تحقیق پالایش نفت 19 ص

تحقیق پالایش نفت 19 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : 19 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏پالایش نفت :
‏نفت خام را پس از انکه ازدل خاک بیرون آوردند با لوله یاکشتی و غیره به پالایشگاه حمل میکنند تا درآنجا پالایش و به ترکیبات مفید و قابل استفاده تبدیل شود زیرا نفت خام را به همان صورت اولیه نمی توان استفاده کرد .
‏همان طوری که بیان شد نفت خام مخلوطی از هیدروکربورهای مختلف بوده که در ان مواد سبک مانند بنزین و مواد سنگین مانند قیر وجود دارد که در هم حل شده اند . برای استفاده باید این مواد از هم تفکیک گردند و به این جهت لازم است که عمل تفکیک پذیری روی نفت خام انجام گیرد .بعد از عمل تفکیک در مورد بعضی از فراورده ها ، جهت قابل استفاده شدن لازم است که عملیات ثانویه روی آنها انجام گیرد .
‏برای هر یک از مراحل پالایش دستگاههای خاصی لازم است ودرکل عمل پالایش شامل سه مرحله اصلی می باشد که عبارتند از :تفکیک یا عمل جداسازی ،عمل ‏تبدیل و تصفیه .
‏قبل از پرداختن به هر یک از مراحل لازم است توضیحات مختصری در مورد بعضی تعاریف و قوانین داده شود .
‏فاز: محیط یا قسمتی ازماده است که تمام خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن یکسان باشد.
‏نقطه جوش : درجه حرارتی است که مایع در ان درجه حرارت به حالت غلیان در می آید و درهمه نقاط مولکولها می خواهندبه فاز گاز وارد شوند .
‏حالت تعادل : به حالتی از سیستم گفته می شود که خواص ماکروسکوپی آن مانند :
‏دما، فشار ، غلظت ، حجم و ...در ان حالت ثابت باشد ، تعادل دینامیکی دارد و در اشل میکروسکوپی تحولات دردو جهت با سرعت مساوی انجام می گیرد.
‏فشار بخار : در سیستم بسته روی سطح مایع در هر درجه حرارتی مقداری بخار مایع ایجاد می شود که این بخار تولید فشار می کند . وقتی که بین فاز مایع و فازگازی تعادل برقرار گردد فشار ایجاد شده را فشار بخارمایع گویند که تنها بستگی به دما دارد ودرهردمایی برای هر مایع مقداری ثابت است ودر صورت تغییرد ما مقدار ان نیز تغییر می کند و رابطه آن به صورت زیر می باشد :
‏ ‏در این رابطه P ‏ فشار بخار بر حسب اتمسفر t ‏ دما بر حسب درجه کلوین و ‏ آنتالپی تبخیر مولی بر حسب ژول برمول ‏ و R‏ ثابت گازها که برابر 314/8 ژول بر درجه کلوین مول ‏است .
‏در محدوده دمایی که H‏ 8 ثابت باشد رابطه زیر که به نا‏م ( کلازیوس ‏–‏ کلاپیرون ) معروف است را خواهیم داشت :
‏فشار جزئی : در مورد مخلوط گازها ، فشاری را که هر گاز وقتی که به تنهایی تمام ظرف را اشغال کند فشار جزیی آن گاز گویند وبا ‏نشان می دهند مجموع فشارهای جزئی گازها مساوی فشار کل سیستم است :
‏ و ‏
‏دراین روابط ‏ فشار کل و ‏کسرمولی سازنده i‏ می باشد .
‏محلول : به یک مخلوط یکنواخت و همگن محلول گویند که دارای یک فاز می باشد .
‏محلول ایده آل : محلولی را گویند که آنتالپی انحلال آن مساوی صفر باشد :
‏تعادل فازها در محلول دوتایی : وقتی که دو ماده را در هم حل می کنیم در حالت کلی دو حالت اتفاق می افتد :
‏دو ماده در هر دو فاز سنگین و سبک ( به عنوان مثال ، حالت مایع و حالت گاز ) درهم حل ‏
‏می شوند .
‏دو ماده در فاز سنگین نا محلول و در فاز سبک محلول هستند ( صرفا در فاز مایع نامحلول ودر فاز گاز محلول هستند . )
‏دروهله اول ، ما حالتی را در نظر می گیریم که هم در فاز سبک و هم در فاز سنگین محلول هستند و اشاره ای به روابط ‏و قوانین موجود در این شرایط می کنیم .
‏وقتی که مخلوط ایده آل ازدو مایع داشته باشیم ،در فاز بخار و بر اساس قانون دالتون خواهیم داشت :
‏ ‏ ‏و ‏
‏و براساس قانون رائولت ، فشار بخار هر سازنده از روی غلظت آن در فاز مایع مساوی است با :
‏در این رابطه ‏فشار بخار جسم A‏ در فازی گازی ، ‏فشار بخار خالص جسم A‏ و ‏ کسر مولی در فاز مایع و ‏کسرمولی در فاز بخار است .
‏از مجموع این دو رابطه خواهیم داشت :
‏
‏
‏در مخلوطهای دو تایی ایده آل در حالت تعادل بین مایع و بخار خواهیم داشت :
‏ ‏ و
‏در این رابطه k ‏ ضریب تعادل و x1 ‏ و x2 ‏ جز مولی اجزا 1و2 در فاز مایع وY1,Y2 ‏
‏جز مولی اجزا 1و2 در فاز بخار می باشد و همیشه در مورد آنها داریم :
‏ و ‏
‏نسبت فشار خالص دو جسم را ضریب فرایت گویند که معادل است با :
‏عوامل تغییر کننده در مخلوطهای دو تایی
‏عوامل تغییر کننده در مخلوطهای دو تایی عبارتند از دما T ‏ ، فشار p‏ و ترکیب مخلوط c ‏ یا همان x ‏ برای نمایش تغییرات پارامترها بر روی صفحه وبررسی اثر آنها در روی فازها معمولا دو پارامتر درنظر گرفته می شود و بقیه پارمترها ثابت می مانند .
‏در مخلوطهای دو تایی که از قانون رائولت پیروی می کنند ، یعنی اینکه آنتالپی انحلال مساوی صفر است ، ‏ محلول ایده ال است و خواهیم داشت :
‏دراین رابطه ‏ فشار بخار جسم A‏ در روی محلول و ‏فشار بخار همان جسم بصورت خالص و ‏کسر مولی ان در فاز مایع است .
‏تغییرات فشار بخار بر حسب ترکیب ( شکل 1و2 ) و تغییرات درجه حرارت و نقطه جوش بر حسب ترکیب ( شکل 2-2) و منحنی تعادل کسر مولی در فاز X‏ ودر فاز بخار y ‏ ( شکل 3-2) و منحنی ‏فشار بر حسب درجه حرارت درترکیب ثابت ( شکل 4-2) به صورت زیر می باشد :
‏انحراف از محلول ایده آل :
‏درمواردی که گرمای انحلال مساوی صفر نباشد ، از قانون رائولت پیروی نمی کند و نسبت به آن انحراف نشان میدهد . حال اگر گرمای انحلال منفی باشد ، ‏گویند انحراف منفی است و منحنی ها در زیر منحنی ها در زیر منحنی های رائولت قرار می گیرد و منحنی های مربوط به تغییرات نقاط جوش و حرارت بر حسب ترکیب ( شکل 5-2) و تغییرات فشار بخار بر حسب ترکیب ( شکل 6-2) به قرار زیر باشد :
‏در حالتی که آنتالپی انحلال مثبت باشد ، گویند که انحراف مثبت استو منحنی های رائولت قرار می گیرد ، تغییرات مربوط به این حالت بصورت منحنی های شکل ( 7-2) و شکل( 8-2) می باشند .
‏در مواردی که مواد در فاز سنگین تا محلول و در فاز سبک محلول باشند ، دیاگرام حالت تعادل فازها ، متفاوت از قبلی است ولی از انجا که خارج از بحث ما می باشد ، توضیح بیشتر داده نمی شود و تنها به منحنی تعادل آن اشاره می گردد :
‏9-2 : دیاگرام تعادل ترکیب
‏درجه حرارت برای دو ماده ‏در فاز
‏سنگین جامد ( s‏ ) حل نمی شوند ودر فاز
‏ سبک مایع ( L‏ ) محلول هستند .
‏تعادل یک سیستم چند فازه بوسیله قاعده فازها مورد بررسی قرار می گیرد و این قاعده تغییرات ، یا تعداد فاکتورهای مستقل را که بدون تغییر تعداد فازها ، میتوانند تغییر کنند معلوم می سازد . این قاعده بوسیله رابطه زیر نشان داده می شود :
‏دراین رابطه C‏ درجه ازادی سیستم k ‏ تعداد سازنده سیستم و n ‏ تعداد پارامترهای خارجی که در روی تعادل موثر هستند و P ‏ تعداد فازها را مشخص می کند . در حالت عمومی تعادل سیستم به سه فاکتور دما ، فشار ، ترکیب بستگی دارد .در بیشترموارد یکی از این فاکتورها ثابت نگه داشته می شود و منحنی براساس دو متغیر رسم می گردد ‏.
‏جهت بررسی و نحوه استفاده از قانون فوق ، حالت تعادل بین موادی را که هم در فاز سبک و هم در فاز سنگین حل میشوند ، واز قانون رائولت پیروی می کنند در نظر می گیریم . ( شکل 2-2)
‏درهر نقطه از ناحیه L,G‏ که تنها یک فاز و یک ترکیب معلوم x ‏ وجود دارد ،مقدار c ‏ بصورت زیر محاسبه می گردد .
‏بدین معنی که هر کدام از پارامترهای دماوترکیب را می توان مستقلا تغییر داد بدون اینکه تعداد فازها تغییر کند . در روی منحتی ‏قسمت بالا که ترکیب فاز بخار را معلوم می کند ، یا قسمت پایین که ترکیب فاز مایع را مشخص می کند ، و نیز در ناحیه G+L ‏ مقدار c ‏ بصورت زیر محاسبه می گردد :
‏یعنی اینکه یک متغیر مستقل وجود دارد و پارامتر دیگر بستگی به اولی دارد و برای اینکه تغییر فاز صورت نگیرد لازم است که با تغییر پارامتر اولی ، دومی نیز تغییر کند .
‏در نقاط ‏ که نقاط جوش مواد خالص A,B‏ هستند ، مقدار c ‏ مساوی است با :
‏یعنی اینکه هیچ یک از پارامترها نمی توانند تغییر کنند و باتغییر هر کدام از انها ، تغییر فاز اتفاق خواهد افتاد
‏تفکیک SEPARATION‏
‏جدا کردن اجزا و سازنده های یک مخلوط را از هم تفکیک گویند که درکل عملی فیزیکی است وبااستفاده از ‏انتقال ماده از یک فاز به فاز دیگر انجام میشود .
‏با توجه به نوع مخلوط چند روش برای تفکیک وجود دارد :
‏تفکیک حرارتی : در این روش از روی اختلاف در نقطه جوش یا اختلاف در نقطه انجماد ‏می توان با تغییر دادن درجه حرارت ، اجزا وسازنده ها را از هم جدا کرد ،وا ز یک فاز به فاز دیگر انتقال داد .مثل : عمل تقطیر و تبلور .
‏تفکیک به کمک ماده قابت : باافزودن حلال خاص یا ماده جذب کننده به مخلوط میتوان اجزا مورد نظر را از فازی به فاز دیگرانتقال داد مثل : عمل استخراج با حلال ویا جذب سطحی .
‏سایر روشهای جدا سازی : در مورد مخلوطهای ویژه روشهای خاصی را می توان بکار برد مانند جدا کردن مواد جامد معلق توسط صافیها و جدا کردن بعضی از مولکوها با استفاده از غربال مولکولی و غیره .
‏عمل تقطیر در تمام صنایع شیمی بخصوص در صنعت نفت ، مورد استفاده زیادی دارد و در این میان تقطیر و استخراج بیش از سایر روشها کاربرد دارد .
‏تقطیر مخلوط
‏تقطیر روشی است که جهت جدا کردن اجزا یک مخلوط از روی اختلاف نقطه جوش آنها استفاده میشود و در حالت کلی بر چند نوع می باشد :
‏روش تقطیر ساده غیر مداوم
‏روش تقطیر ساده مداوم
‏روش تقطیر جز به جز غیر مداوم
‏روش تقطیر جز به جزمداوم
‏روش تقطیر آبی
‏روش تقطیر در خلا
‏روش تقطیر به کمک بخار آب
‏تقطیر ساده غیر مداوم
‏در این روش تقطیر ، مخلوط حرارت داده میشود تا بحال جوش در آید . بخارهایی که تشکیل می شوند و غنی از جز سیک مخلوط می باشد پس از عبور از کندانسورها ( میعان کننده ها ) تبدیل به مایع شده از سیستم تقطیر خارج می گردند . به تدریج که غلظت جز سنگین مخلوط درمایع باقی ماند ، زیاد می شود .نقطه جوش آن به تدریج بالا می رود . به این ترتیب درهر لحظه از عمل تقطیر ترکیب فاز بخار حاصل و مایع باقی مانده تغییر می کند .