فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                  صفحه

خلاصه فارسی……………………………………………………………………………………………………….. 1

فصل اول: کلیات

1-1. بیان مسئله……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-2. ضروریت انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………… 7

1-3. اهداف پژوهش………………………………………………………………………………………………………………………………….. 8

1-4. سئوالات و فرضیه‌ها…………………………………………………………………………………………………………………………. 9

فصل دوم: مروری بر متون گذشته

2-1. لیپو پلی ساکارید…………………………………………………………………………………………………………………………… 10

2-1-1. تاریخچه لیپو پلی ساکارید………………………………………………………………………………………………………. 12

2-1-2. ساختار لیپو پلی ساکارید………………………………………………………………………………………………………… 15

2-1-2-1. آنتی ژن O (شاخه‌ی اختصاصی O)…………………………………………………………………………………. 17

2-1-2-2. الیگو ساکارید مرکزی………………………………………………………………………………………………………….. 17

2-1-2-3. لیپید A……………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

2-1-3. کاربرد لیپو پلی ساکارید در مطالعات ایمونولوژیکی………………………………………………………………. 19

2-1-3-1. نقش لیپو پلی ساکارید باکتریایی در افزایش پاسخ ایمنی به کاندیدا آلبیکنز……………….. 19

2-1-3-2. نقش لیپو پلی ساکارید در تسریع ترمیم زخم اپیتلیوم مجاری تنفسی…………………………. 21

2-1-3-3. قابلیت میتوژنی لیپو پلی ساکارید در تکثیر لنفوسیت‌های B…………………………………………. 21

2-1-3-4. اثر لیپو پلی ساکارید بر پرولیفراسیون فیبروبلاست‌ها………………………………………………………. 22

2-1-3-5. اثر سینرژیسمی‌پروتئین نوترکیب CagA و لیپو پلی ساکارید در بروز پاسخ ایمنی مناسب علیه هلیکوباکتر پیلوری…………………… 23

2-1-3-6. نقش حفاظتی لیپو پلی ساکارید در بقای پیوند سلول‌های بنیادی…………………………………. 24

2-1-3-7. فعالیت ضد سرطانی لیپو پلی ساکارید……………………………………………………………………………… 25

2-2. سالمونلا………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28

2-2-1. پاسخ ایمنی میزبان به عفونت سالمونلایی……………………………………………………………………………… 29

2-2-1-1. پاسخ ایمنی ذاتی علیه سالمونلا………………………………………………………………………………………… 29

2-2-1-2. پاسخ ایمنی اکتسابی علیه سالمونلا………………………………………………………………………………….. 30

2-2-1-3. سایتوکاین‌ها و کموکاین‌های دخیل در عفونت سالمونلایی……………………………………………… 30

2-3. التهاب…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 31

2-3-1. ویژگی‌های التهاب…………………………………………………………………………………………………………………….. 31

2-3-2. میانجی‌های التهاب…………………………………………………………………………………………………………………… 32

2-4. لیپو پلی ساکارید و التهاب……………………………………………………………………………………………………………. 33

2-5. سیکلو اکسیژناز……………………………………………………………………………………………………………………………… 34

2-5-1. تاریخچه ی سیکلو اکسیژناز…………………………………………………………………………………………………….. 35

2-5-2. ساختار پروتئینی سیکلو اکسیژناز…………………………………………………………………………………………… 35

2-5-3. سیکلو اکسیژناز‌ها و سنتز پروستانوئید‌ها………………………………………………………………………………… 36

2-5-4. اعمال پروستاگلاندین‌ها……………………………………………………………………………………………………………. 37

2-5-5. بیولوژی سیکلو اکسیژناز………………………………………………………………………………………………………….. 37

2-5-6. فیبروبلاست و سیکلو اکسیژناز……………………………………………………………………………………………….. 38

2-5-7. نقش سیکلو اکسیژناز-2 در آنژیوژنز………………………………………………………………………………………. 39

2-5-8. سیکلو اکسیژناز و لیپو پلی ساکارید……………………………………………………………………………………….. 40

2-6. هیدروژن پر اکسید……………………………………………………………………………………………………………………….. 43

2-6-1. تاریخچه‌ی هیدروژن پر اکسید………………………………………………………………………………………………… 43

2-6-2. بیولوژی هیدروژن پر اکسید……………………………………………………………………………………………………. 44

2-6-3. گونه‌های واکنشگر اکسیژن……………………………………………………………………………………………………… 45

2-6-4. ROS و منابع تولید آن……………………………………………………………………………………………………………. 46

2-6-5. سیستم اکسیداسیون- احیا و تکثیر سلولی………………………………………………………………………….. 47

2-6-7. ردوکس و تمایز سلول‌های بنیادی………………………………………………………………………………………….. 49

2-6-8. ردوکس و تمایز سلول بنیادین جنینی به سلول‌های ماهیچه صاف (SMC)………………………. 50

برای دانلود پایان نامه اینجا کلیک کنید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد علوم دارویی

دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، گروه زیست‌شناسی

 

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد ((M.Sc))

گرایش: میکروبیولوژی

 

عنوان:

بررسی اثر لیپو پلی ساکارید استخراج شده از سالمونلا انتریکا بر فعالیت COX-2، H₂O₂ وNO  در زخم تجربی ایجاد شده در پوست موش

 

اساتید راهنما:

جناب آقای دکتر حمیدرضا احمدی آشتیانی

سرکار خانم دکتر ارکیده قربان دادرس

 

اساتید مشاور:

جناب آقای دکتر مهدی هدایتی

سرکار خانم دکتر فریناز راشد مرندی

 

سال تحصیلی 92-1391

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                  صفحه

خلاصه فارسی……………………………………………………………………………………………………….. 1

فصل اول: کلیات

1-1. بیان مسئله……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-2. ضروریت انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………………………………… 7

1-3. اهداف پژوهش………………………………………………………………………………………………………………………………….. 8

1-4. سئوالات و فرضیه‌ها…………………………………………………………………………………………………………………………. 9

فصل دوم: مروری بر متون گذشته

2-1. لیپو پلی ساکارید…………………………………………………………………………………………………………………………… 10

2-1-1. تاریخچه لیپو پلی ساکارید………………………………………………………………………………………………………. 12

2-1-2. ساختار لیپو پلی ساکارید………………………………………………………………………………………………………… 15

2-1-2-1. آنتی ژن O (شاخه‌ی اختصاصی O)…………………………………………………………………………………. 17

2-1-2-2. الیگو ساکارید مرکزی………………………………………………………………………………………………………….. 17

2-1-2-3. لیپید A……………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

2-1-3. کاربرد لیپو پلی ساکارید در مطالعات ایمونولوژیکی………………………………………………………………. 19

2-1-3-1. نقش لیپو پلی ساکارید باکتریایی در افزایش پاسخ ایمنی به کاندیدا آلبیکنز……………….. 19

2-1-3-2. نقش لیپو پلی ساکارید در تسریع ترمیم زخم اپیتلیوم مجاری تنفسی…………………………. 21

2-1-3-3. قابلیت میتوژنی لیپو پلی ساکارید در تکثیر لنفوسیت‌های B…………………………………………. 21

2-1-3-4. اثر لیپو پلی ساکارید بر پرولیفراسیون فیبروبلاست‌ها………………………………………………………. 22

2-1-3-5. اثر سینرژیسمی‌پروتئین نوترکیب CagA و لیپو پلی ساکارید در بروز پاسخ ایمنی مناسب علیه هلیکوباکتر پیلوری…………………… 23

2-1-3-6. نقش حفاظتی لیپو پلی ساکارید در بقای پیوند سلول‌های بنیادی…………………………………. 24

2-1-3-7. فعالیت ضد سرطانی لیپو پلی ساکارید……………………………………………………………………………… 25

2-2. سالمونلا………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 28

2-2-1. پاسخ ایمنی میزبان به عفونت سالمونلایی……………………………………………………………………………… 29

2-2-1-1. پاسخ ایمنی ذاتی علیه سالمونلا………………………………………………………………………………………… 29

2-2-1-2. پاسخ ایمنی اکتسابی علیه سالمونلا………………………………………………………………………………….. 30

2-2-1-3. سایتوکاین‌ها و کموکاین‌های دخیل در عفونت سالمونلایی……………………………………………… 30

2-3. التهاب…………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 31

2-3-1. ویژگی‌های التهاب…………………………………………………………………………………………………………………….. 31

2-3-2. میانجی‌های التهاب…………………………………………………………………………………………………………………… 32

2-4. لیپو پلی ساکارید و التهاب……………………………………………………………………………………………………………. 33

2-5. سیکلو اکسیژناز……………………………………………………………………………………………………………………………… 34

 

دانشگاه شیراز

 

دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

 

پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد

در رشته مهندسی شیمی

بررسی پارامترهای موثر بر تولید ژل آلومینا به روش سل- ژل

استاد راهنما

دکتر عبد­المحمد علمداری

شهریور ماه 1393

چکیده

بررسی پارامترهای موثر بر تولید ژل آلومینا به روش سل- ژل

روش سل- ژل یکی از روش­های متداول است که به طور گسترده برای تولید نانوذرات مختلف استفاده می­شود. در این روش محلولی از آغازگرها در حضور کاتالیست با آب مخلوط می­شوند و واکنش­های هیدرولیز و پلیمریزاسیون اتفاق می­افتد. در ادامه فرآیند پلیمریزاسیون ذرات سل یک شبکه سه بعدی به نام ژل تشکیل می­دهند. از جمله پارامترهای موثر بر زمان تشکیل ژل آلومینا نسبت مولی آب به الکوکسید، سرعت هیدرولیز، نوع و حجم کاتالیست مورد استفاده، غلظت اولیه پیش ماده و دمای هیدرولیز و خشک کردن است. بعد از تهیه ژل، فاز مایع (حلال) به دو روش خشک کردن تبخیری و فوق بحرانی جدا می­شود. ماده حاصله به ترتیب زیروژل و ایروژل نام می­گیرد. با توجه به کشش سطحی مایع، اختلاف فشاری در دیواره حفره های ژل به وجود می­آید که می تواند قسمت زیادی از حجم حفره­های ژل را از بین ببرد. خشک کردن فوق بحرانی مانع این اتفاق می­شود. استحکام، پایداری بالا، ساختار متخلل و مورفولوژی ایروژل­ها باعث شده­است که کاربرد گسترده­ای در سال­های اخیر پیدا کنند. از جمله کاربرد ایروژل­ها در ساخت عایق حرارتی، انواع جاذب و پایه کاتالیست است. در بین صدها پایه کاتالیست، پایه­های از جنس آلومینا به علت مقاومت گرمایی، پایداری شیمیایی و تخلخل بالا بسیار مورد توجه هستند. در پژوهش حاضر سنتز ژل آلومینا به عنوان پایه نانوکاتالیست به کمک هیدرولیز آلومینیوم تری سک بوت اکساید در دو دمای 60 و 32 درجه سانتی­گراد، با غلظت­های مختلف پیش ماده و آب و دو نوع متفاوت اسید به عنوان کاتالیست، در مقادیر مختلف بررسی شد. سرعت تشکیل ژل، سرعت هیدرولیز و پلیمری­شدن و مقدار ژل سنتز شده اندازه­گیری و تحلیل شد. نتایج نشان داد که اضافه کردن مقدار2/0 میلی­لیتر اسید نیتریک به ازای 1 میلی­لیتر آلومینیوم تری سک بوت اکساید در محلول 16 درصد وزنی آلومینیوم تری سک بوی اکساید و نسبت مولی آب به پیش­ماده برابر با 2، در دمای 60 درجه سانتی­گراد مقدار ژل و زمان تشکیل ژل آلومینا بهینه می­باشد و بیشترین مقدار ژل در کمترین زمان ممکن حاصل می­شود.  سپس ژل سنتز شده در شرایط بهینه در دما و فشار محیط و شرایط فوق بحرانی کربن دی اکسید خشک شد و نتایج حاصل از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی با هم مقایسه شد.

کلمات کلیدی: ژل آلومینا، پارامترهای موثر، نقطه ی ژلی شدن، فوق بحرانی، کربن دی اکسید، ایروژل

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                 شماره صفحه

1. فصل اول: مقدمه                                1

1-1- سل- ژل. 2

1-1-1- تاریخچه فرآیند سل- ژل. 3

1-1-2- مراحل فرآیند سل ژل. 4

1-1-3- تشکیل سل.. 4

1-1-4- تشکیل ژل. 6

1-1-5- مزایای روش سل- ژل. 8

1-2- پیرسازی.. 9

1-3- خشک کردن. 9

1-3-1- خشک کردن محیطی.. 9

1-3-2- خشک کردن فوق بحرانی.. 10

1-3-3- سایر روش ها 12

1-4- ایروژل. 12

1-4-1- تاریخچه ایروژل. 13

1-4-2- خواص ایروژلها 13

1-4-3- انواع ایروژل. 14

1-4-4- کاربرد ایروژلها 16

1-5- ایروژل آلومینا 17

1-6- معرفی سیال فوق بحرانی.. 18

1-6-1- تاریخچه سیال فوق بحرانی.. 19

1-6-2- کاربرد سیال فوق بحرانی.. 20

2. فصل دوم: پیشینه تحقیق                                                                                24

2-1- اهداف پایان نامه. 32

3. فصل سوم: مطالعات آزمایشگاهی 33

3-1- تجهیزات لازم. 34

3-1-1- همزن مغناطیسی هیتر دار 34

3-1-2- دستگاه خشک کن فوق بحرانی.. 35

3-1-3- سایر وسایل آزمایشگاهی.. 38

3-2- مواد. 39

3-2-1- آلومینیوم تری سک بوت اکساید. 39

3-2-2- حلال. 39

3-2-3- اسید. 40

3-2-4- آب دوبار تقطیر. 40

3-3- روش انجام آزمایش… 40

3-3-1- تهیه ژل. 40

3-3-2- خشک کردن ژل. 48

4. فصل چهارم: نتایج و بحث 49

4-1- بررسی زمان تشکیل ژل آلومینا 50

4-1-1- مقایسه بین هیدرولیز یک مرحله­ا­­ی و دو مرحله­ای.. 50

4-1-2- بررسی تاثیر مقدار اسید. 50

4-1-3- بررسی تاثیر نسبت مولی آب به پیش­ماده 53

4-1-4- بررسی تاثیر دما 55

4-1-5- بررسی تاثیر غلظت اولیه محلول. 56

4-1-6- مقایسه بین اسید نیتریک و استیک اسید در واکنش هیدرولیز. 57

4-2- بررسی خشک کردن ژل آلومینا 58

5. فصل پنجم: نتیجه­گیری 62

5-1- نتیجه­گیری.. 63

5-2- پیشنهادات.. 63

6. مراجع                                     64
7. پیوست 1    68

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                        شماره صفحه                                                                         

جدول ‎2‑1: مقایسه خواص ژل خشک شده به سه روش مختلف   26

جدول ‎2‑2: مورفولوژی و اندازه ذره زیروژل در pH های مختلف   31

جدول ‎3‑1: سایر وسایل بکار رفته  39

جدول ‎3‑2: هیدرولیز یک مرحلهای و دو مرحلهای سنتز ژل آلومینا با غلظت 16 درصد وزنی پیش ماده به حلال  44

جدول ‎3‑3: مقادیر مختلف اسید در سنتز ژل با غلظت 16 درصد وزنی پیشماده به حلال در محلول اولیه و هیدرولیز یک مرحلهای   45

جدول ‎3‑4: مقادیر مختلف نسبت مولی آب به پیشماده با غلظت 16 درصد وزنی پیش ماده به حلال در محلول اولیه به روش هیدرولیز یک مرحلهای   46

جدول ‎3‑5: هیدرولیز یک مرحلهای با غلظت 16 درصد وزنی پیش­ماده به حلال در محلول اولیه در دو دمای 32 و 60 درجه سانتیگراد  47

جدول ‎3‑6: هیدرولیز یک مرحله ای پیش ماده در غلظت های مختلف پیشماده به حلال در محلول اولیه  47

جدول ‎3‑7: بکار بردن استیک و نیتریک اسید در هیدرولیز دو مرحله ای با غلظت 16 در صد وزنی پیش­ماده به حلال در محلول اولیه  48

جدول ‏4‑1: نتایج حاصل از هیدرولیز یک و دو مرحله ای پیش­ماده 50

جدول ‏4‑2: نتایج حاصل از آزمایش سنتز ژل در مقادیر مختلف اسید  51

جدول ‏4‑3: نتایج حاصل از آزمایش سنتز ژل در نسبت­های مختلف مولی آب به پیش­ماده 53

جدول ‏4‑4: نتایح حاصل از هیدرولیز در دو دمای 32 و 60 درجه سانتیگراد  55

جدول ‏4‑5: نتایج حاصل از هیدرولیز با غلظت­های مختلف پیش­ماده 56

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                        شماره صفحه                                                                         

شکل ‏1‑1: نمای کلی روش سل- ژل  2

شکل ‏1‑2 : نمای کلی از واکنش هیدرولیز  5

شکل ‏1‑3 : تصویر مدل سه بعدی مربوط به واکنش تراکم  7

شکل ‏1‑4 : نمای کلی مراحل مختلف واکنش سل- ژل  8

شکل ‏1‑5 : نمودار فازی فشار- دما برای رسیدن به شرایط بحرانی   11

شکل ‏1‑6 : ایروژل تهیه شده از ملامین با فرمالدهید  15

شکل ‎2‑1: نمایش رفتار ژل آلومینا تحت تاثیرpH   31

شکل ‎3‑1: همزن مغناطیسی هیتر دار 34

شکل ‎3‑2: نمای شماتیک دستگاه آزمایشگاهی خشک کن فوق بحرانی   35

شکل ‎3‑3: نمائی از دستگاه آزمایشگاهی خشک کن فوق بحرانی   36

شکل ‎3‑4: رآکتور 36

شکل ‎3‑5: حمام پارافین   37

شکل ‎3‑6: پمپ خلا  38

شکل ‎3‑7: محلول بعد از اضافه کردن اسید  41

شکل ‎3‑8:  تشکیل میسل   41

شکل ‎3‑9: سل تشکیل شده از میسل ها 42

شکل ‎3‑10: تشکیل ژل و رسوب ژله­ای یا لخته از سل   42

شکل ‎3‑11: لایه کاتیونی-آنیونی تشکیل شده اطراف میسل   43

شکل ‏4‑1: سل آلومینا قبل از اضافه کردن اسید  57

شکل ‏4‑2: سل آلومینا بعد از افزودن اسید a: نیتریک اسید b: استیک اسید  57

شکل ‏4‑3: آنالیز SEM ژل آلومینا خشک شده در a) شرایط محیط b) شرایط فوق بحرانی   60

شکل ‏4‑4: آنالیز SEM ژل آلومینا خشک شده در a) شرایط محیط b) شرایط فوق بحرانی   61

شکل ‏پ1‑1: سل حاصل از حلال متانول  68

شکل ‏پ1‑2: سل حاصل از حلال استن   69

شکل ‏پ1‑3: سل حاصل از حلال اتانول  69

فهرست نمودار ها 

عنوان                                                                                                                        شماره صفحه                                                                      

نمودار ‎2‑1: حجم نسبی ژل بر حسب نسبت مولی اسید به هیدروکسید 24

نمودار ‎2‑2: تاثیر دمای کلسیناسیون روی مساحت ویژه ایروژل در سه چگالی مختلف  27

نمودار ‏4‑1: زمان تشکیل ژل بر حسب حجم اسید در نسبت مولی آب به پیش­ماده برابر با 2 و دمای 32 درجه سانتیگراد  51

نمودار ‏4‑2: جرم رسوب تشکیل شده بر حسب حجم اسید در نسبت مولی آب به پیش­ماده برابر با 2 و دمای 32 درجه سانتیگراد  52

نمودار ‏4‑3: زمان تشکیل ژل بر حسب نسبت مولی آب به پیش­ماده در دمای 32 درجه سانتی گراد و 5/0میلیلیتر اسید نیتریک    54

 نمودار ‏4‑4: جرم رسوب تشکیل یافته بر حسب نسبت مولی آب به پیش­ماده در دمای 32 درجه سانتی گراد و 5/0میلی­لیتر اسید­نیتریک    54

نمودار ‏4‑5: تغییرات دما و فشار راکتور بر حسب زمان خشک کردن ژل آلومینا 58

 

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

دانشگاه علوم و تحقیقات

واحد کرمانشاه

پایان ‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد «M.Sc»

رشته: مهندسی شیمی

گرایش:بیوتکنولوژی

عنوان:

ساخت حسگر الکتروشیمیایی  نانو ساختار جهت اندازه گیری  میزان سم  آلوده کننده           آترازین   موجود  در آب و پساب ها

استاد راهنما:

دکتر آرش باباخانیان

 

استاد مشاور:

دکتر حمید رضا قاسمپور

 

1393

روش تحقیق:

ابتدا سطح الکترود طلا توسط نمک نیکل و کبالت در شرایط مناسب پوشش داده شد، در ادامه محلول استاندارد سم آترازین در تماس با الکترود اصلاح شده قرار گرفت وبعداز بهینه کردن یک سری پارامترهای دستگاهی و شیمیایی نمودار ولتاموگرام آن با دستگاه اتولب رسم شد. داده­های بدست آمده با استفاده از نرم­افزار اکسل 2007مورد بررسی قرار­گرفت و در نهایت با استفاده از یک سری اطلاعات آماری حدتشخیص،ضریب هم­بستگی، وچند پارامتر دیگر بدست­آمد

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                    صفحه

فصل اول کلیات تحقیق

1-1مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………. 3

1-2نانو لوله های کربن و فولرن ها 3

1-2-1فولرن ها 7

1-2-2منشأ فعالیت الکترود کا تا لیستیکی فولرن ها 8

1-2-3نانو ذرات فلزی.. 8

1-2-4نانو فیبر ها 9

1-2-5ترکیب نانو ذرات فلزی و نانو تیوب ها 10

1-2-6مایع یونی / سر یش کربن.. 10

1-3 -نکات کلی.. 11

1-4 آترازین– تاریخچه و استفاده ها 12

1-5خلاصه ی تاریخچه های فرآیند ثبت آترازین.. 14

فصل دوم روش اجرای تحقیق

2-1مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………. 22

2-2معرفی سم آترازین.. 22

2-3تجزیه زیستی آترازین.. 23

2-3-1بررسی رابطه بین آترازین وآب آشامیدنی.. 24

2-3-2اثرات زیست‌ محیطی علفکشها 24

2-3-3خطرات آفتکش‌ها از نظر اهمیت اقتصادی.. 25

2-3-4اثرات زیست‌محیطی آفتکش‌ها 26

2-4برهم خوردن تنوع بیولوژیکی.. 29

2-5تاریخچه بررسی تاثیرات منفی سم آترازین.. 29

2-6مواد و واکنشگرها 32

2-7اثر غلظت نمک الکترولیت… 35

2-8اثر …… 35

2-9اصلاح سازی سطح الکترود. 35

فصل سوم تجزیه و تحلیل داده ها(یافته ها)

3-1اصلاح سازی سطح الکترود. 38

3-2مطالعه میکروسکوب الکترونی روبشی  از سطح الکترود اصلاح شده. 40

3-3بهینهکردن پارامترهای دستگاهی و شیمیایی.. 43

3-4اثر  pH: 44

3-5اثر پارامتر های دستگاهی : 45

3-5-1اثر سرعت روبش پتانسیل.. 45

3-5-2اثر فرکانس…. 46

3-6رسم منحنی کالیبراسیون. 47

3-7بررسی اثر مزاحمت ها : 53

3-8کاربرد حسگر در نمونه های حقیقی.. 54

فصل چهارم نتیجه گیری و پیشنهاد

4-1نتیجه گیری : 58

4-2ارائه پیشنهادات جهت کارهای بعدی : 60

مراجع.. …. 61

 

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

دانشگاه صنعتی سهند

دانشکده مهندسی شیمی

پایان‌نامه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی بدون گرایش

 

 

عنوان

شبیه‌سازی دینامیکی خطوط لوله انتقال گاز در شرایط حاد برودتی

 

 

اساتید راهنما

دکتر رضا علیزاده

دکتر سیروس شفیعی

 

 

دی 1391

پیشگفتار

امروزه شبیه‌سازی در فرآیندها، می‌تواند ابزاری مهم برای حل مشکلات در صنایع مختلف باشد. ایده‌ای جدید که بایستی در عالم واقعیت به روش آزمایش و خطا با صرف هزینه‌ها و خطرات بسیار انجام گیرد می‌تواند در محیط یک نرم‌افزار قوی، شبیه‌سازی شده و نتایج حاصل مورد استفاده قرار گیرد. شبیه‌سازی همچنین می‌تواند برای بررسی و پشتیبانی عملیاتی یک سیستم، مورد استفاده واقع شود. این پایان نامه، تشریحی از اجرای یک شبیه‌سازی یکپارچه در خطوط لوله انتقال گاز است و هدف اصلی از این شبیه‌سازی بررسی و پایش رفتار متغیرهای جریان گاز درون سیستم خطوط لوله مانند فشار، دبی، سرعت و دما است. تغییر دمای هوای محیط باعث تغییر در مصرف گاز می‌شود و تغییر در مصرف گاز معادل با تغییر در دبی‌های خروجی از یک سیستم خطوط لوله است. اکنون رفتار متغیرهای جریان در طول خطوط لوله، چگونه خواهد شد؟ آیا امکان دارد در نقاط منشعب‌شده از یک سیستم خطوط لوله، فشار گاز آنقدر افت پیدا کند که در نهایت منجر به قطع گاز در آن نقطه گردد؟ در این پایان‌نامه سعی بر آنست که بررسی کنیم افزایش مصرف گاز طبیعی منتج از افت شدید دمای هوا، چه تأثیری روی رفتار سیال گاز طبیعی درون یک سیستم خط لوله دارد و نقاطی که در این شرایط، احتمال قطعی گاز در آنها وجود دارد را شناسایی نماییم.

فصل اول این پایان‌نامه در خصوص اهمیت موضوع و مفاهیم اساسی مرتبط با موضوع گاز طبیعی و سیستم و تجهیزات خطوط لوله گاز و شبیه‌سازی می‌باشد. فصل دوم مروری بر تحقیقات گذشته است. در فصل سوم تئوری شبیه‌سازی و معادلات حاکم بر جریان گاز تک فاز در حالت دینامیک نمایش داده شده است. روابط طراحی خطوط لوله و افت فشار در حالت پایا آورده شده و اثر اصطکاک در تجهیزات مختلف تشریح شده است. در فصل چهارم، سیستم خطوط لوله انتقال گاز اردبیل و نرم‌افزار شبیه ساز OLGA معرفی و روش کار، توضیح داده شده است. پیکربندی سیستم خطوط لوله، ایستگاه‌های تقلیل فشار، تقویت فشار، مشخصات خطوط لوله، توپوگرافی و مسیر خطوط لوله به نمایش در آمده و مدل شبیه‌سازی تشریح شده است.

در فصل پنجم، برای به دست آوردن شرایط حاد برودتی، اطلاعات مصارف گاز و دمای هوای شهرهای مختلف، مورد ارزیابی قرار گرفته است. تلاش برای تفهیم موضوع در برابر اطلاعات مذکور انجام گرفته و الگو‌های مصارف گاز به‌صورت تابعی از دمای هوا بدست آمده و برای شبیه‌سازی در شرایط حاد برودتی، آماده شده است. نتایج شبیه‌سازی سیستم خط لوله در محیط نرم‌افزار OLGA در دو حالت عملیاتی و حاد برودتی تحلیل شده و تغییرات فشار نقاط برداشت از سیستم خطوط لوله در برابر تغییرات زمان به عنوان عکس‌العملی از شرایط اعمال‌شده در شبیه‌سازی، مورد ارزیابی واقع شده است. همچنین برای تحلیل وضعیت سیستم خطوط لوله، رفتار متغیرهای جریان گاز در طول خطوط لوله، در هر دو حالت عملیاتی و حاد برودتی، مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته است. فصل ششم با جمع بندی و نتیجه گیری به اتمام رسیده است.

چکیده

در این تحقیق سیستم خطوط لوله انتقال گاز استان اردبیل به صورت دینامیکی شبیه‌سازی شده است. هدف از انجام این پروژه تعیین نقاطی از خطوط لوله است که در آنها با کاهش دمای هوا در زمستان‌ها و متعاقباً افزایش مصرف گاز، احتمال کاهش فشار در خطوط لوله و در نهایت؛ احتمال قطع گاز وجود دارد. شناسایی این مناطق کمک شایانی به دست اندرکاران حوزه گازرسانی جهت انجام عملیات پیشگیرانه خواهد نمود. نرم‌افزار مورد استفاده برای این شبیه‌سازی، OLGA می‌باشد. این نرم‌افزار برای شبیه‌سازی شبکه خطوط لوله انتقال نفت و گاز و تجهیزات فرآیندی استفاده می‌شود. قابلیت‌های دینامیکی OLGA گستره کاربردی آن را در مقایسه با شبیه‌سازهای پایا، افزایش می‌دهد. در این تحقیق، توپوگرافی و مشخصات خطوط لوله انتقال گاز استان اردبیل، شامل اتصالات، شیرها، کمپرسورها و تجهیزات مربوطه، در نرم‌افزار تعریف شده است. بسته خواص سیال گاز طبیعی توسط نرم افزار PVTsim ایجاد شده است. از اطلاعات فشار، دما و دبی مربوط به زمستان 1390 در شبیه‌سازی استفاده شده است. ابتدا، شبیه‌سازی بصورت دینامیکی در شرایط عملیاتی برای پیش‌بینی مدت زمان 12 ساعت، اجرا شده است. سپس، الگوی مصرف گاز در شهرهای مختلف استان اردبیل به روش کسری درجه روز، به‌دست آمده است. با فرض دمای هوای 20- درجه سانتیگراد به عنوان شرایط حاد برودتی، مصرف گاز شهرها در این دما محاسبه شده و با این مصارف جدید، شبیه سازی اجرا گردیده است. اعتبارسنجی نتایج بدست‌آمده در شرایط عملیاتی در مقایسه با مقادیر واقعی سال 1390 همخوانی خوبی را نشان می‌دهد. شبیه سازی در شرایط حاد برودتی نشان می‌دهد در لحظه 2/6 ساعت، در برخی نقاط منشعب از خط لوله 16 اینچ پارس‌آباد، فشار تا حد قطع گاز، افت پیدا می‌کند. نتایج شبیه‌سازی‌ها، برای بررسی و مطالعه رفتار جریان گاز در خطوط لوله استفاده شده و پروفایل‌های فشار، دما، دبی و سرعت گاز ترسیم شده است. نتایج نشان می‌دهد روند تغییرات فشار گاز در خطوط لوله منطبق با توپوگرافی مسیرها می‌باشد؛ گاز خط لوله 8 اینچ خلخال در اثر جریان گاز با فشار بالاتر خط لوله 20 اینچ تقویتی دارای حرکت معکوس است؛ در اثر کاهش دبی عبوری از کمپرسور در شرایط حاد برودتی نسبت تراکم و دمای گاز خروجی از کمپرسور افزایش می‌یابد و فشار در خط لوله 16 اینچ در شرایط حاد برودتی افت زیادی پیدا می‌کند. سپس بعنوان یک راهکار، شیرهای خط لوله کمکی برای انتقال گاز از خط لوله 30 اینچ نیروگاه به کیلومتر 25 خط لوله 16 اینچ پارس‌آباد، در وضعیت باز قرار داده شده و شبیه‌سازی اجرا شده است. نتایج بدست آمده در این حالت، نشان‌دهنده بهبود وضعیت و افزایش فشار در خط‌ لوله 16 اینچ و تداوم گازرسانی به مدت 6/5 ساعت بیشتر نسبت به وضعیت قبلی، می‌باشد. نتایج این تحقیق می‌تواند در بهینه‌سازی، طراحی‌ و توسعه‌ آتی سیستم خطوط لوله، مورد استفاده قرار گیرد.

 

 

واژه‌های کلیدی: شبیه سازی، دینامیک، خطوط لوله، مصرف گاز، افت فشار

 

فهرست مطالب

فهرست اشکال. ح‌

فهرست جداول. ذ‌

علایم اختصاری. ر‌

 

فصل اول: اهمیت گاز طبیعی؛ خطوط لوله انتقال گاز و شبیه سازی. 1

1-1    مقدمه 1

1-2    جایگاه ایران در منابع گازی جهان. 2

1-3    گاز طبیعی اولیه و ترکیبات آن. 3

1-4    رفتار فازی گاز طبیعی. 5

1-5    سیستم خطوط لوله انتقال گاز طبیعی. 6

1-5-1         نقاط دریافت گاز 6

1-5-2         لوله‌ها 6

1-5-3         ایستگاه‌های ارسال و دریافت پیگ.. 8

1-5-4         شیرهای  LBV. 9

1-5-5         ایستگاه‌های تقویت فشار 9

1-5-5-1          انواع کمپرسورهای ایستگاه تقویت فشار 10

1-5-5-2          منحنی مشخصه کمپرسور 11

1-5-6         نقاط برداشت گاز (ایستگاه‌های تقلیل فشار) 13

1-5-7         ایستگاه‌های اندازه‌گیری. 13

1-6    مطالعه جریان سیال خط لوله و ابزار شبیه‌سازی. 14

1-7    شبیه‌سازی پایا و دینامیک.. 15

1-8    هیدرات‌های گازی و شبیه‌سازی. 16

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته. 17

2-1    مقدمه 17

2-2    سیستم خط لوله کمکی برای افزایش ظرفیت انتقال گاز طبیعی. 17

2-3    شبیه‌سازی پایا و دینامیکی خطوط لوله و تجهیزات ایستگاه تقویت فشار 19

2-4    شبیه‌سازی و بهینه سازی خطوط لوله انتقال گاز 20

2-5    شبیه‌سازی حالت پایای خطوط لوله انتقال گاز 21

2-6    شبیه‌سازی دینامیکی خطوط لوله انتقال گاز 21

2-7    رفتار دینامیکی جریان گاز طبیعی فشار بالا در خطوط لوله 22

2-8    شبیه‌سازی و تخمین حالت جریان گذرا در شبکه‌های خط لوله با استفاده از مدل تابع انتقال. 23

2-9    پیش‌بینی مصرف گاز طبیعی. 25

فصل سوم: معادلات جریان و افت فشار 27

3-1    مقدمه 27

3-2    معادلات ماکروسکوپیک حاکم بر جریان گذرای گاز در لوله 27

3-2-1         موازنه جرم 28

3-2-2         موازنه مومنتوم 28

3-2-3         موازنه انرژی. 29

3-3    معادلات طراحی خطوط لوله 30

3-3-1         معادله عمومی‌جریان گاز 31

3-3-2         فشار متوسط گاز در لوله 32

3-3-3         سرعت سایشی. 32

3-3-4         ضخامت لوله و حداکثر فشار مجاز بهره برداری. 33

3-4    افت فشار اصطکاکی در تجهیزات. 35

فصل چهارم : شبیه‌سازی دینامیکی خطوط لوله انتقال گاز 36

4-1    مقدمه: هدف از شبیه‌سازی. 36

4-2    معرفی سیستم خطوط لوله انتقال گاز استان اردبیل. 37

4-2-1         ایستگاه تقویت فشار اردبیل. 39

4-2-2         اطلاعات خطوط لوله انتقال اردبیل. 39

4-3    ابزار شبیه‌سازی چندفازی OLGA. 40

4-3-1         اساس مدل OLGA. 40

4-3-2         کاربردها 41

4-3-3         بخش‌های مختلف نرم‌افزار شبیه‌ساز جریان. 42

4-4    محیط شبیه‌سازی OLGA و ابزارهای آن. 43

4-4-1         کتابخانه 43

4-4-2         تعریف مورد 44

4-4-3         آپشن‌های شبیه‌سازی. 45

4-4-4         اجزاء شبکه 46

4-4-5         شرایط مرزی. 51

4-4-6         شرایط اولیه 53

4-5    محاسبات حرارتی: 53

4-6    نرم‌افزار تولید کننده ویژگیهای ترموفیزیکی سیال. 55

4-6-1         آنالیز گاز طبیعی خطوط لوله گاز اردبیل. 57

4-7    کمپرسور در نرم‌افزار 58

فصل پنجم: بحث بر روی نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی دینامیکی. 62

5-1    مقدمه 62

5-2    شرایط عملیاتی – مقایسه و اعتبارسنجی نتایج. 63

5-3    شرایط حاد برودتی و مصرف گاز طبیعی. 68

5-3-1         مقدمه 68

5-3-2         اصل کسری درجه روز 69

5-3-3         بررسی ارتباط کسری درجه روز با مصرف گاز طبیعی. 70

5-3-4         پیش‌بینی مصرف گاز 76

5-4    شرایط حاد برودتی و شبیه‌سازی دینامیکی. 78

5-5    آنالیز رفتاری خطوط لوله انتقال گاز در شرایط عملیاتی و شرایط برودتی. 81

5-5-1         بررسی متغیرها حول کمپرسور 82

5-5-2         بررسی خط لوله 30 اینچ اردبیل. 83

5-5-3         بررسی خط لوله 16 اینچ پارس‌آباد 86

5-5-4         بررسی خط لوله 8 اینچ خلخال. 88

5-5-5         بررسی خط لوله 8 اینچ مشکین‌شهر 91

5-5-6         بررسی خط لوله 30 اینچ نیروگاه- 16 اینچ مشکین‌شهر 93

5-5-7         بررسی خط لوله 20 اینچ خلخال. 95

5-6    شناسایی نقطه ضعف سیستم خطوط لوله مورد مطالعه 98

5-6-1         راهکاری برای نقطه ضعف سیستم خط لوله 98

فصل ششم: جمع بندی و نتیجه گیری. 103

6-1    نقاط قوت تحقیق. 103

6-2    نتیجه گیری. 104

6-3    پیشنهادات. 107

مراجع: 108

فهرست اشکال

شکل 1-1 دیاگرام فشار-دمای گاز طبیعی. 5

شکل 1-2 شماتیک تولید، فرآوری، انتقال و تحویل گاز طبیعی. 7

شکل 1-3 نمونه احداث خط لوله انتقال گاز و دفن لوله‌ها 8

شکل 1-4 یک نمونه منحنی مشخصه کمپرسور گریز از مرکز 11

شکل 1-5 کاربردهای شبیه‌سازی جریان. 15

شکل 2-1 خط لوله کمکی. 17

شکل 2-2 خط لوله کمکی شبیه‌سازی شده در محیط HYSYS. 19

شکل 2-3 شبیه‌سازی ایستگاه تقویت فشار منطقه چهار انتقال گاز در محیط نرم‌افزار ASPEN PLUS. 20

شکل 2-4 توزیع فشار پایین دست شیر رگولاتور فشار  و بالادست شیر انسداد توربینی  به عنوان تابعی از زمان 23

شکل 3-1 سیال تک‌فاز تراکم پذیر در حال عبور از یک لوله 27

شکل 3-2 جریان پایا در خط لوله 31

شکل4-1 نقشه کلی خطوط لوله گاز استان اردبیل. 38

شکل 4-2 طرح کلی نرم‌افزار OLGA. 42

شکل 4-3 تغییرات طول-ارتفاع-ضخامت خط لوله اصلی 30 اینچ اردبیل با ضخامتهای 469/0 و 375/0 اینچ. 47

شکل 4-4 تغییرات طول-ارتفاع-ضخامت خط لوله10 اینچ خلخال-کلور با ضخامت‌های 279/0 و 219/0 اینچ. 47

شکل 4-5 تغییرات طول- ارتفاع و ضخامت خط لوله اردبیل-نیروگاه گازی سبلان. 47

شکل 4-6 مدل شبیه‌سازی سیستم خطوط لوله استان اردبیل در محیط نرم‌افزار OLGA. 50

شکل 4-7 انتقال حرارت هدایتی از لایه‌های دیواره لوله 54

شکل 4-8 تعریف عمق خاک برای لوله‌های مدفون در خاک.. 55

شکل 4-9 نرم‌افزار PVTsim و ترکیب گاز طبیعی وارد شده در نرم‌افزار با انتخاب معادله حالت PR. 56

شکل 4-10 دیاگرام فازی گاز طبیعی خط لوله اردبیل (نرم‌افزار PVTsim) 58

شکل 4-11 منحنی عملکرد کمپرسور ایستگاه تقویت فشار اردبیل. 61

شکل 5-1 منحنی‌های شبیه‌سازی فشار بر حسب زمان در ترمینال‌های انتهایی انشعابات در شرایط عملیاتی. 67

شکل5-2 منحنی مقایسه ای جمع ماهانه کسری درجه روز و مصارف ماهانه شهر اردبیل. 71

شکل 5-3 مصرف روزانه گاز طبیعی شهر اردبیل در برابر مقادیر « کسری درجه روز» 71

شکل5-4 منحنی مقایسه ای جمع ماهانه کسری درجه روزانه و مصارف ماهانه شهر پارس‌آباد 72

شکل 5-5 دبی مصرف روزانه گاز طبیعی شهر پارس‌آباد در برابر مقادیر کسری درجه روز 72

شکل5-6 منحنی مقایسه ای جمع ماهانه کسری درجه روزانه و مصارف ماهانه شهر گرمی. 72

شکل 5-7 دبی مصرف روزانه گاز طبیعی شهر گرمی‌در برابر مقادیر کسری درجه روز 73

شکل5-8 منحنی مقایسه ای جمع ماهانه کسری درجه روز و مصارف ماهانه شهر بیله‌سوار 73

شکل 5-9 دبی مصرف روزانه گاز طبیعی شهر بیله‌سوار در برابر مقادیر کسری درجه روز 73

شکل5-10 منحنی مقایسه ای جمع ماهانه کسری درجه روز و مصارف ماهانه شهر مشگین. 74

شکل 5-11 دبی مصرف گاز طبیعی شهر مشگین در برابر کسری درجه روز 74

شکل5-12 منحنی مقایسه ای جمع ماهانه کسری درجه روز و مصارف ماهانه شهر سرعین. 74

شکل 5-13 دبی مصرف روزانه گاز طبیعی شهر سرعین در برابر مقادیر کسری درجه روز 75

شکل5-14 منحنی مقایسه ای جمع ماهانه کسری درجه روز و مصارف ماهانه شهر خلخال. 75

شکل 5-15 دبی مصرف ماهانه گاز طبیعی شهر خلخال در برابر مقادیر کسری درجه روز 75

شکل 5-16 منحنی‌های شبیه‌سازی فشار بر حسب زمان در ترمینال‌های انتهایی انشعابات در شرایط حاد برودتی. 80

شکل 5-17 شماتیک کلی سیستم خطوط لوله اردبیل برای بررسی نتایج. 81

شکل5-18 پروفایل فشار خط لوله 30 اینچ اصلی. 83

شکل 5-19 پروفایل دبی حجمی گاز در خط لوله 30 اینچ اصلی. 84

شکل 5-20 پروفایل سرعت گاز در خط لوله 30 اینچ اصلی. 85

شکل 5-21 پروفایل دمای گاز در خط لوله 30 اینچ اصلی. 85

شکل 5-22 پروفایل فشار خط لوله 16 اینچ. 86

شکل 5-23 پروفایل دبی حجمی گاز در خط لوله 16 اینچ. 87

شکل 5-24 پروفایل سرعت گاز در خط لوله 16 اینچ. 87

شکل 5-25 پروفایل دمای گاز در خط لوله 16 اینچ. 88

شکل 5-26 پروفایل فشار خط لوله 8 اینچ خلخال. 88

شکل 5-27 پروفایل دبی حجمی گاز در خط لوله 8 اینچ خلخال. 89

شکل 5-28 پروفایل سرعت گاز در خط لوله 8 اینچ خلخال. 90

شکل 5-29 پروفایل دمای گاز در خط لوله 8 اینچ خلخال. 90

شکل 5-30 پروفایل فشار گاز در خط لوله 8 اینچ مشکین‌شهر 91

شکل 5-31 پروفایل دبی حجمی گاز در خط لوله 8 اینچ مشکین‌شهر 91

شکل 5-32 پروفایل سرعت گاز در خط لوله 8 اینچ مشکین‌شهر 92

شکل5-33 پروفایل دمای گاز در خط لوله 8 اینچ مشکین‌شهر 92

شکل 5-34 پروفایل فشار گاز در خط لوله 30 اینچ نیروگاه-16 اینچ مشکین‌شهر 93

شکل 5-35 پروفایل دبی حجمی گاز در خط لوله 30 اینچ نیروگاه- 16 اینچ مشکین‌شهر 94

شکل 5-36 پروفایل سرعت گاز در خط لوله 30 اینچ نیروگاه – 16 اینچ مشکین‌شهر 94

شکل 5-37 پروفایل دمای گاز در خط لوله 30 اینچ نیروگاه – 16 اینچ مشکین‌شهر 95

شکل 5-38 پروفایل فشار گاز در خط لوله 20 اینچ خلخال. 96

شکل 5-39 پروفایل دبی حجمی گاز در خط لوله 20 اینچ خلخال. 96

شکل 5-40 پروفایل سرعت گاز در خط لوله 20 اینچ خلخال. 97

شکل 5-41 پروفایل دمای گاز در خط لوله 20 اینچ خلخال. 97

شکل 5-42 محل اتصال خط 16 اینچ پارس‌آباد به نیروگاه گازی سبلان (خط لوپ 10 اینچ10008) 99

شکل 5-43 پروفایل فشار گاز در خط لوله 16 اینچ پارس‌آباد در شرایط حاد برودتی و باز کردن مسیر گاز از خط 10 اینچ نیروگاه به کیلومتر 25 خط لوله پارس‌آباد 99

شکل 5-44 منحنی‌های شبیه‌سازی فشار بر حسب زمان در ترمینال‌های انتهایی انشعابات (CGS‌ها) در شرایط حاد برودتی همراه با خط لوپ نیروگاه به خط پارس‌آباد 101

فهرست جداول

جدول1-1 ذخایر تثبیت شده گاز طبیعی در جهان. 2

جدول 1-2 تولید گاز طبیعی در جهان. 2

جدول 1-3 مصرف گاز طبیعی در جهان. 3

جدول 1-4 نمونه ای از ترکیب گاز طبیعی خام 4

جدول1-5 خطوط لوله انتقال گاز طبیعی بهره‌برداری شده 14

جدول 3-1 جنس لوله و تنش تسلیم. 34

جدول 3-2  فاکتور طراحی لوله های فولادی. 34

جدول 3-3  شرح انواع Class Location. 34

جدول 4-1 مشخصات حرارتی دیواره‌ها و پوشش‌ها 43

جدول 4-2 نمونه ضخامت دیواره‌ها 44

جدول 4-3 تعریف مورد در نرم‌افزار OLGA. 44

جدول 4-4 آپشن‌های شبیه‌سازی OLGA. 46

جدول 4-5 نمونه مشخصات خطوط لوله 48

جدول 4-6 نمونه ای از شیرهای تعبیه شده در شبیه‌سازی. 48

جدول 4-7 مشخصات ورودی سیستم. 51

جدول 4-8 مشخصات خروجی سیستم. 51

جدول 4-9 شرایط مرزی خروجی انشعابات سیستم خط لوله (ورودی ایستگاه‌های تقلیل فشار) 52

جدول 4-10 مشخصات گاز موجود در خطوط لوله 57

جدول 4-11 درصد ترکیبات گاز طبیعی (در نرم‌افزار PVTsim) 57

جدول 5-1 مقایسه مقادیر فشارهای واقعی با مقادیر حاصل از شبیه‌سازی. 64

جدول 5-2 مقایسه دماهای واقعی با مقادیر حاصل از شبیه‌سازی. 65

جدول 5-3 مقایسه مقادیر واقعی با مقادیر حاصل از شبیه‌سازی حول ایستگاه تقویت فشار 66

جدول 5-4 مجموع ماهانه متوسط کسری درجه روز مربوط به سال 1389 و 1390. 70

جدول 5-5 مصارف ماهانه متوسط سالهای 1389 و 1390 شهرهای اردبیل 70

جدول 5-6 رابطه دمای هوا و دبی روزانه گاز مصرفی. 76

جدول 5-7 پیش‌بینی حجم گاز مصرفی در دمای 20- درجه سلسیوس.. 77

جدول 5-8 پیش‌بینی حجم گاز مصرفی در 20- درجه سلسیوس در شهرهای دارای دو ایستگاه 77

جدول 5-9 دبی عبوری از ایستگاه‌ها در شرایط دمای 20- درجه سانتیگراد 78

جدول 5-10 مقایسه متغیرها حول کمپرسور در دو وضعیت شبیه‌سازی. 82

جدول 5-11 مقایسه نتایج به دست آمده برای دو شبیه‌سازی حاد برودتی. 102

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

دانشگاه شیراز

دانشکده‌ی مهندسی شیمی، نفت وگاز

 

پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد در رشته‌ی مهندسی شیمی

 

 

طراحی پایه‌ی حلقه‌ی دریزو و استفاده ‌از حلال هیدروکربنی در فرایند نم‌زدایی در پالایشگاه فراشبند

 

استادان راهنما

دکتر محمدرضا رحیم پور

دکتر علیرضا شریعتی

 

بهمن ماه 1390

چکیده

بخار آب یکی از مهمترین ناخالصی­های جریان گاز طبیعی است. معمولاً خود بخار آب مساله ساز نیست ولی در عوض فاز مایع یا جامدی که هنگام فشرده شدن گاز یا سرد شدن آن تشکیل می­شود مشکل ساز می­باشد. در برخی موارد بخار آب باعث مسمومیت شدید کاتالیست­های گران قیمت شده و یا اینکه واکنش­های جانبی نامطلوبی را باعث می­گردد. آب به صورت مایع معمولاً خوردگی را سرعت می­بخشد و یخ یا هیدرات­های جامد می­توانند شیرها، اتصالات و حتی لوله­های گاز را مسدود کنند. برای جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی جریان گاز قبل از وارد شدن به خطوط انتقال با استفاده روشهای مختلفی آبگیری می‌شود. متداولترین روش در دنیا استفاده ‌از TEG می­باشد. جهت افزایش راندمان روش مذکور موارد مختلفی پیشنهاد شده ‌است که ‌یکی از آنها اضافه نمودن حلال هیدروکربنی به TEG می­باشد که به فراریت آب در این محلول در برج دفع کمک نموده و موجب بدست آمدن TEG خالص‌تر می‌گردد و می‌توان نقطه شبنم گاز را به مراتب پایین‌تر از روش حال حاضر مورد استفاده رساند. که ‌اکنون تکنولوژی آن در انحصار شرکت Drizo می‌باشد و به عنوان فرآیند Drizo شناخته می­شود و با استفاده ‌از روش مذکور می‌توان خلوص TEG خروجی از برج دفع را بالاتر از 99.8% رسانده و در نتیجه گاز خشک را با نقطه شبنم  73- تا 5/95- به نقاط مصرف منتقل نمود.

هدف از این تحقیق طراحی پایه‌ی تجهیزات مورد استفاده در فرآیند دریزو به منظور جلوگیری از هدر رفت تری‌اتیلن‌گلایکول و جلوگیری از انتشار ترکیبات BTEX می‌باشد.

 

کلمات کلیدی: Drizo، TEG، نم زدایی، حلال هیدروکربنی، ترکیبات BTEX

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

فصل اول: مقدمه

1-1- نم‌زدایی از گاز طبیعی…………………………………………………………………………………………………. 2

1-1-1- روشهای نم‌زدایی از گاز طبیعی ……………………………………………………………………… 2

1-1-1-1- نم‌زدایی توسط مایعات جاذب رطوبت…………………………………………….. 4

1-1-1-2- نم‌زدایی با استفاده ‌از جاذب‌های  جامد………………………………………….. 6

1-1-1-3- نم‌زدایی توسط سرمایش گاز……………………………………………………………. 6

1-1-1-4- نم‌زدایی با استفاده‌ از نفوذ گاز در غشاء………………………………………….. 6

1-1-1-5- نم‌زدایی توسط واکنش گرهای جامد………………………………………………. 7

1-1-2- روش های افزایش بازدهی فرایند احیاء………………………………………………………… 10

1-1-2-1- استفاده ‌از گاز دفع کننده…………………………………………………………………….. 10

1-1-2-2- احیاء در خلاء………………………………………………………………………………………… 10

1-1-2-3- افزایش عمل احیاء با افزودن حلال…………………………………………………….. 11

 

فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین

مروری بر پژوهش های پیشین…………………………………………………………………………………………….. 13

 

فصل سوم: افزایش عمل احیای گلایکول با افزودن حلال هیدروکربنی

3-1- مشخصات فرآیند………………………………………………………………………………………………………… 17

3-2- مزایای دریزو……………………………………………………………………………………………………………….. 20

3-2- 1- از نقطه نظر اقتصادی……………………………………………………………………………………… 21

3-3- اصلاح فرایند نم‌زدایی گاز  Drizo ………………………………………………………………………….. 21

3-3-1-  تشریح اصلاح فرایند دریزو……………………………………………………………………………. 22

3-4- پارامترهای طراحی……………………………………………………………………………………………………… 22

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

3-4-1- برج Contactor……………………………………………………………………………………………….. 23

3-4-2- دبی گاز ورودی………………………………………………………………………………………………… 23

3-4-3- دما و فشار ورودی……………………………………………………………………………………………. 23

3-4-4- دماو غلظت  TEG ورودی……………………………………………………………………………….. 23

3-4-5-  سرعت چرخش گلایکول……………………………………………………………………………….. 24

3-4-6- دمای نم‌زدایی…………………………………………………………………………………………………… 24

3-4-7- دمای ریبویلر…………………………………………………………………………………………………….. 24

3-4-8- دمای ستون دفع …………………………………………………………………………………………….. 24

 

فصل چهارم: طراحی پایه و ارائه خدمات مهندسی مقدماتی جهت اجرای طرح Drizo در پالایشگاه گاز فراشبند، واحد دالان

4-1- بر اساس شرایط تابستان و در حالت مجزا بودن واحدها………………………………………… 27

4-1-1- جدا کننده‌ی سه فازی(V-100)…………………………………………………………………….. 27

4-1-2- مبدل حرارتی E-100……………………………………………………………………………………… 30

4-1-3- مبدل حرارتی E-101……………………………………………………………………………………… 41

4-1-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد………………………………………………………………………… 57

4-1-5- پمپ P-100……………………………………………………………………………………………………… 60

4-1-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو…………………………………. 65

4-2- بر اساس شرایط زمستان و در حالت مجزا بودن واحدها………………………………………… 68

4-2-1- جدا کننده‌ی سه فازی(V-100)…………………………………………………………………….. 68

4-2-2- مبدل حرارتی E-100……………………………………………………………………………………… 68

4-2-3- مبدل حرارتی E-101……………………………………………………………………………………… 73

4-2-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد………………………………………………………………………… 78

4-2-5- پمپ P-100……………………………………………………………………………………………………… 80

4-2-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو…………………………………. 81

4-3- بر اساس شرایط تابستان و در صورت تجمیع واحدها…………………………………………….. 82

4-3-1- جدا کننده سه فازی(V-100)………………………………………………………………………… 82

4-3-2- مبدل حرارتی E-100……………………………………………………………………………………… 82

4-3-3- مبدل حرارتی E-101……………………………………………………………………………………… 87

4-3-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد………………………………………………………………………… 92

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

4-3-5- پمپ P-100……………………………………………………………………………………………………… 94

4-3-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو…………………………………. 95

4-4- بر اساس شرایط زمستان و در صورت تجمیع واحدها……………………………………………. 96

4-4-1- جدا کننده سه فازی(V-100)………………………………………………………………………… 96

4-4-2- مبدل حرارتی E-100……………………………………………………………………………………… 96

4-4-3- مبدل حرارتی E-101…………………………………………………………………………………….. 101

4-4-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد………………………………………………………………………. 106

4-4-5- پمپ P-100……………………………………………………………………………………………………. 108

4-4-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو………………………………… 109

4-5- جدا کننده‌ی آب از حلال((coalesce……………………………………………………………………….. 110

                                                                                                                                    

فصل پنجم: نتیجه‌گیری

5-1- مقایسه‌ی میزان هرز رفت TEG……………………………………………………………………………… 112

5-2- مقایسه‌ی میزان انتشار ترکیبات BTEX………………………………………………………………… 113

5-3- مقایسه‌ی درصد خلوص TEG احیا شده در برج دفع…………………………………………… 114

5-4- مقایسه‌ی نقطه‌ی شبنم آبی گاز خشک خروجی از برج جذب…………………………….. 115

5-5- مقایسه هزینه‌ی کل سرمایه‌گذاری (TCI) و درآمد سالیانه ناشی از

پیاده سازی فرایند دریزو در دو حالت مجزا بودن و تجمیع واحدها…………………………………….. 116

 

 

فهرست منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………………………………. 119

فهرست جدول‌ها

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

جدول1-1- ناخالصی‌های موجود در گاز طبیعی………………………………………………………………………. 3

جدول1-2- خصوصیات گلایکول‌های مورد استفاده در فرآیند نم‌زدایی گاز…………………………… 7

جدول1-3- تأثیر سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن بر محتوای آب

گاز طبیعی اشباع………………………………………………………………………………………………………………………… 9

جدول 3-1- مهمترین دماهای عملیاتی گلایکول در قسمت‌های مختلف …………………………….. 9

جدول 4-1- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌ی

سه فازی استفاده شده در فرایند Drizo………………………………………………………………………………….. 23

جدول 4-2- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100…………………………. 38

جدول 4-3- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101…………………………. 43

جدول 4-4- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله ‌مستقیم انتخاب شده………………………………. 59

جدول 4-5- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و حالت

فیزیکی جریان‌ها………………………………………………………………………………………………………………………… 67

جدول 4-6- اندازه‌های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌ی

سه فازی استفاده شده در فرایند Drizo…………………………………………………………………………………… 68

جدول 4-7- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100…………………………. 70

جدول 4-8- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101…………………………. 75

جدول 4-9- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله ‌مستقیم انتخاب شده………………………………. 79

جدول 4-10- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و

حالت فیزیکی جریان‌ها……………………………………………………………………………………………………………… 81

جدول 4-11- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌ی

سه فازی استفاده شده در فرایند Drizo…………………………………………………………………………………… 82

جدول 4-12- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100………………………. 84

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

 

جدول 4-13- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101………………………. 89

جدول 4-14- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله ‌مستقیم انتخاب شده…………………………… 93

جدول4-15- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و

حالت فیزیکی جریان‌ها……………………………………………………………………………………………………………….. 95

جدول4-16- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌ی

سه فازی استفاده شده در فرایند Drizo…………………………………………………………………………………… 96

جدول4-17- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100………………………… 98

جدول4-18- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101………………………. 103

جدول4-19- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله ‌مستقیم انتخاب شده…………………………… 107

جدول4-20 مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و

حالت فیزیکی جریان‌ها…………………………………………………………………………………………………………….. 109

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.