:
گاز طبیعی غالبا ناخالصی هایی چون دی اکسید کربن (گاز اسیدی)، سولفید هیدروژن (گاز ترش) و آب و همچنین نیتروژن، هلیوم و سایر گازهای نادر را به همراه دارد. دی اکسید را به حوزه های نفتی قدیمی تخلیه شده تزریق می کنند تا تولید آنها افزایش یابد. نیتروژن نیز گازی است قابل تزریق به حوزه های نفتی و هلیوم در صنایع الکترونیک موارد استفاده ارزشمند و فراوان دارد. سولفید هیدروژن (h3S) بسیار سمی است و مقادیر بسیار ناچیز آن نیز می تواند کشنده و مهلک باشد. سولفید هیدروژن بسیار خورنده و فرساینده است و می تواند به لوله ها، اتصالات و شیرهای چاه آسیب و خسارت وارد کند. بنابراین قبل از انتقال گاز طبیعی به خطوط لوله، سولفید هیدروژن جداسازی شده و دی اکسید کربن و آب آن نیز از طریق آب زدایی یا نمک گیری گرفته می شود. حذف دی اکسید کربن و سولفور بعد از جداسازی مایعات گازی از گاز طبیعی خام دومین قسمت از فرآورش گاز می باشد که شامل جداسازی دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. گاز طبیعی بسته به موقعیت چاه مربوط مقادیر متفاوتی از این دو ماده را شامل می گردد. فرایند تفکیک سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن از گاز ترش، شیرین کردن گاز نامیده می شود. سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن را می توان سوزاند و از گوگرد نیز صرفنظر نمود ولی این عمل باعث آلودگی شدید محیط زیست می گردد. با توجه به اینکه سولفور موجود در گاز عمدتاً در ترکیب سولفید هیدروژن h3S قرار دارد حال چنانچه میزان سولفید هیدروژن موجود از مقدار 5/7 میلیگرم در هر متر مکعب گاز طبیعی بیشتر باشد به آن گاز ترش اطلاق می گردد. و چنانچه از این مقدار کمتر باشد نیاز به تصفیه نمی باشد. سولفور موجود در گاز طبیعی به علت دارا بودن بوی زننده و تنفس های مرگ آور و عامل فرسایندگی خطوط لوله انتقال، گاز را غیرمطلوب و انتقال آن را پرهزینه می سازد.
برای شیرین سازی گاز طبیعی دو روش عمده فیزیکو شیمیایی و بیولوژیکی وجود دارد. روش های فیزیکوشیمیایی دارای قدمت بسیار بیشتری بوده و کاربرد آنها بسیار بیشتر از روش های بیولوژیکی در صنعت می باشد. در ابتدا هدف از شیرین سازی گاز حذف h3S از آن بود حتی اگر این گاز به محیط وارد می شد، اما پس از مشخص شدن خطرات زیست محیطی و بشری h3S قوانین سخت تر شد و در نتیجه با اعمال روش های تکمیلی از ورود این ماده به هوا نیز جلوگیری به عمل آمد. ایجاد واحدهای بازیافت گوگرد مانند کلاوس در پالایشگاه ها نیز در همین راستا بود.
مزایای فراوان روش های بیولوژیکی در مقایسه با روش ها معمول شیرین سازی گاز باعث افزایش روزافزون توجه محققین به این روشها گردیده است. از روش های بیولوژیکی می توان به دو صورت مستقیم و یا غیرمستقیم (جایگزین واحد کلاوس) در صنعت گاز استفاده کرد. در روش مستقیم گاز ترش مستقیماً وارد مرحله بیولوژیکی می شود در حالی که در روش غیرمستقیم گاز ترش ابتدا وارد فرایند آمین شده و گازهای ترش خروجی از برج دفع فرایند آمین وارد مرحله بیولوژیکی می گردد.

فصل اول: کلیات

خرید متن کامل این پایان نامه :

1-1) هدف
اساس روش های بیولوژیکی برای شیرین سازی گاز طبیعی بر مبنای استفاده از باکتری های گوگردی استوار است. این باکتری ها سولفید را مصرف کرده، تولید گوگرد و یا سولفات می کنند. در مقایسه با تکنیک های فیزیکوشیمیایی که مواد آلاینده گاهی به سادگی از یک فاز به فاز دیگر منتقل نمی شوند و یا اینکه تبدیل به مواد مضرتری می شوند، تصفیه بیولوژیکی را می توان به اکسیداسیون کاتالیستی در دمای پایین تشبیه کرد که نیاز به سوخت و مواد شیمیایی ندارد و مزیت دیگر آن ایمنی این سیستم می باشد. کاتالیست ها (آنزیم های میکروبی) به طور مداوم توسط میکروارگانیسم ها تولید می شوند و بیوفیلتراسیون، هیچ ماده آلوده کننده ثانویه یا ضایعات خطرناک تولید نمی کند. هدف معرفی روشی بهینه و بررسی اثر عوامل مختلف روی پارامترهای طراحی می باشد.
2-1) پیشینه تحقیق
در کشور ما گازهای اسیدی جدا شده در واحد آمین براساس میزان h3S یا سوزانده شده و یا به واحد کلاوس فرستاده می شود. با سوزاندن که برای گازهایی با مقادیر کم h3S مورد استفاده قرار می گیرد گازهای اسیدی در مشعل پالایشگاه سوزانده می شود هرچند که با این روش h3S حذف می شود اما سوختن سولفید هیدروژن باعث تولید SO2 می شود که این ماده برطبق قوانین استانداردهای ملی کیفیت هوای آزاد در گروه آلاینده های مقیاس گروه بندی می شود و غلظت مجاز آن 0/03ppm می باشد. همچنین با آب واکنش داده و تولید اسید سولفوریک می کند که باعث ایجاد باران اسیدی و ذرات معلق می گردد. علاوه بر فرایندهای حذف h3S در فاز گاز، فرایندهای اکسیداسیون مستقیم h3S در فاز مایع و فرایندهای جذب سطحی بر فاز جامد در حال گسترش هستند. این فرایندها برای حذف مقادیر h3S در محدوده بسیار کم تا 5 درصد مولی در گاز طبیعی، ظرفیت بازیافت گوگرد حداکثر 20 تن در روز به کار می روند. برای غلظت های بالاتر h3S و بازیافت مقادیر بیشتر گوگرد فرایندهای کلاوس و آمین اقتصادی تر هستند.

معمولاً وقتی كه چاهی در یک مخزن دست نخورده حفر می شود هیدروكربنها بطور طبیعی به سطح زمین جریان می یابند. در اثر تولید از یک مخزن بطور معمول از فشار مخزن كاسته شده و به میزان آب همراه ن فت تولیدی افزوده شده و درصد گاز تولیدی نیز كم می شود. این عوامل در كنار هم سبب آن می شوند كه جریان سیال از چاه كند و نهایتاً قطع شود. به این منظور جهت تقویت تولید در سیستم های تكمیل چاه از سیستم های فرازآوری مصنوعی استفاده می شود. در حقیقت سیستم فرازآوری مص نوعی به سیال درون چاه انرژی می دهد و زمانی كه حداقل انرژی برای جریان فراهم شد چاه شروع به تولید می كند.

خرید متن کامل این پایان نامه :

بر اساس نتایج تحقیقاتی كه در سال 1994 صورت گرفت بطور تخمینی نشان می دهد كه حدود 900000 چاه با كمك سیستم فرازآوری مصنوعی تولید شده اند .یعنی تنها حدود 7 درصد از چاه ها بطور طبیعی تولید شده اند و 93 درصد با كمك سیستم فرازآوری مصنوعی تولید شده اند و این در حالی است كه متوسط تولیدی چاه ها كمتر از 70 بشكه در روز بوده است.
2-1- دلایل نیاز به سیستم فرازآوری مصنوعی:
زمانی كه چاه تولید نمی كند یا نرخ تولید آن اقتصادی نباشد سیستم فرازآوری مصنوعی مورد نیاز است. شکل 1(a) نشان می دهد كه فشار مخزن پایین است و سطح استاتیكی سیال بالای چاه است.
شکل 1(b) نشان می دهد كه چگونه نصب یک پمپ كوچك در فاصل ه كمی از سطح استاتیكی سیال سبب محدودیت در ایجاد سیستم رانش می شود.
چاه با نرخ q شروع به تولید نموده است . گرادیان فشارهای استاتیک و جریانی در شكلهای 1(a) و 1(b) شبیه هم هستند ضمن آنكه افت فشار اصطكاكی د ر لوله تولیدی با این نرخ جریان پایین، خیلی كم است.
به آسانی مشخص می شود كه چنین نرخ تولیدی در زمانی كه پمپ در ته چاه نصب شده باشد نیز می تواند اتفاق بیفتد، زیرا هم افت فشار داخل پمپ را سبب می شود و هم سبب افزایش مكش در چاه می شود. فایده اصلی قرار دادن پمپ در قسمت مشبك كاری شده اینست كه حداكثر پتانسیل تولید از چاه را می توان بدست آورد (شکل 1© كه این مس أله سبب تولید از چاه با qmax می شود.
نصب پمپ زیر قسمت مشبك كاری سبب حداكثر میزان مكش و نرخ تولید می شود.
طراحی یک فرازآوری مصنوعی نیازمند آنست كه پمپ با نمودار كارآیی جریان ورودی و خروجی منطبق باشد.

در حال حاضر وضعیت مصرف انرژی در بخش صنعت به گونهای است كه از نظر مقدار، حدود 3.29 درصد واز نظر ارزش حدود 4.20 درصد از كل مصرف نهایی انرژی كشور را به خود اختصاص داده است. كل مصرف انرژی بخش صنعت در سال 1385 معادل 7.36 میلیون بشكه نفت خام بوده كه ارزش آن بیش از 7.4 میلیارد دلار است.
بخش عمده انرژی مورد نیاز صنایع، از احتراق سوختهای فسیلی تامین میشود. از اینرو كمتر صنعتی را میتوان یافت كه به نوعی از سیستمهای احتراقی بهره مند نباشد. بدون استثناء در هر سیستم احتراقی وجود مشعل برای تولید انرژی حرارتی ضروری است. از طرف دیگر بخش عمده استفاده این مشعلها در رابطه با كوره های صنعتی و توربینهای گازی میباشد. برخی از موارد استفاده از این تجهیزات در صنایع عبارتند از:
– كوره های ذوب و تصفیه فلزات
– كوره های عملیات حرارتی
– كوره های صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی
– توربین های گازی نیروگاه های تولید برق
از آنجایی كه معمولا در سیستمهای با دمای بالا اتلاف انرژی زیاد است، و از طرفی فرایند احتراقنیز همواره در دمای بالا صورت میگیرد، در بیشتر موارد پتانسیل صرفه جویی انرژی در سیستمهای احتراقی یک واحد صنعتی، بیش از سایر قسمتهای آن میباشد. بنابراین با توجه به گستردگی استفاده از سیستمهای احتراقی در صنایع، در صورت توجه به بهینهسازی این تجهیزات، به مقدار زیادی در مصرف سوخت واحدهای صنعتی صرفه جویی خواهد شد.
بعلاوه وقتی از عمر كوره و سیستم احتراقی، بیش از 10 سال میگذرد، این بدان معنی است كه بازده آن در بهترین شرایط كمتر از 55 درصد است. به عبارت دیگر، این سیستم تقریباً نیمی از انرژی حرارتی سوخت را اتلاف میكند. همواره می توان مقدار قابل ملاحظه ای از تلفات انرژی سیستم را كاهش داد.

در صورتیكه بتوان با بهره گرفتن از تجهیزاتی از انرژی این گازها استفاده كرد و هوای مورد نیاز را برای احتراق پیشگرم كرد، به مقدار قابل ملاحظه ای در مصرف سوخت

خرید متن کامل این پایان نامه :

 صرفه جویی میشود. انجام این كار ضمن بهبود فرایند احتراق و افزایش دمای شعله از احتراق ناقص سوخت نیز جلوگیری میكند. نمونه ای از این تجهیزات بازیافت انرژی ركوپراتورها هستند.

به طور كلی اثرات استفاده از سیستمهای بازیابی انرژی را می توان به دو دسته طبقه بندی كرد:
– اثرات استفاده مستقیم : بازیابی انرژی هدر رفته بر روی راندمان فرایند تا ثیر مستقیم دارد این عمل باعث كاهش در مصرف و هزینه های جانبی  آب، برق، بخار و………… هزینه فرایند میشود.
– اثرات استفاده غیرمستقیم: مزیت اثرات استفاده غیرمستقیم به شرح زیر میباشد:
الف) كاهش آلودگی
در كوره ها مقداری از مواد سمی ناشی از احتراق مانند دی اكسیدكربن، گاز ترش كربن سیاه، گاز باقیمانده پلاستیک های شیمیایی و غیره در اتمسفر آزاد می شوند. و هدف برای ما بازیابی انرژی و كاهش آلودگی های محیط زیست میباشد.
ب) كاهش سایز و اندازه تجهیزات
بازیابی انرژی تلف شده مصرف سوخت را كاهش می دهد كه سبب ك اهش گازهای تولیدی احتراق هم می شود. این نتایج سایز تجهیزات برای همه دستگاه هایی كه گازهای حاصل از احتراق در آنها بكار میرود را كاهش میدهد مانند فنها، دودكش كوره، مشعلها و… .
ج) كاهش مصرف انرژی
علاوه بر این كاهش در اندازه تجهیزات سبب كاهش در مصرف انرژی هم میشود همانند كاهش مصرف الكتریسیته برای فن ها و پمپها و غیره

از نقطه نظر شیمیدان ها، آب به صورت خالص ترین حالت آن در طبیعت یافت نمی شود و تهیه آب خالص مستلزم صرف هزینه و مواد می باشد. در نتیجه، این آب در محیط زیست و در طبیعت سریعا توسط ترکیبات مختلف آلوده می گردد. از طرف دیگر پیشرفتهای حاصله در علوم و فن آوری های مختلف موجب پیدایش مواد و مولکول های شده، که می توانند در برابر تجزیه زیستی مقاومت نمایند. در این میان، ترکیبات آلی و نیتروژن دار از جمله مواد مضر برای موجودات زنده هستند. این گونه ترکیبات عمدتا از واحدهای داروسازی، صنایع کاغذسازی، کک سازی، پتروشیمی و تولید روغن، پالایشگاه های نفت و بسیاری از واحدهای شیمیایی دیگر خارج می شود. که رها شدن چنین موادی در محیط زیست از خطرات مهم زیست محیطی محسوب می شوند. از طرف دیگر با توجه به افزایش محدودیت های ناشی از قوانین زیست محیطی و به منظور حفظ تعادل اکوسیستم طبیعی نیاز به روش های تصفیه ای جدیدی می باشد که بتوانند این مواد را حذف و یا حداقل به موادی با مولکول های کوچکتر و قابل تصفیه تبدیل نمایند. روش های متعارف تصفیه مانند روش های زیستی، برای تصفیه پساب های حاوی چنین موادی پاسخگو نمی باشد و روش های فیزیکی نیز این مواد را از یک محیط (با غلظت کمتر و حجم بیشتر) به محیط دیگر (با غلظت بیشتر و حجم کمتر) و یا از یک فرم (بسیار خطرناک) به فرم دیگر (کمتر خطرناک) تبدیل می کنند [Fernandes,2005; Gorgate,2002]
البته از سالیان دور سوزاندن فاضلاب های حاوی مواد خطرناک مرسوم بوده است در حالی که این روش تنها برای فاضلاب هایی با غلظت بالا (بدون در نظر گرفتن آلودگی اتمسفریک هوا) قابل توجیه است.

روش های اکسیداسیون شیمیایی، الکترو شیمیایی، فتوشیمیایی و فتوکاتالیسی فاضلاب های خطرناک از جمله جدیدترین و آخرین راه حل ها برای حذف کامل آلاینده ها مطرح می باشند. لیکن این روش های فعلا از نظر اقتصادی (چه از نظر هزینه ثابت و چه از نظر هزینه عملیاتی) قابل رقابت با فرایندهای تصفیه زیستی رایج نیستند. در

خرید متن کامل این پایان نامه :

 تصفیه زیستی میکرو ارگانیسم ها بدون افزایش مقدار قابل ملاحظه ماده شیمیایی و فقط با کمک اکسیژن (تا هنگامی که سوبسترات آلی وجود دارد) واکنش اکسیداسیون را ادامه می دهند. در حالی که انجام این عمل توسط واکنش های شیمیایی، فتوشیمیایی، الکتروشیمیایی و فتو کاتالیستی مستلزم صرف هزینه فراوان، جهت تجزیه کامل آلاینده ها می باشد.

فصل اول: اکسیداسیون فتوشیمیایی
1-1- نور و مفاهیم اولیه آن
انتقال انرژی از نظر کلاسیک به سه صورت هدایت، جابجایی و تشعشع انجام می شود. تشعشع برخلاف دو روش دیگر نیاز به محیط مادی جهت انتقال ندارد که نمونه مشخص آن، انتقال نور خورشید به زمین می باشد.
رفتار نور را می توان از نظر بنیادی براساس دو مکانیسم معرفی کرد. از یک طرف براساس تعریف تشعشع الکترو مغناطیسی نور موجی است که شامل یک میدان الکتریکی (E) و یک میدان مغناطیسی (M) می باشد که عمود به هم بوده و در راستای بعد سوم که همان سرعت نور © می باشد در حرکت است.
تشعشع EMR دارای دو مشخصه مهم طول موج و فرکانس می باشد. برحسب تعریف طول موج فاصله اندازه گیری شده (برحسب متر) بین دو Peak کامل موج و فرکانس، تعداد موج های گذرنده از یک نقطه ثابت در هر ثاینه (Hertz) می باشد. رابطه طول موج و فرکانس به صورت زیر بیان می شود.
C=;D           و                             C=3*108 m/s
Q=hv
در رابطه بالا انرژی انتقال یافته براساس واحدهای انتقال انرژی (کوانتا) و برحسب ژول است. همچنین h با نام ثابت پلانک معروف بوده و برابر 6.26*10-34 می باشد.

نانوتکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح مولکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح حاضر میشود. از همین تعریف ساده برمی آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست. فناوری نانو هنوز در مراحل اولیه رشد خویش میباشد. گرچه هم اکنون برخی از محصولات این فناوری در بازار موجود است، ولی این دانش بایستی قبل از تجاری شدن هم از جنبه های تکنولوژیکی و هم از جنبه های علمی پیشرفت نماید.

نانوتکنولوژی، یکتکنولوژی عام است که در بسیاری از تکنولوژی های دیگر کاربرد داشته و بعضی از آنها را متحول میکند.

خرید متن کامل این پایان نامه :

اثرات نانوتکنولوژی بر امنیت و دفاع
اثرات نانوتکنولوژی بر حفظ محیط زیست
نانوتکنولوژی تمام دستاوردهای گذشته بشر را که در مواد تحقق یافته است، متحول میسازد؛ در واقع تحول نانوتکنولوژی ظرف چند دهه به اندازه تحولات چند قرن خواهد بود.
نانوتکنولوژی رقیب سایر تکنولوژیها نیست بلکه مکمل و پایه آنهاست.
کاربردهای نانوتکنولوژی همه جا همراه با هزینه کمتر، دوام و عمر بیشتر، مصرف انرژی پایین تر، هزینه نگهداری کمتر و خواص بهتر است.
مجموعه عملیاتی که از اکتشاف تا قبل از پالایشگاه در زمینه ی تولید و استخراج نفت انجام می گیرد، صنایع بالادستی گفته میشود. این عملیات شامل اکتشاف، حفاری، بهره برداری و مدیریت مخازن میشود. در اکتشاف ابتدا یک انفجار انجام می شود، سپس بازتابشهای صوتی توسط ژئوفون ها ثبت می شود. از تحلیل این بازتابشها و بر پایه تفاوت سرعت حرکت صوت در لایه های مختلف، ساختار لایه ها و نوع سیال درون آنها مشخص میشود. بدین ترتیب ساختارهایی که می توانند احتمالا حاوی نفت و گاز باشند مشخص می شوند. با حفاری زمین تا عمق مورد نظر که در ایران معمولا بین 1500 تا 3500 متر است، فرضیه های اکتشافی نهایی میگردد. در صورتیکه مخزن موردنظر حاوی نفت و گاز باشد، چاه حفر شده برای تولید نفت آماده میشود که شامل نصب یکسری ابزارها درون چاه تا سطح زمین و خط لوله از سطح زمین تا قبل از پالایشگاه است. سپس تا حدامکان درون یک مخزن چاه های دیگری که چاه های توسعه ای گفته میشود، حفر میشوند.
نهایتا تعداد چاه ها، نرخ بهره برداری از هر کدام، استراتژی تولید در آینده و تکنیکهای لازم می بایست برای حداکثر کردن برداشت از مخزن باحداقل هزینه ها مدیریت شود که در مقوله ی مدیریت مخازن میگنجند.