Skip to main content
SUPERVISOR
Shapoor Roodpeyma
شاپور رودپیما (استاد راهنما)
 
STUDENT
Fatemeh Nasrollahi
فاطمه نصرالهی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384
Separation of complex and multicomponent fluids which consist of numerous hydrocarbon and nonhydrocarbon components is an important process in many industries including oil, gas and petrochemical industries. Considering the importance of investigating phase equilibria in processes like distillation and extraction, extensive attempts have been made to predict phase equilibria of complex systems. In order to use conventional thermodynamics, a complete chemical analysis of the complex mixture is required. Even if such analysis are available, including all components leads to massive calculations. Pseudo component and key component methods are employed to make the phase equilibria calculations of complex mixtures tractable. Recently, the continuous thermodynamics method has been used extensively. In this method, a continuous distribution function is used to represent the concentration of all existing components. The main advantage of this method is decreasing the time of computational calculations to a considerable extend. In the present research, liquid-liquid equilibria of mixtures containing hydrocarbons and methanol is investigated. The studied systems are the binary mixtures of normal paraffins-methanol and multicomponent mixture of methanol-gasoline blends. It has been verified that adding alcohol to gasoline decreases exhaust pollution, but we are confronted by the serious problem of limited liquid miscibility. Therefore it is important to determine maximum concentration of alcohol which can be added to gasoline in such a way to avoid phase separation. Due to strong hydrogen bonds in alcohol molecules, alcohols form chain associates. In order to consider dispersity of alcohol chain associates and gasoline as a complex mixture, the continuous thermodynamics approach (the CONTAS model) has been employed in this study. The calculations are based on the Unifac, the Larsen Modified Unifac and the Dortmund Modified Unifac models. In characterizing complex gasoline mixture, aromatics and naphthenes have been represented by model compounds and continuous distribution functions have been employed for paraffins. Results show that Unifac and CONTAS models are appropriate to study liquid-liquid equilibria of methanol-gasoline blends. Unifac Model is suggested to be used at low temperatures while the CONTAS model is suitable at high temperatures. At low temperatures, solubility of methanol in gasoline decreases and lower amounts of methanol can be added to gasoline. Increasing aromatics concentration in gasoline causes an increase in solubility of methanol in gasoline. Also by increasing the variance of paraffins in gasoline, the distance between cloud and shadow curves increases.
جداسازی سیالات پیچیده و چند جزئی که متشکل از تعداد بسیار زیادی از اجزای هیدروکربنی و غیر هیدروکربنی می باشند از فرآیندهای مهم در صنایع مختلف نفت، گاز و پتروشیمی می باشد. با توجه به اهمیت بررسی تعادلات فازی در فرآیندهایی مثل تقطیر و استخراج، تلاش های زیادی در جهت پیشبینی تعادلات فازی سیستم های پیچیده انجام شده است. برای استفاده از روش ترمودینامیک کلاسیک نیاز به آنالیز کامل اجزای موجود در سیستم داریم و از طرفی در صورتی که این آنالیز در دسترس باشد با در نظر گرفتن همه اجزاء با حجم زیادی از محاسبات روبرو خواهیم شد. از روش های پیشبینی تعادلات فازی در این ترکیبات انتخاب اجزای نماینده و یا اجزای مدل در دو روش شبه اجزاء و اجزای کلیدی می باشد. اما روشی که اخیرا به آن پرداخته شده روش ترمودینامیک پیوسته می hy;باشد. در این روش از تابع توزیعی پیوسته برای ارائه غلظت اجزای موجود در سیستم استفاده می شود. از مزیت های عمده این روش کاهش حجم محاسبات به میزان قابل توجهی می باشد. در کار حاضر به بررسی تعادلات مایع- مایع مخلوط شامل انواع هیدروکربن ها و متانول پرداخته شد. سیستم مورد بررسی در این تحقیق مخلوط دو جزئی نرمال پارافین ها و متانول و همچنین مخلوط چند جزئی بنزین و متانول می باشد. با وجود کاهش قابل توجه آلودگی هوا در اثر افزودن الکل به بنزین، با مشکل مهمی که ایجاد دو فاز مایع در اثر این اختلاط می باشد روبرو می شویم. لذا تعیین حداکثر غلظت الکل که می توان به بنزین اضافه نمود به طوری که مخلوط دو فازی نشود بسیار حائز اهمیت است. به علت وجود پیوندهای قوی هیدروژنی در مولکول های الکل و خاصیت تجمع پذیری این ماده، در مخلوط هیدروکربنی زنجیرهای الکل با درجه تجمع پذیری متفاوت وجود دارد. با توجه به تنوع و پراکندگی زنجیرهای الکل و همچنین چند جزئی بودن بنزین از روش ترمودینامیک پیوسته برای بررسی تعادلات فازی این مخلوط (مدل کانتس) استفاده شد. علاوه بر مدل کانتس نتایج بر اساس سه مدل یونیفک، یونیفک تکمیل شده لارسن و یونیفک تکمیل شده دورتمند بررسی شد. از آن جایی که بنزین مخلوطی پیچیده می باشد برای مشخصه سازی آن از اجزای نماینده برای نفتین ها و آروماتیک ها و از تابع توزیعی پیوسته برای پارافین ها استفاده شد. نتایج نشان می دهد که مدل های یونیفک و کانتس دو مدل مناسب برای بررسی تعادلات مایع- مایع مخلوط بنزین و متانول می باشند. البته استفاده از مدل یونیفک در دماهای پایین و مدل کانتس در دماهای بالا توصیه می شود. در دماهای پایین میزان حلالیت متانول در بنزین کاهش یافته و الکل کم تری می توان به بنزین اضافه نمود. همچنین افزایش غلظت اجزای آروماتیکی موجود در بنزین منجر به افزایش حلالیت متانول در بنزین می شود. با افزایش میزان پراکندگی اجزای پارافینی بنزین، فاصله منحنی های سایه و ابری شدن افزایش می یابد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی