تعداد صفحات:98
نوع فایل:word
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
فصل اول
اتیلن گلیکول، روش های تولید و کاربردها
مقدمه
روش تولید
کاربردهای اتیلن گلیکول
خطرات صنعتی
منطق بازیابی اتیلن گلیکول
فرآیندهای مختلف بازیابی اتیلن گلیکول
فصل دوم
فرآیند جداسازی تقطیر غشایی
مقدمه
مشخصات غشاهای تقطیر غشایی
مزایای تقطیر غشایی
گرفتگی غشا
پلاریزاسیون دما و پلاریزاسیون غلظت
ساخت غشاهای تجاری برای فرآیند تقطیر غشایی
مدل های توسعه یافته جهت فرآیند تقطیر غشایی
انتقال جرم در فرآیند تقطیر غشایی
انتقال گرما در فرآیند تقطیر غشایی
آنالیز و تخمین انرژی مصرفی در فرآیند تقطیر غشایی
زمینه های که در تقطیر غشایی کم کار شده
چشم اندازی بر آینده تقطیر غشایی
فصل سوم
مواد و روش های انجام آزمایشات
سیستم آزمایشگاهی
تجهیزات مورد استفاده در فرآیند تقطیر غشای خلا
طراحی آزمایشها
پارامترهای موثر در فرآیند تقطیر غشایی
طراحی آزمایش به وسیله نرم افزار MINITAB
فصل چهارم
نتایج آزمایش ها و بحث
نتایج حاصل از آزمایش ها
تحلیل آماری نتایج آزمایشگاهی مربوط به شار محصول
بررسی تاثیر هر یک از پارامترهای فرآیندی به روی شار جریان تراوشی
تحلیل آماری نتایج آزمایش ها مربوط به درصد جداسازی (R) اتیلن گلیکول
تحلیل نمودار مربوط به فاکتور جداسازی اتیلن گلیکول
آزمایش ها مربوط به تایید نتایج آزمایش های انجام شده
نتیجه‌گیری و پیشنهادات
منابع و ماخذ

فهرست جداول:
مشخصات شیمیایی و فیزیکی اتیلن گلیکول و آب
مشخصات غشاهای تخت تجاری در فرآیند تقطیر غشایی
مشخصات غشاهای موئینه و الیاف توخالی در فرآیند تقطیر غشایی
شار نفوذی گزارش شده مربوط به غشاهای تجاری صفحه تخت
شار نفوذی گزارش شده مربوط به غشاهای تجاری موئینه والیاف توخالی
شار نفوذی گزارش شده مربوط به غشاهای صفحه تخت مختلف ساخته شده
شار نفوذی گزارش شده مربوط به غشاهای الیاف توخالی مختلف ساخته شده
انرژی مصرف شده در سیستم های مختلف تقطیر غشایی
تخمین هزینه تولید آب برای سیستم های مختلف تقطیر غشایی
مشخصات غشاهای مورد استفاده
فاکتورهای قابل کنترل و سطوح انتخابی
ماتریس آرایه L9
نتایج بدست آمده برای غشای پلی پروپیلن(PP)
نتایج بدست آمده برای غشای PTFE
نتایج آماری بدست آمده برای شار محصول
نتایج آماری بدست آمده برای فاکتور جداسازی
مقایسه نتایج آزمایش ها تایید کننده با پیش بینی روش تاگوچی

فهرست نمودارها:
منحنی انجماد محلول آبی اتیلن گلیکول
فشار بخار محلول های آبی اتیلن گلیکول در دماهای مختلف
نرخ رشد تحقیقات در زمینه MD به شکل تعداد مقالات سالانه منتشر شده
تعداد مقالات منتشر شده در زمینه مطالعات تجربی و مدل سازی روی MD
روند رشد تعداد مقالات منتشر شده در زمینه ساخت غشای MD
مراحل انجام آزمایش با استفاده از روش تاگوچی
تغییرات شار با زمان برای غشای PP و PTFE
تاثیر پارامترهای فرآیند به روی شار محصول غشای PP و نسبت SN آن ها
تاثیر پارامترهای فرآیند به روی شار محصول غشای PTFE و نسبت SN
درصد توزیع سهم هر یک از پارامترها روی شار تراوش کننده غشا
تاثیر پارامترهای فرآیند روی فاکتور جداسازی غشاء PP و نسبت SN
تاثیر پارامترهای فرآیند روی فاکتور جداسازی غشاء PTFE و نسبت SN
مقایسه تاثیر دما روی فاکتور جداسازی دو غشای PP و PTFE
مقایسه تاثیر فشار روی فاکتور جداسازی دو غشای PP و PTFE
مقایسه تاثیر پارامتر غلظت خوراک روی فاکتور جداسازی دو غشای PP و PTFE
مقایسه تاثیر پارامتر شدت جریان روی فاکتور جداسازی دو غشای PP و PTFE
توزیع سهم هریک از پارامترها روی فاکتور جداسازی غشای PP
توزیع سهم هریک از پارامترها روی فاکتور جداسازی غشای PTFE
مقایسه تاثیر پارامتر دما روی شار غشای PP و PTFE و نسبت SN
مقایسه تاثیر پارامتر فشار خلاء روی شار غشای PP و PTFE و نسبت SN
مقایسه تاثیر پارامتر شدت جریان روی شار غشای PP و PTFE و نسبت SN
مقایسه تاثیر پارامتر غلظت خوراک روی شار غشای PP و PTFE و نسبت SN

فهرست شکل‌ها:
گونه های مختلف فرآیند جداسازی تقطیر غشایی
تصویر SEM از سطح بالایی (a) و سطح مقطع (b) غشاهای صفحه تخت
مکانیزم های مختلف انتقال در مدل Dudty Gas
انتقال گرما در فرآیند تقطیر غشایی
شماتیک فرآیند عملیاتی MD همراه با بازیابی گرما به وسیله مبدل حرارتی
شماتیک فرآیند تقطیر غشایی خلا

چکیده:
در این پایان نامه امکان استفاده از تقطیر غشایی خلاء برای تغلیظ اتیلن گلیکول بعنوان یک مایع خنک کننده با ارزش بررسی شده است. آزمایش های تقطیر غشایی با یک مخلوط آب – اتیلن گلیکول و با استفاده از یک سلول جریان مماسی و غشاهای مختلف و در شرایط عملیاتی متفاوت انجام شد. این فرآیند با دو غشای صفحه تخت آب گریز میکرو متخلخل PP و PTFE و با استفاده از پمپ خلاء و کندانسور برای بازیابی و جمع آوری بخار آب، صورت پذیرفت. اثر پارامترهای عملیاتی گوناگون روی بازده تغلیظ اتیلن گلیکول مورد مطالعه قرار گرفت. 4 پارامتر در 3 سطح انتخاب شدند که عبارتند از : دما(40 ،50 و 60 ℃)، فشار پایین دست(خلاء)(30 ،70 و 100 mbar)، دبی جریان(60 ،90 و 120 lit/h)، غلظت(30، 40 و50 wt%). روش تاگوچی به منظور حداقل کردن تعداد آزمایش ها استفاده شد. نتایج نشان میدهد که افزایش دما و کاهش فشار خلاء شار پرمیت را بهبود میبخشد. شار پرمیت به شدت از دمای خوراک ورودی اثر میپذیرد. در شرایط دما 60 ℃ و فشار خلاء 30 mbar و غلظت 30 wt% و دبی خوراک 60 l/h، شار تولیدی پرمیت به حداکثر مقدار خود میرسد.

مقدمه:
امروزه قوانین محیط زیستی محدودیت های زیادی را برای صنایع به وجود آورده است تا آن جا که عمده هزینه ها در طراحی های جدید کارخانجات، در نظر گرفتن این گونه قوانین و ایجاد صنعت پاک و بدون آلاینده میباشد. لذا در دهه های اخیر به شدت به روی تصفیه پساب ها و ضایعات حاصل از صنایع تاکید شده است. به جهت تنوع محصولات حاصل از نفت و صنایع مرتبط، محدوده وسیعی از پساب ها و ضایعات با درصد آلایندگی گوناگون تولید میشوند و از طرفی از آن جا که نفت و گاز جزء منابع تجدید ناپذیر به حساب می آیند لذا کوشش در مصرف بهینه و صحیح این منابع در اکثر کشورها به شدت مورد توجه قرار گرفته است. یکی از راه های ذخیره کردن و استفاده صحیح، بازیابی و تصفیه پساب های صنایع میباشد. امروزه تکنولوژی بازیافت و تصفیه پساب ها هم به علت کمک به کاهش آلودگی محیط زیستی و هم حفظ منابع ملی به سرعت رو به رشد میباشد و روشهای جدید و پربازده در این زمینه ابداع شده است. متاسفانه در کشورهایی که دارای منابع نفت و گاز هستند به این موضوع توجه خاصی نمیگردد و فقط این مسائل مورد توجه مجامع علمی و دانشگاهی قرار گرفته است.
اتیلن گلیکول یکی از محصولات با ارزش میباشد، کاربرد وسیع این ماده به خصوص در تهیه ضدیخ و سیستم های خنک کننده آن را جزء مهم ترین محصولات صنایع پتروشیمی قرار داده است. به تبع کاربرد فراوان آن در صنعت، ضایعات حاوی اتیلن گلیکول که همراه با مقدار زیادی آب میباشند نیز به وفور وجود دارد. میزان قابل توجهی از این پساب ها سالانه تولید میشود، لذا بازیابی این ماده و جدا کردن آب از آن میتواند بسیار سودمند و مفید باشد.
از طرفی در واکنش تولید اتیلن گلیکول مقدار زیادی آب به منظور افزایش تولید محصول اصلی اتیلن گلیکول و کاهش تولید محصولات جانبی به واکنش اضافه میشود. هنگامی که نسبت مولی آب به اکسید اتیلن 1:22 باشد، بیش ترین مقدار اتیلن گلیکول و مقدار زیادی آب تولید میشود. بنابراین محصول حاوی مقدار زیادی آب میباشد که بایستی از طریق جداسازی، خالص سازی و تغلیظ شود.
در این خصوص سعی شده در ابتدا توضیحاتی در مورد خواص و کاربردهای این ماده و سپس به روشهایی که تاکنون برای بازیابی و تغلیظ آن به کار رفته است پرداخته شود. سرانجام،هدف این پروژه مطالعه آزمایشگاهی جداسازی و تغلیظ کامل (تقریبا 99%) اتیلن گلیکول از محلول آبی آن توسط تکنولوژی و فرآیند تقطیر غشایی میباشد.