تحقیق پالايش نفت 19 ص

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

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏پالايش نفت :
‏نفت خام را پس از انكه ازدل خاك بيرون آوردند با لوله ياكشتي و غيره به پالايشگاه حمل ميكنند تا درآنجا پالايش و به تركيبات مفيد و قابل استفاده تبديل شود زيرا نفت خام را به همان صورت اوليه نمي توان استفاده كرد .
‏همان طوري كه بيان شد نفت خام مخلوطي از هيدروكربورهاي مختلف بوده كه در ان مواد سبك مانند بنزين و مواد سنگين مانند قير وجود دارد كه در هم حل شده اند . براي استفاده بايد اين مواد از هم تفكيك گردند و به اين جهت لازم است كه عمل تفكيك پذيري روي نفت خام انجام گيرد .بعد از عمل تفكيك در مورد بعضي از فراورده ها ، جهت قابل استفاده شدن لازم است كه عمليات ثانويه روي آنها انجام گيرد .
‏براي هر يك از مراحل پالايش دستگاههاي خاصي لازم است ودركل عمل پالايش شامل سه مرحله اصلي مي باشد كه عبارتند از :تفكيك يا عمل جداسازي ،عمل ‏تبديل و تصفيه .
‏قبل از پرداختن به هر يك از مراحل لازم است توضيحات مختصري در مورد بعضي تعاريف و قوانين داده شود .
‏فاز: محيط يا قسمتي ازماده است كه تمام خصوصيات فيزيكي و شيميايي آن يكسان باشد.
‏نقطه جوش : درجه حرارتي است كه مايع در ان درجه حرارت به حالت غليان در مي آيد و درهمه نقاط مولكولها مي خواهندبه فاز گاز وارد شوند .
‏حالت تعادل : به حالتي از سيستم گفته مي شود كه خواص ماكروسكوپي آن مانند :
‏دما، فشار ، غلظت ، حجم و …در ان حالت ثابت باشد ، تعادل ديناميكي دارد و در اشل ميكروسكوپي تحولات دردو جهت با سرعت مساوي انجام مي گيرد.
‏فشار بخار : در سيستم بسته روي سطح مايع در هر درجه حرارتي مقداري بخار مايع ايجاد مي شود كه اين بخار توليد فشار مي كند . وقتي كه بين فاز مايع و فازگازي تعادل برقرار گردد فشار ايجاد شده را فشار بخارمايع گويند كه تنها بستگي به دما دارد ودرهردمايي براي هر مايع مقداري ثابت است ودر صورت تغييرد ما مقدار ان نيز تغيير مي كند و رابطه آن به صورت زير مي باشد :
‏ ‏در اين رابطه P ‏ فشار بخار بر حسب اتمسفر t ‏ دما بر حسب درجه كلوين و ‏ آنتالپي تبخير مولي بر حسب ژول برمول ‏ و R‏ ثابت گازها كه برابر 314/8 ژول بر درجه كلوين مول ‏است .
‏در محدوده دمايي كه H‏ 8 ثابت باشد رابطه زير كه به نا‏م ( كلازيوس ‏–‏ كلاپيرون ) معروف است را خواهيم داشت :
‏فشار جزئي : در مورد مخلوط گازها ، فشاري را كه هر گاز وقتي كه به تنهايي تمام ظرف را اشغال كند فشار جزيي آن گاز گويند وبا ‏نشان مي دهند مجموع فشارهاي جزئي گازها مساوي فشار كل سيستم است :
‏ و ‏
‏دراين روابط ‏ فشار كل و ‏كسرمولي سازنده i‏ مي باشد .
‏محلول : به يك مخلوط يكنواخت و همگن محلول گويند كه داراي يك فاز مي باشد .
‏محلول ايده آل : محلولي را گويند كه آنتالپي انحلال آن مساوي صفر باشد :
‏تعادل فازها در محلول دوتايي : وقتي كه دو ماده را در هم حل مي كنيم در حالت كلي دو حالت اتفاق مي افتد :
‏دو ماده در هر دو فاز سنگين و سبك ( به عنوان مثال ، حالت مايع و حالت گاز ) درهم حل ‏
‏مي شوند .
‏دو ماده در فاز سنگين نا محلول و در فاز سبك محلول هستند ( صرفا در فاز مايع نامحلول ودر فاز گاز محلول هستند . )
‏دروهله اول ، ما حالتي را در نظر مي گيريم كه هم در فاز سبك و هم در فاز سنگين محلول هستند و اشاره اي به روابط ‏و قوانين موجود در اين شرايط مي كنيم .
‏وقتي كه مخلوط ايده آل ازدو مايع داشته باشيم ،در فاز بخار و بر اساس قانون دالتون خواهيم داشت :
‏ ‏ ‏و ‏
‏و براساس قانون رائولت ، فشار بخار هر سازنده از روي غلظت آن در فاز مايع مساوي است با :
‏در اين رابطه ‏فشار بخار جسم A‏ در فازي گازي ، ‏فشار بخار خالص جسم A‏ و ‏ كسر مولي در فاز مايع و ‏كسرمولي در فاز بخار است .
‏از مجموع اين دو رابطه خواهيم داشت :
‏
‏
‏در مخلوطهاي دو تايي ايده آل در حالت تعادل بين مايع و بخار خواهيم داشت :
‏ ‏ و
‏در اين رابطه k ‏ ضريب تعادل و x1 ‏ و x2 ‏ جز مولي اجزا 1و2 در فاز مايع وY1,Y2 ‏
‏جز مولي اجزا 1و2 در فاز بخار مي باشد و هميشه در مورد آنها داريم :
‏ و ‏
‏نسبت فشار خالص دو جسم را ضريب فرايت گويند كه معادل است با :
‏عوامل تغيير كننده در مخلوطهاي دو تايي
‏عوامل تغيير كننده در مخلوطهاي دو تايي عبارتند از دما T ‏ ، فشار p‏ و تركيب مخلوط c ‏ يا همان x ‏ براي نمايش تغييرات پارامترها بر روي صفحه وبررسي اثر آنها در روي فازها معمولا دو پارامتر درنظر گرفته مي شود و بقيه پارمترها ثابت مي مانند .
‏در مخلوطهاي دو تايي كه از قانون رائولت پيروي مي كنند ، يعني اينكه آنتالپي انحلال مساوي صفر است ، ‏ محلول ايده ال است و خواهيم داشت :
‏دراين رابطه ‏ فشار بخار جسم A‏ در روي محلول و ‏فشار بخار همان جسم بصورت خالص و ‏كسر مولي ان در فاز مايع است .
‏تغييرات فشار بخار بر حسب تركيب ( شكل 1و2 ) و تغييرات درجه حرارت و نقطه جوش بر حسب تركيب ( شكل 2-2) و منحني تعادل كسر مولي در فاز X‏ ودر فاز بخار y ‏ ( شكل 3-2) و منحني ‏فشار بر حسب درجه حرارت درتركيب ثابت ( شكل 4-2) به صورت زير مي باشد :
‏انحراف از محلول ايده آل :
‏درمواردي كه گرماي انحلال مساوي صفر نباشد ، از قانون رائولت پيروي نمي كند و نسبت به آن انحراف نشان ميدهد . حال اگر گرماي انحلال منفي باشد ، ‏گويند انحراف منفي است و منحني ها در زير منحني ها در زير منحني هاي رائولت قرار مي گيرد و منحني هاي مربوط به تغييرات نقاط جوش و حرارت بر حسب تركيب ( شكل 5-2) و تغييرات فشار بخار بر حسب تركيب ( شكل 6-2) به قرار زير باشد :
‏در حالتي كه آنتالپي انحلال مثبت باشد ، گويند كه انحراف مثبت استو منحني هاي رائولت قرار مي گيرد ، تغييرات مربوط به اين حالت بصورت منحني هاي شكل ( 7-2) و شكل( 8-2) مي باشند .
‏در مواردي كه مواد در فاز سنگين تا محلول و در فاز سبك محلول باشند ، دياگرام حالت تعادل فازها ، متفاوت از قبلي است ولي از انجا كه خارج از بحث ما مي باشد ، توضيح بيشتر داده نمي شود و تنها به منحني تعادل آن اشاره مي گردد :
‏9-2 : دياگرام تعادل تركيب
‏درجه حرارت براي دو ماده ‏در فاز
‏سنگين جامد ( s‏ ) حل نمي شوند ودر فاز
‏ سبك مايع ( L‏ ) محلول هستند .
‏تعادل يك سيستم چند فازه بوسيله قاعده فازها مورد بررسي قرار مي گيرد و اين قاعده تغييرات ، يا تعداد فاكتورهاي مستقل را كه بدون تغيير تعداد فازها ، ميتوانند تغيير كنند معلوم مي سازد . اين قاعده بوسيله رابطه زير نشان داده مي شود :
‏دراين رابطه C‏ درجه ازادي سيستم k ‏ تعداد سازنده سيستم و n ‏ تعداد پارامترهاي خارجي كه در روي تعادل موثر هستند و P ‏ تعداد فازها را مشخص مي كند . در حالت عمومي تعادل سيستم به سه فاكتور دما ، فشار ، تركيب بستگي دارد .در بيشترموارد يكي از اين فاكتورها ثابت نگه داشته مي شود و منحني براساس دو متغير رسم مي گردد ‏.
‏جهت بررسي و نحوه استفاده از قانون فوق ، حالت تعادل بين موادي را كه هم در فاز سبك و هم در فاز سنگين حل ميشوند ، واز قانون رائولت پيروي مي كنند در نظر مي گيريم . ( شكل 2-2)
‏درهر نقطه از ناحيه L,G‏ كه تنها يك فاز و يك تركيب معلوم x ‏ وجود دارد ،مقدار c ‏ بصورت زير محاسبه مي گردد .
‏بدين معني كه هر كدام از پارامترهاي دماوتركيب را مي توان مستقلا تغيير داد بدون اينكه تعداد فازها تغيير كند . در روي منحتي ‏قسمت بالا كه تركيب فاز بخار را معلوم مي كند ، يا قسمت پايين كه تركيب فاز مايع را مشخص مي كند ، و نيز در ناحيه G+L ‏ مقدار c ‏ بصورت زير محاسبه مي گردد :
‏يعني اينكه يك متغير مستقل وجود دارد و پارامتر ديگر بستگي به اولي دارد و براي اينكه تغيير فاز صورت نگيرد لازم است كه با تغيير پارامتر اولي ، دومي نيز تغيير كند .
‏در نقاط ‏ كه نقاط جوش مواد خالص A,B‏ هستند ، مقدار c ‏ مساوي است با :
‏يعني اينكه هيچ يك از پارامترها نمي توانند تغيير كنند و باتغيير هر كدام از انها ، تغيير فاز اتفاق خواهد افتاد
‏تفكيك SEPARATION‏
‏جدا كردن اجزا و سازنده هاي يك مخلوط را از هم تفكيك گويند كه دركل عملي فيزيكي است وبااستفاده از ‏انتقال ماده از يك فاز به فاز ديگر انجام ميشود .
‏با توجه به نوع مخلوط چند روش براي تفكيك وجود دارد :
‏تفكيك حرارتي : در اين روش از روي اختلاف در نقطه جوش يا اختلاف در نقطه انجماد ‏مي توان با تغيير دادن درجه حرارت ، اجزا وسازنده ها را از هم جدا كرد ،وا ز يك فاز به فاز ديگر انتقال داد .مثل : عمل تقطير و تبلور .
‏تفكيك به كمك ماده قابت : باافزودن حلال خاص يا ماده جذب كننده به مخلوط ميتوان اجزا مورد نظر را از فازي به فاز ديگرانتقال داد مثل : عمل استخراج با حلال ويا جذب سطحي .
‏ساير روشهاي جدا سازي : در مورد مخلوطهاي ويژه روشهاي خاصي را مي توان بكار برد مانند جدا كردن مواد جامد معلق توسط صافيها و جدا كردن بعضي از مولكوها با استفاده از غربال مولكولي و غيره .
‏عمل تقطير در تمام صنايع شيمي بخصوص در صنعت نفت ، مورد استفاده زيادي دارد و در اين ميان تقطير و استخراج بيش از ساير روشها كاربرد دارد .
‏تقطير مخلوط
‏تقطير روشي است كه جهت جدا كردن اجزا يك مخلوط از روي اختلاف نقطه جوش آنها استفاده ميشود و در حالت كلي بر چند نوع مي باشد :
‏روش تقطير ساده غير مداوم
‏روش تقطير ساده مداوم
‏روش تقطير جز به جز غير مداوم
‏روش تقطير جز به جزمداوم
‏روش تقطير آبي
‏روش تقطير در خلا
‏روش تقطير به كمك بخار آب
‏تقطير ساده غير مداوم
‏در اين روش تقطير ، مخلوط حرارت داده ميشود تا بحال جوش در آيد . بخارهايي كه تشكيل مي شوند و غني از جز سيك مخلوط مي باشد پس از عبور از كندانسورها ( ميعان كننده ها ) تبديل به مايع شده از سيستم تقطير خارج مي گردند . به تدريج كه غلظت جز سنگين مخلوط درمايع باقي ماند ، زياد مي شود .نقطه جوش آن به تدريج بالا مي رود . به اين ترتيب درهر لحظه از عمل تقطير تركيب فاز بخار حاصل و مايع باقي مانده تغيير مي كند .