در اوایل قرن بیستم مهندسین ماشین به این نتیجه رسیدند كه موتورها بدون ضربه ، نرمتر و با بازدهی بیشتری كار می كنند . در سال 1916، Tomas Midgely یک دانشمند محقق كه در آزمایشگاه های تحقیقاتی شهر Dayton، كار می كرد پس از انجام یک سری از آزمایشات دریافت كه اضافه كردن ید به بنزین به طور موثری باعث كاهش ضربه در موتور می شود . اوضربه های موتور را ناشی از كیفیت پایین احتراق سوخت كه بعد ها به نام شاخص اكتان شناخته شده است دانست افزودن ید به بنزین باعث افزایش اكتان و كاهش ضربه موتور گردید. ولی در عین حال دو مشكل اساسی در بر داشت: 1- خورندگی 2- قیمت بالا
در یک كار تحقیقاتی مكمل در سال 1917، Charles kettering و Midgely اتیل الكل و بنزین را مخلوط كرده و دریافتند كه مخلوط الكل و بنزین سوخت مناسبی برای موتور است ونسبت به سایر مواد افزودنی دارای مزایای بیشتری است . زیرا تمیز وبدون هر آلودگی میسوزد و بدون ایجاد ضربه، تولید نسبت تراكم بیشتری در داخل موتور می كند و به دلیل افزایش عدد اكتان ، تولید اسب بخار بیشتری می كند.

پس در سال 1996 مصرف بنزین سرب دار برای وسایل نقلیه در ایالت متحده آمریكا ممنوع شد . به دلیل عدم امكانات وسرمایه هنوزهم در خیلی از كشورها بنزین

خرید متن کامل این پایان نامه :

 سربدار مصرف می شود.در سال 1970 لایحه (Clean Air Act) قانونی شد و مصرف بنزین بدون سرب تدریجاً از سال 1973 در ایالات متحده آغاز شد. قوانین ایجاد شده توسط (Clean Air Act) برای غلبه در مسائل زیست محیطی، از طریق کاهش تشکیل ازت در سطح زمین و نشر مونواکسید کربن از وسایل نقلیه همچنین کاهش نشر اکسیدهای سنگین SOx و NOx از اگزوزها، بنا شدند برای این منظور بنزین باید ویژگی های زیر را داشته باشد:

1- فراریت پایین: کاهش فشار بخار بنزین (RVP) به ویژه در طول ماه های تابستان باعث کاهش میزان ازت می شود. حذف بوتان ها و حتی CO ها از بنزین به دستیابی به این ویژگی در بنزین می انجامد.
2- محدودیت در میزان آروماتیک ها بخصوص بنزن: این مساله با کاهش برش بالای بنزین FCC انجام پذیر است.
3- افزایش ترکیبات اکسیژن دار: TAME و MTBE دو ترکیب برای این منظور هستند.
4- کاهش میزان الفین ها: این هدف با حذف الفین های CO از بنزین Fcc قابل دستیابی است. در ضمن حذف الفین های CO باعث کاهش بیشتر (RVP) می شود.
5- کاهش میزان گوگرد: این هدف نیازمند هیدروترتینگ (Hydrotreating) خوراک Fcc یا برش سنگین (heavy-end) بنزین Fcc می باشد.
6- حذف سرب: حذف سرب باعث کاهش عدد اکتان بنزین می شود که باید با جریان های دیگر وارد شوند، به استخر (Pool) بنزین جبران شود.
به نظر می رسد که الکیلات (محصول فرایند الکیلاسیون) می تواند در تنظیم استخر جدید بنزین کمک کند. زیرا الکیلات عدد اکتان بالایی دارد. و عدد اکتان بالای آن به دلیل مقدار زیاد پارافین شاخه دار کم واکنش پذیر موجود در آن حساسیت کمی دارد. با توجه به این مطلب می توان افزایش ظرفیت الکیلاسیون در سال های آتی را، به ویژه اگر محدودیت های استفاده از کاتالیست های اسید مایع با ساخت کاتالیست پایدار جامد جدید برطرف شود، انتظار داشت. حال در ادامه توضیحاتی را پیرامون الکیلات ارائه می نماییم.

:
حتی در پیشرفته ترین كشورهای دنیا بیش از یک دهه از عمر فناوری نوین بازیافت گازهای فلر نمی گذرد، لذا این روش یكی از روش های جدید برای استفاده از ضایعات پالایشگاه ها می باشد.
از جمله كشورهایی كه در زمینه بازیافت گازهای فلر فعالیت دارند می توان از ایالات متحده آمریكا، ایتالیا، هلند و سوییس نام برد.
در كشورهای آسیایی و خصوصا كشورهای واقع در منطقه خاورمیانه (بعلت نفت خیز بودن این مناطق) فناوریهای بازیافت مواد زاید پالایشگاهی مثل گازهای فلر از اهمیت زیادی برخوردار می باشد.
لازم به ذكر است در انجام این پروژه اطلاعات پالایشگاه تبریز پایه محاسبات قرار گرفته است. بازیافت گازهای فلر روشی است كه در آن از گازهای زایدی كه در برجهای فلر سوزانده می شوند به بهترین نحو استفاده می شود.
برای فشرده ساختن گازها و طراحی واحد بازیافت گازهای فلر معمولا از كمپرسورهای دارای چرخه مایع و یا كمپرسورهای رفت و برگشتی استفاده می كنند.

مزیت كمپرسورهای دارای چرخه مایع خنك شدن گازها در هنگام كمپرس شدن توسط انتقال حرارت با مایع داخل كمپرسور (معمولا آب) می باشد، در صورت تمایل به

خرید متن کامل این پایان نامه :

 جداسازی سولفید هیدروژن گازهای فلر می توان از آمین به جای آب استفاده كرد.

اما كمپرسورهای رفت و برگشتی را بسیار راحتتر از كمپرسورهای با چرخه مایع می توان خریداری كرد، همچنین تهیه لوازم یدكی، تعمیرات و نگهداری این نوع از كمپرسورها راحتتر می باشند. در صورت استفاده از كمپرسورهای رفت و برگشتی باید به این نكته توجه كرد كه در صورت افزایش دما بیش از حد مجاز امكان انفجار وجود دارد  .به همین دلیل در این پروژه دو حالت برای شبیه سازی مورد بحث قرار می گیرد:
حالت اول – خنك كردن گاز ورودی قبل از داخل شدن به كمپرسور: این روش باعث می شود فشرده سازی گاز در یک مرحله انجام شود و لذا هزینه اولیه كمپرسور كاهش یابد ولی در عوض باید هزینه خنك كن را به هزینه واحد اضافه كنیم.
حالت دوم – فشرده كردن گاز توسط یک كمپرسور دو مرحله ای: در این حالت به علت دو مرحله ای بودن كمپرسور و وجود خنك كننده میانی هزینه كمپرسور افزایش می یابد اما در عوض نیازی به حنك كننده گاز ورودی نیست.
در نهایت باید با بررسی اقتصادی بهترین حالت را انتخاب و گزارش نمود.
در انتهای این پروژه و در قسمت محاسبات مشخص می شود كمپرسور تك مرحله ای برای پالایشگاه تبریز كه یكی از پالایشگاه های بزرگ ایران است، مناسب تر است.
همچنین خواهیم دید این پروژه با عواید اقتصادی نیز توام است (در حدود نودوسه میلیون تومان سوددهی در سال).
در صورت اجرای قرارداد كیوتو در ایران مساله بازیافت گازهای فلر از اهمیت بیشتری برخوردار خواهد شد كه این مساله اهمیت تحقیق در مورد گازهای فلر پالایشگاه ها، پتروشیمی ها و دیگر صنایع را نشان می دهد.
از كشورهای تولید كننده این تجهیزات صنعتی می توان از یالات متحده، سوییس، ایتالیا و هلند نام برد.

:
تانکهای بهم زده شده با یک وسیله مکانیکی و یا یک جت مایع به طور گسترده در بسیاری از پروسه های صنعتی کاربرد دارند. این پروسه ها شامل صنایع شیمیایی، پتروشیمی، متالوژیکی می باشد. تانکهای بهم زن در پروسه های مختلفی از قبیل: امتزاج، پراکنده سازی، امولوسیون، سوسپانیون، بالا بردن دما و انتقام جرم کاربرد دارند. در نتیجه طیف وسیعی از تانک های بهمزن برای شرایط عملیاتی مختلف وجود دارند. جزئیات جریان و نحوه گسترش اختلاط در تانکهای بهمزن تاثیر مهمی در بیشتر کاربردهای صنعتی دارد.

طراحی و افزایش مقیاس تانک های بهم زن و تعیین کمیت اختلاط در آنها به طور سنتی با توسعه معادله های طراحی تجربی که اساسا به خاطر وجود پیچیدگی در دینامیک جریان اختلاط است، متوقف شد، به طور مثال تعیین واحد درجه اختلاط، به وسیله آنالیز توزیع زمان اقامت یک ردیاب مورد بررسی قرار می گرفت. اگرچه این دیدگاه برای بسیاری از کاربردها به اثبات رسیده است، اما نسبتاً محدود بوده، زیرا پیچیدگی جریان در بسیاری از کاربردهای اختلاطی در نظر گرفته نشده است. علاوه بر این معادله های تجربی معمولاً برای شرایط خاص آزمایشگاهی بوده و ندرتاً در تئوری های توسعه یافته مشارکت دارند. اخیرا دینامیک محاسباتی جریان (CFD) و تکنیک های آزمایشگاهی پیشرفته از قبیل سرعت سنج لیزر داپلر (LDV) به طور گسترده ای برای درک بهتر پروسه اختلاط به کار گرفته می شود که شامل اطلاع از جزئیات ویژگی های جریان، از قبیل اطلاع از جزئیات پروسس که برای طراحی اجزا و انتخاب آنها بسیار ضروری می باسد. شبیه سازی کامپیوتری پدیده جریان آشفته در بسیاری از کاربردهای صنعتی به طور موفقیت آمیزی انجام گرفته است. پاترسون (1975) اصول به کار بردن مدل های ریاضی را برای شرایط مختلف اختلاط توصیف کرد. با پیشرفتهای اخیر در نرم افزار CFD و افزایش قدرت کامپیوتر امکان تعیین الگوی جریان و اختلاط را در تانکهای بهمزن به وسیله شبیه سازی بیشتر از کار آزمایشگاهی فراهم آورده است پیشرفت نسبت به درک بهتر اختلاط تنها به زمینه های عددی به جز آزمایشگاهی محدود نبوده و در زمینه تئوری نیز پیشرفتهایی حاصل شده است. اوتینو (1990) یک تئوری

خرید متن کامل این پایان نامه :

 سینماتیکی از نرخ اختلاط پیشنهاد داد که یائو (1998) توانست یک ابزار نظری برای طراحی بهینه میکسر و کیفیت و کمیت اختلاط براساس تئوری اوتینو و استفاده از نتایج CFD ارائه دهد. در این پروژه ما مطالعات خود را در مورد تاثیرات فاکتورهای هندسی و عملیاتی بر روی همگنی اختلاط در تانکهای بهمزن متمرکز کرده ایم. همچنین مطالعات آزمایشگاهی و عددی انجام شده بر روی تانکهای بهمزن را مورد بررسی قرار دادیم. محاسبات مربوط به جریان مغشوش در مخزن همزندار یکی از چالش های مهم در مدل های اغتشاش موجود است. عواملی که باعث این پیچیدگی می شوند شامل طبیعت ناهمگون جریان در مخازن همزندار؛ همزنها و تفاوت کلی در شکل و مقیاس های موجود است. به علاوه جریان مغشوش که توسط هر تیغه همزن تولید یا به آن برخورد می کند، پیچیدگی دیگر این قضیه است، با توجه به اینکه هر تیغه به دنبال یک تیغه دیگر در حرکت است. روش های تجربی موجود برای مطالعه میدان جریان مغشوش در مخازن همزن دار می تواند اطلاعات مفیدی را راجع به شکل میدان «جریان» اندازه سرعت در نقاط مختلف و شدت اغتشاش به دست بدهد. ولی روش های تجربی اغلب دارای معایبی می باشند که می تواند ناشی از طبیعت ناپای جریان مغشوش، شکل پیچیده پره های همزن و حضور بافل در مخزن به علاوه گران و وقت گیر بودن اندازه گیری تجربی باشد. ظهور CFD و روند سریع روبه رشد آن طی دو دهه اخیر توانسته است تا حد بسیار زیادی به مطالعه میدان جریان در مخازن همزن دار کمک کند. اگرچه ممکن است CFD نتواند نیاز به انجام کارهای آزمایشگاهی را به طور کلی حذف کند، ولی می تواند ابزار بسیار خوبی برای هدایت نتایج تجربی و سرعت بخشیدن به حل مسائل مربوط به جریان باشد. به هرحال توسعه روزافزون روش های جدید و دقیق تر CFD با زبان های برنامه نویسی پیشرفته و نرم افزارهای شبیه سازی می تواند در آینده حتی نیاز به داده های آزمایشگاهی را به طور کلی حذف کند. شبیه سازی CFD جریان های مغشوش طیف وسیعی از اطلاعات مثل بردارهای سرعت، انرژی جنبشی اغتشاش، شدت اتلاف انرژی و غیره را در نقاط مختلف ظرف به دست می دهد بررسی دقیق جزئیات کامل داده های تولید شده توسط شبیه سازی های CFD می تواند رفتار جریان، شکل و مسیر گردشی جریان، ساختار و رتکس و در مقیاس های کوچکتر شدت های اتلاف و تنش های رینولدز و غیره را آشکار سازد.

به طور کلی سه نوع فلر وجود دارد:
1- فلرهای مرتفع
2- فلرهای زمینی
3- فلرهای از نوع برنینگ پیت
هرچند مبانی اولیه طراحی، هزینه و سرمایه گذاری هرکدام از انواع فوق متفاوت است ولی استفاده از هرکدام از آنها به شرایط مختلف و فضای آن از جمله میزان تولید دود، روشنایی، آلودگی هوا و صوتی و شرایط فاصله ای ایمن پرسنل و تجهیزات بستگی دارد.
1-1-1- فلرهای مرتفع
این نوع فلرها با بهره گرفتن از تزریق بخار و طراحی مناسب نوک فلر (tip)، می تواند تا حدودی با دودزدایی کمتر و با درخشندگی کم کارکرد داشته باشد. البته تزریق بخار منجر به ایجاد سر و صدای زیاد خواهد شد که نتیجتا ایجاد تعادل بین آلودگی صوتی و آلودگی اتمسفر لازم خواهد شد.

اگر این نوع فلرها به صورت مناسب و اصولی طراحی شوند، بهترین نوع برای سوزاندن گازهای سمی و بدبو هستند. با این حال مشکلات زیست محیطی همچنان پابرجا می

خرید متن کامل این پایان نامه :

 ماند. به رغم وجود برخی نکات منفی معمول ترین انتخاب در طرح های نفت و گاز، فلرهای مرتفع هستند.

2-1-1- فلرهای زمینی
معمول ترین این نوع فلرها، نوعی از آن است که دارای چند نازل می باشد و به فلرهای Multi-Jet معروف هستند. دودزدایی کم، عدم ایجاد سر و صدای زیاد و درخشندگی کم از ویژگی های این نوع فلرها هستند. به خاطر نزدیک بودت استک این نوع فلرها به زمین، برای سوزاندن گازهای سمی و بدبو مناسب نیست. هزینه طراحی و سرمایه گذاری این نوع فلرها بالا است.

:
فلرینگ یک روش متداول برای از بین بردن گازهای تلف شده قابل اشتعال در جریانات بالادستی صنایع نفت و گاز و تصفیه جریان های پایین دستی این صنایع می باشد. فلر یک مشعل در هوای آزاد است که علی الخصوص در بالاترین نقطه یک استک قرار داده می شود. فلر معمولا در جایی نیز قرار داده می شود که از پرسنل و استراکچرهای طرح دور باشد و آسیبی به آنها نرسد.
چنانچه در یکی از بخش های این واحدها شرایط اضطراری رخ بدهد، فلر می تواند نقش کلیدی بازی کند. زیرا با وقوع شرایط فوق چنانچه شیرهای اطمینان عمل کنند و خوراک از خطوط فرایندی آزاد و تخلیه شوند و تخلیه آنها در اتمسفر نیز خطرناک باشد، سوزاندن آن از طریق سیستم فلر، ایمن ترین و بهترین راه ممکن است. در واقع فلر شرایطی را فراهم می کند که جریانات گازی و حتی مایعات فرایند، تحت شرایط کنترل شده، بدون اینکه به تجهیزات واحد و یا پرسنل آسیبی برسد و آلودگی اتمسفر نیز تحت کنترل باشد، می سوزند.
فلر یک فرایند اکسیداسیون است که در دمای بالا اتفاق می افتد و جهت سوزاندن گازهای قابل احتراق که عمدتا شامل هیدروکربن ها و گازهای آلوده ناشی از عملیات هستند، استفاده می شود. گاز طبیعی، پروپان، اتیلن، پروپیلن، بوتادین و بوتان 95% گازهای آلوده را تشکیل می دهند که در سیستم فلر سوزانده می شوند. با وقوع احتراق هیدروکربن های گازی در نتیجه واکنش با اکسیژن اتمسفر، تشکیل دی اکسید کربن و آب می دهند.

با توسعه استخراج نفت خام در دهه های اخیر، که با تولید گازهای آلوده کننده و مزاحم همراه بوده است، جهت حل کردن مشکل آلودگی، استفاده از فلر اجتناب ناپذیر

خرید متن کامل این پایان نامه :

 شده است. فلرهای گازی یک گزینه انتخابی برای کنترل کردن میزان هیدروکربن های نسوخته است زیرا این هیدروکربن ها به خودی خود پتانسیل اشتعال دارند. در یک فلر باید احتراق کامل در کوتاه ترین زمان اقامت گاز در محفظه فلر صورت بگیرد.

گرما و آلودگی صوتی از آثار نامطلوب سیستم های فلر هستند. فلرها معمولا در جائی که از مناطق مسکونی دور باشند، احداث می شوند. انتشار ذرات کربن، هیدوکربن های نسوخته، مونوکسید کربن و ناکس ها در فضا، آثار مخرب زیست محیطی دارند. در نتیجه شرایطی فراهم کرد که در نتیجه احتراق کامل مواد فوق الذکر فلر بهترین کارکرد را داشته باشد.
فصل اول
1- کلیات
1-1- انواع فلر و کاربرد آنها
به طور کلی سه نوع فلر وجود دارد:
1- فلرهای مرتفع
2- فلرهای زمینی
3- فلرهای از نوع برنینگ پیت
هرچند مبانی اولیه طراحی، هزینه و سرمایه گذاری هرکدام از انواع فوق متفاوت است ولی استفاده از هرکدام از آنها به شرایط مختلف و فضای آن از جمله میزان تولید دود، روشنایی، آلودگی هوا و صوتی و شرایط فاصله ای ایمن پرسنل و تجهیزات بستگی دارد.
1-1-1- فلرهای مرتفع
این نوع فلرها با بهره گرفتن از تزریق بخار و طراحی مناسب نوک فلر (tip)، می تواند تا حدودی با دودزدایی کمتر و با درخشندگی کم کارکرد داشته باشد. البته تزریق بخار منجر به ایجاد سر و صدای زیاد خواهد شد که نتیجتا ایجاد تعادل بین آلودگی صوتی و آلودگی اتمسفر لازم خواهد شد.
اگر این نوع فلرها به صورت مناسب و اصولی طراحی شوند، بهترین نوع برای سوزاندن گازهای سمی و بدبو هستند. با این حال مشکلات زیست محیطی همچنان پابرجا می ماند. به رغم وجود برخی نکات منفی معمول ترین انتخاب در طرح های نفت و گاز، فلرهای مرتفع هستند.
2-1-1- فلرهای زمینی
معمول ترین این نوع فلرها، نوعی از آن است که دارای چند نازل می باشد و به فلرهای Multi-Jet معروف هستند. دودزدایی کم، عدم ایجاد سر و صدای زیاد و درخشندگی کم از ویژگی های این نوع فلرها هستند. به خاطر نزدیک بودت استک این نوع فلرها به زمین، برای سوزاندن گازهای سمی و بدبو مناسب نیست. هزینه طراحی و سرمایه گذاری این نوع فلرها بالا است.