ و پروژه منهتن که پلوتونیوم آزمایش ترینیتی و بمب مشهور فت من را ساخت، از اورانیوم غنی شده یا آب سنگین استفاده نمی‌شد.

خنک‌کننده‌ها

 

گرمای حاصله از شکافت هسته‌ای در محیط رآکتور یا باید از سوخت زدوده شود و یا در نهایت این گرما بقدری زیاد می‌شود که میله‌های سوخت را ذوب می‌کند. حرارتی که از سوخت گرفته می‌شود ممکن است در رآکتور قدرت برای تولید برق بکار رود. از ویژگی‌هایی که ماده خنک‌کننده باید داشته باشد، هدایت حرارتی آن است تا اینکه بتواند در انتقال حرارت مؤثر باشد. همچنین پایداری شیمیایی و سطح مقطع جذب پایین‌تر از نوترون دو خاصیت عمده ماده خنک‌کننده‌است. نکته دیگری که باید به آن اشاره شود این است که این ماده نباید در اثر واکنشهای گاما دهنده رادیواکتیو شود.

از مایعات و گازها به عنوان خنک‌کننده استفاده می‌کنند، مانند گازهای دی اکسید کربن و هلیوم. هلیوم یک گاز ایده‌آل بوده ولی استفاده از آن پر هزینه می‌باشد و تهیهٔ آن در اندازه‌های زیاد مشکل است. خنک‌کننده‌های مایع شامل آب، آب سنگین و فلزات مایع هستند. از آنجا که برای جلوگیری از جوشیدن آب فشار زیادی لازم است، آب خنک‌کننده ایده‌آلی نیست.

مواد کنترل کننده شکافت

برای دستیابی به فرایند شکافت کنترل شده و یا متوقف کردن یک سیستم شکافت پس از شروع، لازم است که موادی قابل دسترس باشند که بتوانند نوترونهای اضافی را جذب کنند. مواد جاذب نوترون بر خلاف مواد دیگر مورد استفاده در محیط رآکتور باید سطح مقطع جذب بالایی نسبت به نوترون داشته باشند. مواد زیادی وجود دارند که سطح مقطع جذب آنها نسبت به نوترون بالاست، ولی ماده مورد استفاده باید دارای چند خاصیت مکانیکی و شیمیایی باشد که برای این کار مفید واقع شود.

انواع رآکتورها

دوگروه اصلی رآکتورهای هسته‌ای بر اساس تقسیم‌بندی کاربرد آنها. رآکتورهای قدرت و رآکتورهای تحقیقاتی هستند. رآکتورهای قدرت مولد برق بوده و رآکتورهای تحقیقاتی برای تحقیقات هسته‌ای پایه، مطالعات کاربردی تجزیه‌ای و تولید ایزوتوپها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

بر حسب نوع فرایند شکافت، رآکتورها به اقسام حرارتی، ریع و میانی (واسطه)، و بر حسب مصرف سوخت به رآکتورهای سوزاننده، مبدل و زاینده، و بر حسب نوع سوخت به رآکتورهای اورانیوم طبیعی، رآکتورهای اورانیوم غنی شده با ۲۳۵U (راکتور مخلوطی Be)، و نیز بر حسب خنک‌کننده به رآکتورهای گاز (CO۲مایع (آب، فلز)، و بر حسب فاز سوخت کند کننده‌ها به رآکتورهای همگن، ناهمگن و بالاخره بر حسب کاربرد به رآکتورهای قدرت، تولید نوکلید و تحقیقاتی تقسیم می‌شوند.

رآکتورهای آب سنگین و آب سبک

نوشتار اصلی: راکتور آب سبک

راکتورهای آب سبک با آب معمولی (آب سبک) کار می‌کنند هیدورژن آب معمولی از یک پروتون تشکیل شده‌است اما در هیدروژن آب سنگین یک پروتون و یک نوترون وجود دارد برای رآکتورهای آب سبک به اورانیوم غنی‌شده نیاز داریم اما در رآکتور آب‌سنگین از اورانیوم معمولی می‌شود استفاده کرد به این ترتیب در عمل استفاده از رآکتور آب سنگین نتیجه‌ای شبیه به غنی‌سازی اورانیوم خواهد داشت.

کاربردهای رآکتورهای هسته‌ای

راکتورها انواع مختلف دارند برخی از آنها در تحقیقات، بعضی از آنها برای تولید رادیو ایزتوپهای پر انرژی برخی برای راندن کشتیها و برخی برای تولید برق بکار می‌روند.

فهرست فصل های اصلی:

نوترون و برهمکنش آن با ماده

واکنش زنجیره ای و اصول رآکتورهای هسته ای

نظریه رآکتورهای هسته ای-رآکتورهای حرارتی همگن

نظریه رآکتورهای هسته ای-مباحث دیگر

مواد مورد نیاز در رآکتورهای هسته ای

مقدمه

رآکتور

واکنش های هسته ای

شکافت هسنه ای

رآکتورهای آب سبک

رآکتور آب تحت فشار

رآکتورهای آب سنگین

و...

دانلود پروژه شبیه سازی رآکتور سنتز متانول

اختصاصی از هایدی دانلود پروژه شبیه سازی رآکتور سنتز متانول دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تعداد صفحات : 76 صفحه      -       

قالب بندی :  word             

عناوین:

فصل اول :متانول ،خواص و روشهای تولید 1-1-تاریخچه

1- 2- خصوصیات فیزیکی Physical properties

1-3-  واکنشهای شیمیایی 1-4- تولید صنعتی و فرآیند آن 1-5-ماده خام 1-5-1-گاز طبیعی

1-5-2-باقیمانده های نفتی

1-5-3-نفتا 1-5-4-ذغال سنگ 1-6-کاتالیست 1-7-تولید در مقیاس تجاری 1-8-واکنشهای جانبی 1-9-خالص سازی

1-10-کاربردهای متانول:

1-10-1-1- تولید اسید استیک:

1-10-1-2-کاربرد اسید استیک در صنایع:

1-10-2-تولید وینیل استات:

1-10-3-فرمالدئید:

1-10-4-اتیلن گلیکول:

1-10-5-متیل آمین:

1-10-6-دی متیل اتر:

1-10-7- ترکیبات کلرومتان :

1-10-8-متیل ترشری بوتیل الکل(MTBE)

1-10-9-کاربرد متانول در مخلوط با بنزین:

فصل دوم: سینتیک و مکانیسم واستوکیومتری

2-1-اصول واکنشهای کاتالیستی

2-1-1-مراحل مستقل در واکنشهای کاتالیستی

2-1-2-سینیتیک ومکانیسم واکنشهای کاتالیستی

2-1-3-اهمیت جذب سطحی در واکنشهای کاتالیستی هتروژن

2-1-4-بررسی سینتیکی

2-1-5-مکانیسم واکنشهای کاتالیستی هتروژن فاز گاز

2-1-5-1-مکانیسم Langmuir- Hinshelwood (1421 )

2-1-5-2-مکانیسم Eley –Rideal

2-2-ترمودینامیک و سینتیک سنتز فشار پائین متانول

2-1-1- مقدمه

2-1-2- استوکیومتری و ترمودینامیک

2-1-3- سینتیک و مکانیسم

Klier

Graff

Skrzypek

2-1-4- مکانیسم

فصل سوم: شبیه سازی واکنش کاتالیستی هتروژنی توسط Hysys

3-1- مدل سینتیکی

3-2-مراحل شبیه سازی رآکتور در Hysys

3-3--نتایج حاصله از شبیه سازی

منابع

فصل اول :متانول ،خواص و روشهای تولید  

1-1-تاریخچه [1]

     مصریان باستان جهت مومیایی کردن ازمخلوطی استفاده می کردند که شامل متانول نیزبود،که آنرا از پیرولیز چوب به دست آورده بودند با این وجود متانول خالص برای اولین بار توسط رابرت بویل در 1661 جدا سازی شد، که او آنرا Spirit of box  نامید. زیرا در تهیه آن از چوب صندوق استفاده کرده بود که بعداً به Piroxilic Spirit  معروف شد. در سال 1834 ، شیمیدانان فرانسوی آقایانJean -Baptiste وEugene Peligot  عناصر تشکیل دهندة آنرا شناسایی کردند ،آنها همچنین لغت methylene را به شیمی آلی وارد کردند که واژه methu به معنای شراب واژه hyle به معنای چوب بود. سپس در سال 1840 واژه methyl  از آن مشتق شد و جهت توصیف Methyl Alcohol  استفاده شد. سپس این نام در سال 1892 به وسیله کنفرانس بین المللی نامگذاری مواد شیمیایی بهMethanol کوتاه شد.

   در1923،دانشمند آلمانیMattias Pier که برای شرکتBASFکارمی کرد،  طرحی را جهت تولید متانول از گاز سنتز (مخلوطی از اکسیدهای کربن و هیدروژن که از زغال به دست می آمد و در سنتز آمونیاک نیز کاربرد دارد ) ارائه کرد. که در آن از کاتالیست روی- کرم استفاده می شد و شرایط سختی از نظر فشاری (1000 الی300  اتمسفر) و دما (بالای ) داشت. تولید مدرن متانول هم اکنون توسط کاتالیست هایی که امکان استفاده از شرایط دمایی کمتر را دارند، ممکن است.

متانول ( متیل الکل ) به فرمول  یک مایع شفاف سفید رنگ شبیه آب است که در دمای معمولی بوی ملایم دارد . از زمان کشف آن در اواخر قرن هفدهم تاکنون مصرف آن رشد رو به فزونی داشته به طوری که اکنون با تولید سالانة‌ تن متریک رتبه 21 را در بین محصولات شیمیایی صنعتی داراست متانول گاها با عنوان الکل چوب یا ( برخی مواقع Wood Spirite ) نیز خوانده می شود که دلیل آن به تقریبا یک قرن تولید تجاری آن از خرده چوب بر می گردد به هر حال متانولی که از چوب تهیه شده باشد مواد آلوده کنندة‌ بیشتری ( مانند استیلن ،‌ اسید استیک ، الکل الیل ) دارد تا الکلهای صنعتی امروزی . 

      برای سالهای متوالی مصرف کننده اصلی متانول تولیدی ، فرمالدئید با مصرف تقریبا نیمی از متانول تولید شده بود ولی در آینده از اهمیت آن کاسته می شود زیرا مصارف جدیدی از جمله تولید اسید استیک و MTBE (که جهت بهبود عدد اکتان بنزین به کار می رود ) در حال افزایش است . از طرفی استفاده از متانول به عنوان سوخت در شرایط ویژه قابل توجه خواهد بود .

1- 2- خصوصیات فیزیکی Physical properties [1]

خصوصیات فیزیکی متانول در جدول 1 داده شده است .

 فشار بخار متانول از  تا  با معادله زیر داده می شود .

    که درآن فشاربرحسب kpa ( معادل 7.5mmHg) ودما برحسب درجه کلوین است.

1-3-  واکنشهای شیمیایی [1]

    متانول معمولا در واکنشهایی شرکت می کند که از نظر شیمیایی در دسته واکنشهای الکلی قرار می گیرند از مواردی که از نظر صنعتی اهمیت ویژه أی دارد هیدروژن زدایی و هیدروژن زدایی اکسایشی متانول و تبدیل به فرم آلدئید برروی کاتالیست نقره یا مولیبدن – آهن و همچنین تبدیل متانول به اسید استیک بر روی کاتالیست کبالت یا روبیدیوم است .

     از طرفی دی متیل اتر (DME) از حذف آب متانول توسط کاتالیست اسیدی قابل تولید است. واکنش ایزوبوتیلن با متانول که توسط کاتالیزور اسیدی انجام می شود و منجر به تولید متیل توشیو بوتیل اتر می شود ( که یک افزایندة‌ مهم عدد اکتان بنزین است ) کاربرد فزاینده أی دارد .

    تولید متیل استرها با کاتالیزور اسیدی از اسیدهای کربوکسیلیک و متانول انجام می شود که در آن جهت کامل کردن واکنش از استخراجی آزئوتروپی آب استفاده می شود .

   متیل هیدروژن سولفات ،‌ متیل نیترات و متیل هالیدها از واکنش متانول با اسیدهای غیر آلی مربوطه تولید می شوند .

   مونو- ،‌ دی– و تری- متیل آمین از واکنش مستقیم آمونیاک با متانول به دست می آیند .

1-4- تولید صنعتی و فرآیند آن [1]

    اولین و قدیمی ترین روش تولید عمده متانول تقطیر تخریبی چوب بود که از اواسط قرن نوزدهم تا اوایل قرن بیستم به صورت عملی انجام می شد و هم اکنون در ایالات متحده دیگر انجام نمی شود. این روش تولید با توسعه فرآیند سنتز متانول از هیدروژن و اکسیدهای کربن،‌ در دهه 1920 کنار گذاشته شد .

   متانول همچنین به عنوان یکی از محصولات اکسیداسیون غیر کاتالیستی هیدروکربنها تولید می شد. تجربه أی که از سال 1973 کنار گذاشته شد .

     متانول را همچنین می توان به عنوان یک محصول فرعی فرآیند           Fisher-Tropsch به دست آورد تولید مدرن متانول در مقیاس صنعتی منحصراً بر پایه سنتز آن از مخلوط پر فشار هیدروژن ،‌ دی اکسید کربن و منوکسید کربن در حضور کاتالیست فلزی هتروژنی است .

تولید مدرن در مقیاس صنعتی متانول امروزه منحصرا از مخلوط پر فشار گازهای هیدروژن و اکسیدهای کربن بر روی کاتالیت فلزی است.فشار گاز سنتز به اکتیویته کاتالیست مورد استفاده ،‌ بستگی دارد .

   طبق توافق حاصل شده،‌ تکنولوژیهایی تولید متانول به صورت زیر دسته بندی شده اند :فرآیندهای فشار پائین (5-10 Mpa) ،‌ فرآیندهای با فشار میانی (10-25 Mpa) و فرآیندهای فشار بالا (25-35 Mpa).

    در 1923 شرکت BASF درآلمان اولین سنتزتجاری متانول را آغازکرد. در این فرآیند از سیستم کاتالیستی اکسید روی–اکسید کرم بهره گرفته شده بود . که این واقعه را آغاز تکنولوژی تولید فشار بالا می توان برشمرد .

   در سال1927 در یک تلاش جداگانه تولید فشار بالای متانول در واحدهای متعلق به شرکت های Dupont و Commercial Sovents ‎آغاز شد .

   در سال 1965 یک واحد مدرن تولید متانول با ظرفیتی در حدود 225-450 t/d ،‌ در فشار 35 Mpa به طور خالصی گاز طبیعی به ازاء‌ تولید یک تن متانول مصرف می کرد که برای فشارهای بالاتر از 21 Mpa از کمپرسورهای پیستونی استفاده می شد .

   در اواخر دهه 1960 تکنولوژی تولید فشار میانی و فشار پائین متانول با استفاده از کاتالیست با دوام و اکتیو مس – اکسید روی به صورت عملی مورد بهره برداری قرار گرفت .

شرکت ICI    Ltd. در انگلستان ،‌ سنتز فشار پائین متانول را در اواخر سال 1966 آغاز کرد که در آن سال یک واحد تولیدی با ظرفیت 400 t/d در فشار 5Mpa فقط از کمپرسورهای سانتریفوژ استفاده می کرد .

در سال 1971 شرکت Lurgi به صورت آزمایشی یک واحد تولیدی فشار پائین با ظرفیت 11 t/d که از کاتالیست مس استفاده می کرد ،‌ احداث نمود .

    مزیتهای تکنولوژی های فشار پائین در کاهش توان مصرفی جهت افزایش فشار،‌ عمر طولانی تر کاتالیست ها و ظرفیت تولید بیشتر بود که در کنار آن می توان به ظرفیت single–train بیشتر و اطمینان از عملکرد اشاره کرد ،‌ که با فشار بالا در تناقض هستند.

  از سال 1970 به بعد علی رغم برخی استثناء‌ها هرگونه توسعه واحدهای تولید متانول با استفاده تکنولوژی فشار پائین یا میانی بوده است. درسال 1980 ،‌ 55% تولید متانول در ایالات متحده با استفاده از سنتز فشار پائین بوده و ازآن به بعدواحدهای فشار بالا با تکنولوژی فشار پائین اصطلاحاً “revamp” شده اند، یا اینکه به کل تعطیل شدند . 

   یک واحد معمول تولید فشار پائین – میانی در سال 1980 با ظرفیت        1000-2000t/d در فشاری در حدود 8-10 Mpa عمل می کند و در یک فرآیند single – train فقط از کمپرسورهای سانتریفیوژ بهره می برد و جهت تولید 1 تن متانول  گاز طبیعی مصرف می کند .

پایان نامه مهندسی شیمی – شبیه سازی رآکتور سنتز متانول

اختصاصی از هایدی پایان نامه مهندسی شیمی – شبیه سازی رآکتور سنتز متانول دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

(استادان ودانشجویان عزیز متن کامل پایان نامه ها را می توانید در آخر هر صفحه ی پایان نامه مورد نطر دانلود کنید چون فقط تکه هایی از متن این پایان نامه در این
صفحه ها درج شده است(به طور نمونه)

فصل اول :متانول ،خواص و روشهای تولید

1-1-تاریخچه

1- 2- خصوصیات فیزیکی Physical properties

1-3- واکنشهای شیمیایی

1-4- تولید صنعتی و فرآیند آن

1-5-ماده خام

1-5-1-گاز طبیعی

1-5-2-باقیمانده های نفتی

1-5-3-نفتا

1-5-4-ذغال سنگ

1-6-کاتالیست

1-7-تولید در مقیاس تجاری

1-8-واکنشهای جانبی

1-9-خالص سازی

1-10-کاربردهای متانول:

1-10-1-1- تولید اسید استیک:

1-10-1-2-کاربرد اسید استیک در صنایع:

1-10-2-تولید وینیل استات:

1-10-3-فرمالدئید:

1-10-4-اتیلن گلیکول:

1-10-5-متیل آمین:

1-10-6-دی متیل اتر:

1-10-7- ترکیبات کلرومتان :

1-10-8-متیل ترشری بوتیل الکل(MTBE)

1-10-9-کاربرد متانول در مخلوط با بنزین:

فصل دوم: سینتیک و مکانیسم واستوکیومتری

2-1-اصول واکنشهای کاتالیستی

2-1-1-مراحل مستقل در واکنشهای کاتالیستی

2-1-2-سینیتیک ومکانیسم واکنشهای کاتالیستی

2-1-3-اهمیت جذب سطحی در واکنشهای کاتالیستی هتروژن

2-1-4-بررسی سینتیکی

2-1-5-مکانیسم واکنشهای کاتالیستی هتروژن فاز گاز

2-1-5-1-مکانیسم Langmuir- Hinshelwood (1421 )

2-1-5-2-مکانیسم Eley –Rideal

2-2-ترمودینامیک و سینتیک سنتز فشار پائین متانول

2-1-1- مقدمه

2-1-2- استوکیومتری و ترمودینامیک

2-1-3- سینتیک و مکانیسم

Klier

Graff

Skrzypek

2-1-4- مکانیسم

فصل سوم: شبیه سازی واکنش کاتالیستی هتروژنی توسط Hysys

3-1- مدل سینتیکی

3-2-مراحل شبیه سازی رآکتور در Hysys

3-3–نتایج حاصله از شبیه سازی

منابع

فصل اول :متانول ،خواص و روشهای تولید

 

1-1-تاریخچه [1]

     مصریان باستان جهت مومیایی کردن ازمخلوطی استفاده می کردند که شامل متانول نیزبود،که آنرا از پیرولیز چوب به دست آورده بودند با این وجود متانول خالص برای اولین بار توسط رابرت بویل در 1661 جدا سازی شد، که او آنرا Spirit of box نامید. زیرا در تهیه آن از چوب صندوق استفاده کرده بود که بعداً به Piroxilic Spirit معروف شد. در سال 1834 ، شیمیدانان فرانسوی آقایانJean -Baptiste وEugene Peligot عناصر تشکیل دهندة آنرا شناسایی کردند ،آنها همچنین لغت methylene را به شیمی آلی وارد کردند که واژه methu به معنای شراب واژه hyle به معنای چوب بود. سپس در سال 1840 واژه methyl از آن مشتق شد و جهت توصیف Methyl Alcohol استفاده شد. سپس این نام در سال 1892 به وسیله کنفرانس بین المللی نامگذاری مواد شیمیایی بهMethanol کوتاه شد.

   در1923،دانشمند آلمانیMattias Pier که برای شرکتBASFکارمی کرد، طرحی را جهت تولید متانول از گاز سنتز (مخلوطی از اکسیدهای کربن و هیدروژن که از زغال به دست می آمد و در سنتز آمونیاک نیز کاربرد دارد ) ارائه کرد. که در آن از کاتالیست روی- کرم استفاده می شد و شرایط سختی از نظر فشاری (1000 الی300 اتمسفر) و دما (بالای ) داشت. تولید مدرن متانول هم اکنون توسط کاتالیست هایی که امکان استفاده از شرایط دمایی کمتر را دارند، ممکن است.

متانول ( متیل الکل ) به فرمول یک مایع شفاف سفید رنگ شبیه آب است که در دمای معمولی بوی ملایم دارد . از زمان کشف آن در اواخر قرن هفدهم تاکنون مصرف آن رشد رو به فزونی داشته به طوری که اکنون با تولید سالانة‌ تن متریک رتبه 21 را در بین محصولات شیمیایی صنعتی داراست متانول گاها با عنوان الکل چوب یا ( برخی مواقع Wood Spirite ) نیز خوانده می شود که دلیل آن به تقریبا یک قرن تولید تجاری آن از خرده چوب بر می گردد به هر حال متانولی که از چوب تهیه شده باشد مواد آلوده کنندة‌ بیشتری ( مانند استیلن ،‌ اسید استیک ، الکل الیل ) دارد تا الکلهای صنعتی امروزی .

اختصاصی از هایدی پایان نامه مهندسی شیمی – شبیه سازی رآکتور سنتز متانول دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایان نامه مهندسی شیمی – شبیه سازی رآکتور سنتز متانول

بهمن ۴, ۱۳۹۳/

  پایان نامه مهندسی شیمی – شبیه سازی رآکتور سنتز متانول  با فرمت ورد (دانلود متن کامل پایان نامه)

دانشگاه آزاد اسلامی واحد اراک

دانشکده فنی و مهندسی

موضوع :شبیه سازی رآکتور سنتز متانول

استاد:مهندس سید رضا سیف محدثی

دانشجو:مهدی شریف زاده

عناوین:

فصل اول :متانول ،خواص و روشهای تولید

1-1-تاریخچه

1- 2- خصوصیات فیزیکی Physical properties

1-3- واکنشهای شیمیایی

1-4- تولید صنعتی و فرآیند آن

1-5-ماده خام

1-5-1-گاز طبیعی

1-5-2-باقیمانده های نفتی

1-5-3-نفتا

1-5-4-ذغال سنگ

1-6-کاتالیست

1-7-تولید در مقیاس تجاری

1-8-واکنشهای جانبی

1-9-خالص سازی

1-10-کاربردهای متانول:

1-10-1-1- تولید اسید استیک:

1-10-1-2-کاربرد اسید استیک در صنایع:

1-10-2-تولید وینیل استات:

1-10-3-فرمالدئید:

1-10-4-اتیلن گلیکول:

1-10-5-متیل آمین:

1-10-6-دی متیل اتر:

1-10-7- ترکیبات کلرومتان :

1-10-8-متیل ترشری بوتیل الکل(MTBE)

1-10-9-کاربرد متانول در مخلوط با بنزین:

فصل دوم: سینتیک و مکانیسم واستوکیومتری

2-1-اصول واکنشهای کاتالیستی

2-1-1-مراحل مستقل در واکنشهای کاتالیستی

2-1-2-سینیتیک ومکانیسم واکنشهای کاتالیستی

2-1-3-اهمیت جذب سطحی در واکنشهای کاتالیستی هتروژن

2-1-4-بررسی سینتیکی

2-1-5-مکانیسم واکنشهای کاتالیستی هتروژن فاز گاز

2-1-5-1-مکانیسم Langmuir- Hinshelwood (1421 )

2-1-5-2-مکانیسم Eley –Rideal

2-2-ترمودینامیک و سینتیک سنتز فشار پائین متانول

2-1-1- مقدمه

2-1-2- استوکیومتری و ترمودینامیک

2-1-3- سینتیک و مکانیسم

Klier

Graff

Skrzypek

2-1-4- مکانیسم

فصل سوم: شبیه سازی واکنش کاتالیستی هتروژنی توسط Hysys

3-1- مدل سینتیکی

3-2-مراحل شبیه سازی رآکتور در Hysys

3-3–نتایج حاصله از شبیه سازی

منابع

فصل اول :متانول ،خواص و روشهای تولید

 

1-1-تاریخچه [1]

     مصریان باستان جهت مومیایی کردن ازمخلوطی استفاده می کردند که شامل متانول نیزبود،که آنرا از پیرولیز چوب به دست آورده بودند با این وجود متانول خالص برای اولین بار توسط رابرت بویل در 1661 جدا سازی شد، که او آنرا Spirit of box نامید. زیرا در تهیه آن از چوب صندوق استفاده کرده بود که بعداً به Piroxilic Spirit معروف شد. در سال 1834 ، شیمیدانان فرانسوی آقایانJean -Baptiste وEugene Peligot عناصر تشکیل دهندة آنرا شناسایی کردند ،آنها همچنین لغت methylene را به شیمی آلی وارد کردند که واژه methu به معنای شراب واژه hyle به معنای چوب بود. سپس در سال 1840 واژه methyl از آن مشتق شد و جهت توصیف Methyl Alcohol استفاده شد. سپس این نام در سال 1892 به وسیله کنفرانس بین المللی نامگذاری مواد شیمیایی بهMethanol کوتاه شد.

   در1923،دانشمند آلمانیMattias Pier که برای شرکتBASFکارمی کرد، طرحی را جهت تولید متانول از گاز سنتز (مخلوطی از اکسیدهای کربن و هیدروژن که از زغال به دست می آمد و در سنتز آمونیاک نیز کاربرد دارد ) ارائه کرد. که در آن از کاتالیست روی- کرم استفاده می شد و شرایط سختی از نظر فشاری (1000 الی300 اتمسفر) و دما (بالای ) داشت. تولید مدرن متانول هم اکنون توسط کاتالیست هایی که امکان استفاده از شرایط دمایی کمتر را دارند، ممکن است.

متانول ( متیل الکل ) به فرمول یک مایع شفاف سفید رنگ شبیه آب است که در دمای معمولی بوی ملایم دارد . از زمان کشف آن در اواخر قرن هفدهم تاکنون مصرف آن رشد رو به فزونی داشته به طوری که اکنون با تولید سالانة‌ تن متریک رتبه 21 را در بین محصولات شیمیایی صنعتی داراست متانول گاها با عنوان الکل چوب یا ( برخی مواقع Wood Spirite ) نیز خوانده می شود که دلیل آن به تقریبا یک قرن تولید تجاری آن از خرده چوب بر می گردد به هر حال متانولی که از چوب تهیه شده باشد مواد آلوده کنندة‌ بیشتری ( مانند استیلن ،‌ اسید استیک ، الکل الیل ) دارد تا الکلهای صنعتی امروزی .

متن کامل را می توانید دانلود کنید چون فقط تکه هایی از متن این پایان نامه در این صفحه درج شده است(به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم با فرمت ورد که ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است