دانشگاه سیستان و بلوچستان

تحصیلات تکمیلی

 

پایان نامه کارشناسی ارشد در مهندسی شیمی گرایش ترمودینامیک و سینتیک

 

 

عنوان:

مدلسازی ریاضی سینتیک هسته گذاری و رشد نانو ذرات پلیمری در فرایند پلیمریزاسیون امولسیونی با استفاده از نتایج هدایت سنجی

 

استاد (اساتید) راهنما:

دکتر  فرشاد فرشچی تبریزی

دکتر  حسین آتشی کاشی

 

 

استاد مشاور:

دکتر  حسین عابدینی

 

این پایان نامه از حمایت مالی معاونت پژوهشی دانشگاه سیستان و بلوچستان و ستاد ویژه توسعه فناوری نانو بهره مند شده است

 

تیر 1389

چکیده

بخش عمده ای از خواص نهایی محصول در پلیمریزاسیون امولسیونی توسط توزیع اندازه ذرّات تعیین می‌­گردد. در این پروژه، یک مدل دقیق بر مبنای معادلات موازنه جمعیتی ( مدل صفر- یک) که دربرگیرندۀ پدیده­های هسته زایی و رشد ذرّه می‌­باشد برای پیش­بینی توزیع اندازه ذرّات انتخاب گردیده است. برای حل معادلات موازنه جمعیتی از روش حجم محدود استفاده شده است. در این مطالعه، اثر پارامتر غلظت اولیه ماده فعال سطحی روی درصد تبدیل و توزیع اندازه ذرّات بصورت تجربی و به کمک شبیه­سازی بررسی گردیده است. بر اساس نتایج حاصله، با کاهش مقدار ماده فعال سطحی، اندازه ذرّات افزایش می­‌یابد. در کلیّه موارد فوق، نتایج شبیه­سازی و تجربی تطابق مطلوبی دارند. در این پروژه، روابط مناسبی برای محاسبۀ تجربی CMC با استفاده از داده­های آزمایشگاهی به­صورت y=A Ln(x) + B در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد ارائه شد، و نیز در دمای 60 درجه سانتیگراد فرمول تجربی برای تلفیق دو الکترولیت Na₂CO₃ و KPS که در پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرات پلی­بوتادین به­ترتیب به­عنوان بافر و شروع­کننده استفاده می­شود با روش حداقل مربعات به صورت z=A(x)^m(y)ⁿ به­دست آمد که در تمام موارد فوق ضرایب به­گونه­ای به­دست آورده شد که با داده­های آزمایشگاهی بهترین تطابق را داشته باشد.

 همچنین، هدایت اولیه الکتریکی سیستم بر حسب غلظت یونها، در حضور الکترولیت­های موجود در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین در دو دمای 25 و 60 درجۀ سانتیگراد با چهار روش به­دست آمده است. ابتدا با روش تجربی و با استفاده از داده­های آزمایشگاهی فرمولی به­صورت y=A(x) برای هدایت الکترولیت­های فوق در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد به­دست آمده است. سپس دو روش ارائه شده در مقالات بررسی شده است، و در نهایت روشی ابداعی برای محاسبه هدایت الکتریکی محلول­های فوق ذکر گردیده و درصد خطای هرکدام از روش­ها به صورت جداولی آورده شده است. در نهایت هدایت الکتریکی سیستم پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین بدون خضور مونومر و نیز به صورت Online در حضور واکنش بدست آمده است. صحّت این روابط از طریق داده­های آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفت.

کلمات کلیدی: پلیمریزاسیون امولسیونی، بوتادین، توزیع اندازه ذرّات، موازنه جمعیتی، مدلسازی

 

فهرست مطالب

فصل اول.. 1

مروری بر فرایندهای پلیمریزاسیون.. 1

1-1- مقدمه. 2

1-2- تقسیم بندی پلیمرها بر اساس مکانیسم پلیمریزاسیون. 3

پلیمریزاسیونهای زنجیرهای.. 5

پلیمریزاسیونهای مرحلهای.. 5

فقط مونومرهایی وارد واکنش میشوند که دارای مراکز فعّال (مانند رادیکال آزاد و یا یون) باشند. 5

هردو مونومری که دارای دو عامل فعّال مختلف در دو سرخود باشند قابلیت وارد شدن در واکنش را دارند. 5

غلظت مونومر به طور یکنواخت در طول واکنش کاهش مییابد. 5

مونومرها بسرعت در مراحل اولیّۀ واکنش از بین میروند. 5

پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا به سرعت به وجود میآیند. 5

وزن مولکولی زنجیرههای پلیمری همگی با هم به آهستگی در طول زمان افزایش مییابد. 5

سرعت واکنش بسیار زیاد میباشد. 5

سرعت واکنش آهسته و کند است. 5

از ابتدای واکنش، زنجیرههایی با درجه تبدیل بالا بدست میآیند. 5

برای بهدست آوردن زنجیرههایی با درجه تبدیل بالا میبایستی واکنش را تا بیش از90% ادامه داد. 5

واکنش در چند مرحله، شروع، انتشار و اختتام انجام میپذیرد. 5

واکنش فقط در یک مرحله صورت میپذیرد. 5

فقط پلیمرهای خطی یا مولکولهایی با انشعابات کم را تولید میکند. 5

مولکولهایی با ساختار متفاوت، از مولکولهای خطی سادۀ بدون شاخه تا شبکههای حجیم با اتصالات عرضی زیاد به دست میدهد. 5

1-2-1- واکنشهای پلیمریزاسیون رادیکال آزاد. 5

1-2-1-1- آغاز. 6

1-2-1-2- رشد (انتشار) 6

1-2-1-3- پایان. 6

1-2-1-4- انتقال زنجیر. 7

1-2-2- طبقه بندی روشها و یا سیستمهای پلیمریزاسیون بر اساس محیط واکنش… 7

1-2-2-1- پلیمریزاسیون همگن.. 8

1-2-2-1-1- روش پلیمریزاسیون تودهای (جرمی) (Bulk Polymerization) 8

1-2-2-1-2- روش پلیمریزاسیون محلولی (Solution Polymerization) 9

1-2-2-2- پلیمریزاسیون ناهمگن.. 10

1-2-2-2-1- روش پلیمریزاسیون تعلیقی (Suspension Polymerization) 10

1-2-2-2-2- روش پلیمریزاسیون امولسیونی (Emulsion Polymerization) 10

روش پلیمریزاسیون.. 14

مزایا 14

معایب.. 14

پلیمریزاسیون. 14

تودهای.. 14

فرآیند ناپیوسته. 14

سادگی فرآیند، انعطاف پذیری، هزینۀ پایین جداسازی.. 14

حرارت زایی واکنش، توزیع وزن مولکولی پهن، افزایش شدید ویسکوزیته و در نتیجه مشکل اختلاط و انتقال حرارت در حین واکنش    14

فرآیند پیوسته. 14

قابل کنترل بودن واکنش توسط درجه حرارت، قابل کنترل بودن وزن مولکولی، خواص محصولات و در نتیجه هزینه جداسازی پایین   14

درجه تبدیل پایین، جدایی مونومر از پلیمر، نیاز به درجه حرارت بالا و در برخی مواقع نیاز به فشار بالا، چسبندگی پلیمربه دیواره راکتور 14

پلیمریزاسیون محلولی.. 14

نسبت به سیستم تودهای ویسکوزیتۀ کمتر و در نتیجه اختلاط و انتقال حرارت بهتر، قابل کنترل بودن واکنش توسط کنترل دما، قابل مصرف بودن مستقیم محلول واکنش، چسبندگی کم پلیمر به بدنه راکتور 14

هزینۀ استفاده از حلّال، آلودگی محیط به علت وجود حلّال، هزینۀ خشکسازی و جدا سازی، مشکل وجود پدیده انتقال رادیکال  14

پلیمریزاسیون تعلیقی.. 14

قابل کنترل بودن کیفیت محصول و واکنش توسط کنترل دما، قابل مصرف بودن مستقیم دانههای خشک جامد و در نتیجه هزینه پایین جداسازی، ویسکوزیته کم و درنتیجه انتقال حرارت مناسب.. 14

عدم امکان استفاده از فرآیندهای پیوسته، نیاز به وجود همزن و افزودنیهای خاص، چسبندگی ذرات پلیمری به بدنه راکتور 14

پلیمریزاسیون امولسیونی.. 14

قابل کنترل بودن واکنش توسط دما، سرعت بالای واکنش، ویسکوزیته کمتر (نسبت به سیستم های محلولی و تودهای)، انتقال حرارت مناسب، قابل مصرف بودن لانکس تولیدی.. 14

نیاز به غلظت بالای امولسیفایر، نیاز به پایدارسازی ذرات، چسبندگی ذرات به بدنه راکتور 14

1-2-3- اهمیت پلیمریزاسیون امولسیونی.. 14

1-2-4- مکانیسم پلیمریزاسیون امولسیونی.. 15

1-2-5- مراحل پلیمریزاسیون امولسیونی.. 18

1-2-6- مکانیسم ایجاد ذرّه 22

1-2-6-1- هسته‌زایی مایسلی.. 22

1-2-6-2- هسته‌زایی همگن.. 23

1-2-6-3- هسته‌زایی قطرهای.. 23

1-2-7- پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 24

1-2-8- معرفی مونومر بوتادین.. 24

1-2-9- مواد مورد استفاده در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 27

1-2-9-1- امولسیفایر. 27

1-2-9-2- شروع کننده. 28

1-2-9-3- بافر. 29

1-2-10- مروری بر کارهای انجام شده در زمینۀ شبیه سازی وکنترل توزیع اندازه ذرّات.. 29

فصل دوم. 35

سینتیک پلیمریزاسیون امولسیونی.. 35

2-1- مقدمه. 36

2-2- رخدادهای فاز پیوسته. 36

2-3- رخدادهای فاز قطرات مونومری.. 36

2-4- رخدادهای فاز ذرات پلیمری.. 37

2-5- مایسلهای متورّم شده با مونومر. 38

2-6- مدلسازی.. 42

2- 6-1- واکنشهای آغازین.. 42

2-6-2- الیگومرهای فاز آبی.. 43

2-6-3- هسته‌زایی.. 44

2-6-4- موازنۀ منومرها 45

2-6-5- موازنه ماده فعال سطحی.. 47

2-6-5-1- مدل صفر – یک… 48

2-6-5-2- مدل شبه توده. 49

2- 6-6- معادلات مدل شبه توده برای موازنه جمعیتی ذرات پلیمری.. 49

2-6-6-1- تعداد متوسط رادیکالها در ذّرات.. 50

2-6-6-2- رشد ذرات پلیمری.. 51

2-6-6-3- ورود الیگومرها به ذرّات.. 51

2-6-6-4- دفع الیگومرها از ذرّات.. 52

2-6-6-5- اختتام در داخل ذرّات.. 52

2-6-7- معادلات مدل صفر-یک برای موازنۀ جمعیتی ذرّات پلیمری.. 52

2-6-8- حل عددی معادلات موازنه جمعیتی.. 55

2-6-8-1- المان محدود (Finite Elements) 56

2-6-8-2- حجم/تفاضل محدود. 57

فصل سوم. 59

محاسبۀ CMC با استفاده از نتایج هدایت سنجی.. 59

3-1- مقدمه. 60

3-2- آزمایش… 61

3-3- تأثیرات الکترولیتها بر روی CMC در دمای 25ºC.. 62

3-4-1- تأثیر تک تک الکترولیتها بر روی CMC در دمای 60ºC.. 65

3-4-2- تأثیر تلفیق الکترولیتها بر روی CMC.. 68

فصل چهارم. 70

شبیهسازی امولسیونی پلیبوتادین و مقایسه با دادههای تجربی.. 70

4-1- مقدمه. 71

4-2- مدلسازی.. 73

4-2-1- مقیاس مدلسازی.. 73

4-2-2- مراحل مدلسازی در واکنشها و فرآیندهای پلیمریزاسیون. 74

4-2-3- روشهای انتخاب مدل در واکنشها و فرآیندهای پلیمریزاسیون. 75

4-3- مدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 75

4-4- فرضیّات در نظر گرفته شده در طرح سینتیکی ارائه شده برای پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 76

4-5- حل معادلات حاصل شده در مدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 77

4-5-1- گسسته سازی معادلات دیفرانسیلی جزیی موازنه جمعیتی.. 78

4-6- پارامترهای استفاده شده در مدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 79

4-7- مقایسۀ نتایج حاصل از مدلسازی سینتیکی با دادههای آزمایشگاهی.. 81

4-7-1- شرح دستگاه و تجهیزات.. 81

4-7-2- روش آزمایش… 82

4-7-3- خوراک هر آزمایش… 84

4-7-4- پلیمریزاسیون با سدیم دودسیل سولفات.. 84

فصل پنجم. 103

پیشبینی هدایت در طول فرایند پلیمریزاسیون.. 103

5-1- مقدمه. 104

5-2- آزمایش… 105

5-3- پیشبینی هدایت الکتریکی محلولها بدون واکنش شیمیایی.. 106

5-3-1 پیشبینی هدایت الکتریکی محلولهای SDS در غلظتهای مختلفی از الکترولیتهای Na₂CO₃ و KPS در دمای 25ºC و 60ºC   106

5-3-2 پیشبینی هدایت الکتریکی محلولهای SDS در غلظتهای مختلفی از تلفیق الکترولیتهای Na₂CO₃ و KPS در دمای 60ºC   135

5-4- پیشبینی هدایت الکتریکی واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرّات پلیبوتادین (به صورت Online) 146

فصل ششم. 148

نتیجه گیری و پیشنهادات.. 148

6-1 نتیجهگیری.. 149

6-2- پیشنهادات.. 150

مراجع.. 152

پیوستها 158

محاسبه CMC در حضور 5/0 گرم Na₂CO₃ در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 25°C.. 159

محاسبه CMC در حضور 75/0 گرم KPS در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 25°C.. 160

محاسبه CMC در حضور 5/0 گرم Na₂CO₃ در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 60°C.. 162

محاسبه CMC در حضور 1 گرمKPS در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 60°C.. 164

فهرست جدول­ها

جدول 1- 1. اختلافات موجود بین پلیمریزاسیونهای زنجیره ای و مرحله ای.. 5

جدول 1- 2. مقایسه روشهای پلیمریزاسیون 14

جدول 1- 3. خواص فیزیکی و ترمودینامیکی بوتادین. 26

جدول 1- 4. خوراکهای استفاده شده در پلیمریزاسیون امولسیون بوتادین.. 27

جدول 1- 5. لیست مقالات انجام گرفته در دهه گذشته براساس مدلهای موازنه جمعیتی . 32

جدول 2- 1. رویدادهای سینتیکی داخل فاز پیوسته (آب) 40

جدول 2- 2. رویداد های سینتیکی داخل فاز ذره پلیمر. 41

جدول 2- 3. معادلات سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی 42

جدول 3- 1. ضرایب به دست آمده برای فرمول (3- 1). 63

جدول 3- 2. مقادیر CMC سدیم دو دسیل سولفات (SDS) برای غلظتهای مختلف الکترویتهای اضافه شده در 25ºC   64

جدول 3- 3. ضرایب به دست آمده برای فرمول (3- 2). 66

جدول 3- 4. مقادیر CMC سدیم دو دسیل سولفات (SDS) برای غلظتهای مختلف الکترویت اضافه شده در دمای60°C   67

جدول 3- 5. اطلاعات کاملی از غلظتهای مختلف تلفیق دو الکترولیت Na₂CO₃ و KPS، CMC تجربی، CMC به دست آمده از فرمول ارائه شده، و میزان خطای حاصله از این فرمول برای هر کدام از غلظتهای فوق. 69

جدول 4- 1. طرح سینتیکی در نظر گرفته شده برای پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 76

جدول 4- 2. پارامتر­های استفاده شده درمدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 79

جدول 4- 3. پارامترهای بدست آمده با استفاده از مدلسازی سینتیکی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 80

جدول 4- 4. داده­ها برای سورفکتانت سدیم دو دسیل سولفات.. 80

جدول 4- 5. مقادیر مواد استفاده شده در آزمایشات پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین.. 84

جدول 5- 1. مقادیر هدایت اولیه الکترولیتهایKPS  و  Na₂CO₃ در دمای الف) 25ºC ب) 60ºCکه دستگاه هدایت­سنج نشان می­دهد. 110

جدول 5- 2. ضرایب معادله (5- 7) در دمای الف) 25ºC ب) 60ºC.. 112

جدول 5- 3. ضرایب هدایت برآورد شده در روش دوّم در الف)ºC 25 ب) 60ºC.. 114

جدول 5- 4 .ضرایب هدایت G_i و مقادیر هدایت معادل هر یک از گونه­های یونی (^ºλ_i) برآورد شده در الف) ºC25 ب)60ºC   115

جدول 5- 5. خطای نسبی هدایت اولیه (σ_o) غلظتهای مختلف الکترولیتهای Na₂CO₃ و KPS در هر روش الف) 25ºC ب) 60ºC   116

جدول 5- 6. خطای نسبی (σ_calc) غلظتهای مختلف الکترولیتهای Na₂CO₃ و KPS درمحلولهای SDS در هر روش در الف) 25ºC ب) 60ºC   120

جدول 5- 7. خطای نسبی σ_calc غلظتهای مختلف الکترولیت با استفاده از مقدارهای دقیق هدایت اولیه نشان داده شده توسط سیستم هدایت­سنج در الف) 25ºC ب) 60ºC.. 131

جدول 5- 8. مقادیر هدایت اولیه، σ_o، غلظتهای مختلفی از تلفیق الکترولیتهای  Na₂CO₃و KPS در دمای 60ºC   135

جدول 5- 9. مقایسهای بین اعداد پیش­بینی شده در روش ارائه شده در این تز، با روش دوّم و سوّم برای هدایت اولیه تلفیق دو الکترولیت در دمای 60ºC.. 137

جدول 5- 10. اعداد پیش-بینی شده با روش ارائه شده در این تز برای هدایت اولیّۀ تلفیق دو الکترولیت در دمای 60ºC   139

جدول 5- 11. خطای نسبی (σ_calc) محلولهای SDS با غلظتهای مختلفی از تلفیق دو الکترولیت در هر روش. 140

جدول 5- 12. خطای نسبی σcalc غلظتهای مختلف تلفیق دو الکترولیت، با استفاده از مقدارهای دقیق هدایت اولیّۀ نشان داده شده توسط سیستم هدایت­سنج در دمای 60ºC.. 144

 

 

 

 

 

فهرست شکل­ها

شکل 1- 1. نمایش ساده شده یک سیستم پلیمریزاسیون امولسیونی.. 18

شکل 1- 2. پلیمریزاسیون امولسیونی در حین مرحله I 19

شکل 1- 3. پلیمریزاسیون امولسیونی در حین مرحله II 20

شکل 1- 4. پلیمریزاسیون امولسیونی در حین مرحله III 21

شکل 1- 5. رفتارهای مختلف سرعت مشاهده شده در پلیمریزاسیون امولسیونی. 21

شکل 1- 6. مراحل پلیمریزاسیون امولسیونی در مکانیسم هسته‌زایی هموژن. 23

شکل 2- 1. حوادث مربوط به هسته گذاری ذرات در فاز پیوسته 39

شکل 2- 2. حوادث مرتبط با فاز پیوسته و فاز ذرّه پلیمری 39

شکل 2- 3. نحوه تبدیل انواع ذرّات به یکدیگر در مدل صفر – یک… 53

شکل 3- 1. اندازه گیری­های هدایت-سنجی برای محلولهای SDS در حضور الف) KPS ب)  Na₂CO₃در دمای 25ºC   62

شکل 3- 2. تأثیر الکترولیتهای اضافه شده بر روی غلظت بحرانی مایسل (CMC) SDS در دمای 25ºC.. 63

شکل 3- 3. اندازه گیریهای هدایت-سنجی برای محلولهای SDS در حضور الف) KPS ب)  Na₂CO₃در دمای 60ºC   65

شکل 3- 4. تأثیر الکترولیت اضافه شده بر روی غلظت بحرانی مایسل (CMC) SDS در دمای 60°C.. 66

شکل 4- 1. تغییرات کارایی شروع کننده با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 85

شکل 4- 2. تغییرات سرعت هسته­زایی همگنی با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 86

شکل 4- 3. تغییرات غلظت سورفکتانت آزاد در فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 86

شکل 4- 4. تغییرات غلظت مایسل در فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 87

شکل 4- 5. تغییرات هسته زایی مایسلی با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 87

شکل 4- 6. تغییرات هسته­زایی کلی با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 88

شکل 4- 7. تغییرات تعداد ذرات پلیمری دارای رادیکال پلیمریک به ازای واحد حجم فاز محلول ( ) با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 89

شکل 4- 8. تغییرات تعداد ذرات پلیمری بدون رادیکال به ازای واحد حجم فاز محلول ( ) با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 89

شکل 4- 9. تغییرات تعداد ذرات پلیمری دارای رادیکال مونومریک به ازای واحد حجم فاز محلول ( ) با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 90

شکل 4- 10. تغییرات تعداد متوسط رادیکالها به ازای ذرات ( ) با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 90

شکل 4- 11. تغییرات تعداد کل ذرات به ازای واحد حجم فاز پیوسته  با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 91

شکل 4- 12. تغییرات سطح کل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 91

شکل 4- 13. تغییرات حجم کل ذرات پلیمری به ازای حجم فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 92

شکل 4- 14. تغییرات ضریب نفوذ مونومر داخل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 93

شکل 4- 15. تغییرات ضریب سرعت انتشار نفوذی داخل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 93

شکل 4- 16. تغییرات غلظت مونومر داخل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 94

شکل 4- 17. تغییرات کسر حجمی پلیمر داخل ذرات پلیمری با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 95

شکل 4- 18. تغییرات غلظت مونومر داخل فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 95

شکل 4- 19. تغییرات حجم قطرات مونومری به ازای حجم فاز پیوسته با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 96

شکل 4- 20. تغییرات غلظت مونومربا زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 97

شکل 4- 21. تغییرات درجه تبدیل با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر، . 97

شکل 4- 22. تغییرات درجه تبدیل با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر، . 98

شکل 4- 23. تغییرات درجه تبدیل با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر، . 98

شکل 4- 24. تغییرات درجه تبدیل با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 99

شکل 4- 25. تغییرات سرعت پلیمریزاسیون با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 99

شکل 4- 26. تغییرات توزیع اندازه ذرات با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر . 100

شکل 4- 27. تغییرات توزیع اندازه ذرات با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر . 101

شکل 4- 28. تغییرات توزیع اندازه ذرات با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر . 101

شکل 4- 29. تغییرات توزیع اندازه ذرات با زمان در پلیمریزاسیون با سدیم دو دسیل سولفات برای بررسی اثر غلظت امولسیفایر. 102

شکل 5- 1. پیشبینی مدل و دادههای تجربی هدایت برای تیتراسیون آب مقطر با SDS در دمای الف)25ºC  ب) 60ºC   108

شکل 5- 2. جذب سورفکتانت روی ذرّات پلیمر و تجمع سورفکتانت برای تشکیل مایسل.. 109

شکل 5- 3. تغییرات هدایت اولیه الکترولیت با غلظت نمک در الف) 25ºC ب) 60°C.. 113

شکل 5- 4. یکی از بهترین شکلها با حداقل خطای برآورد شده با کلیۀ روشها برای الکترولیتهای KPS و Na₂CO₃ در دو دمای الف) 25ºC ب) 60ºC.. 129

شکل 5- 5. یکی از بهترین شکلها با حداقل خطای برآورد شده برای محلولهای SDS با غلظتهای مختلفی از الکترولیتهای KPS و Na₂CO₃ با استفاده از مقدارهای دقیق هدایت اولیه نشان داده شده توسط سیستم هدایتسنج در الف) 25ºC ب) 60ºC.. 134

شکل 5- 6. یکی از بهترین شکلها با حداقل خطای برآورد شده در هر روش برای محلولهای SDS با غلظتهای مختلفی از تلفیق الکترولیتهای KPS و Na₂CO₃ 142

شکل 5- 7. یکی از بهترین شکلها با حداقل خطای برآورد شده با هدایت دقیق اولیه برای محلولهای SDS با غلظتهای مختلفی از الکترولیتهای KPS و Na₂CO₃ 145

شکل 5- 8. پیش­بینی هدایت الکتریکی واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرّات پلیبوتادین به صورت Online  146

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

دانشگاه شیراز

دانشکده ی مهندسی شیمی، نفت و گاز

 

پایان نامه ی کارشناسی ارشد در رشته ی مهندسی گاز

بررسی اثر گلیکول ها و گلیکول اتر ها بر پدیده ی انسداد میعانی مدل سازی

 

 

استاد راهنما:

دکتر محمد رضا رحیم پور

دکتر علیرضا شریعتی

 

بهمن 1390

چکیده

هدف از این تحقیق بررسی اثر حلال های گلیکول و گلیکول اتری  بر پدیده ی انسداد میعانی می باشد. که در این کار از معادله ی حالت مکعبی همراه با همبستگی (CPA) استفاده شده است که قابلیت خوبی برای در نظر گرفتن اثر پیوند هیدروژنی این مولکول دارد. عمده ی کار مربوط به مدل سازی جریان سیال تک فازی و دو فازی در هندسه ی مغزه و مدل سازی اثر تزریق حلال های مورد استفاده و مقایسه آن با تست های سیلاب زنی می باشد. برای حل معادلات حاکم نیز از یک روش عددی پیشرفته به نام روش کولوکیشن متعامد استفاده شده است. در تزریق حلال های گلیکول اتری در مقیاس مغزه در مدل سازی به عنوان مثال برای دو متوکسی اتانول در حدود 50 درصد و در تست آزمایشگاهی در حدود 54  درصد افزایش در تراوایی نسبی گاز داریم که تطابق نسبتاً خوبی با هم دارند.

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                                                                            صفحه

فصل اول.. .. 1

مقدمه. . 2

فصل دوم. . 5

مروری برکارهای گذشته. 6

2-1- کاهش تولید در مخازن گاز میعانی… 6

2-2- روش های برطرف کردن انسداد میعانی… 6

2-3- بررسی رفتار فازی سیالات گاز میعانی… 9

فصل سوم. . 14

مدل سازی.. .. 15

3-1- مقدمه.. 15

3-2- معادلات حاکم بر جریان گازی تک فازی… 15

3-3- معادلات حاکم بر جریان دو فازی… 16

3-4- معادلات حالت و مشتق های آن.. 17

3-4-1- مقدمه: 17

3-4-2- معادله ی حالت مکعبی معمولی SRK.. 17

3-4-3- معادله ی حالت مکعبی همراه با همبستگی (Cubic Plus Association) 20

3-5- حل معادلات با روش عددی کولوکیشن [31]. 29

3-6-تست کاهش شار در حجم ثابت… 32

3-7- فرآیند حل معادلات مخزن با کمک روش ریاضی کولوکیشن… 34

3-7-1- تحلیل روش عددی کولوکیشن برای سیستم های تک فازی در مختصات استوانه ای در جهت محوری   34

3-7-2- تحلیل روش عددی کولوکیشن برای سیستم های دو فازی امتزاج ناپذیر پایا در مختصات     استوانه ای در جهت محوری   38

3-7-3- تحلیل روش عددی کولوکیشن برای سیستم های دو فازی گاز میعانی در مختصات استوانه ای در جهت محوری   41

فصل چهارم. 51

نتایج و بحث مدل سازی.. 52

4-1- مقدمه.. 52

4-2- بررسی رفتار فازی با استفاده از معادله ی حالت CPA.. 52

4-2-1- تست مدل CPA برای حالت خالص…. 53

4-2-2- تست مدل CPA برای حالت چند جزئی.. 57

4-3-تست های رفتار فازی… 72

4-3-1-مقدمه. 72

4-3-2-تست تخلیه در حجم ثابت… 72

4-3-3- تست Flash. 74

4-4- مدل سازی جریان در محیط متخلخل… 79

4-4-1- مقدمه. 79

4-4-2- مدل سازی جریان سیال در هندسه ی مغزه 80

4-4-2-1- جریان تک فازی در مختصات استوانه ای و جریان محوری.. 80

4-4-2-2- جریان دو فازی امتزاج ناپذیر پایا در مختصات استوانه ای و جریان محوری.. 82

4-4-2-3- جریان دو فازی گاز میعانی پایا در مختصات استوانه ای و جریان محوری.. 84

4-4-2-4- جریان دو فازی گاز میعانی پایا به همراه حلال در مختصات استوانه ای و جریان محوری.. 86

4-4-2-5- جریان دو فازی گاز میعانی ناپایا در مختصات استوانه ای و جریان محوری.. 89

4-4-2-6- جریان دو فازی در مختصات استوانه ای و جریان محوری بدون تزریق حلال                         و با تزریق آن  94

فصل پنجم.. .. 106

تست آزمایشگاهی و نتایج و بحث آن.. 107

5-1- مقدمه.. 107

5-2- دستگاه سیلاب زنی مغزه و اجزای آن.. 107

5-2-1 مخزن نگه دارنده ی سیال.. 108

5-2-2- مغزه نگه دار 109

5-2-3- پمپ… 109

5-2-4- محفظه ی گرم کننده 109

5-2-5-  ریگلاتور 110

5-2-6- سیستم نمایشگر اختلاف دما و فشار 110

5-3- انجام آزمایش…. 110

5-3-1- آماده سازی دستگاه 110

5-3-2- مراحل انجام آزمایش…. 112

5-4- نتایج حاصل از انجام آزمایش و بحث روی آن.. 113

فصل ششم.. .. 116

نتیجه گیری  و پیشنهاد ها 117

6-1- نتیجه گیری… 117

6-2- پیشنهاد ها. 117

فهرست منابع.. 118

فهرست جدول ها

 

 

عنوان                                                                                            صفحه

جدول3-1- ثابت های معادله ی SRK.. 18

جدول3-2- معادلات جهت بدست آوردن X_Aها (هوانگ و رادوز 1990) [28] برای سیستم های خود- همبسته و خالص    24

جدول4-1- پارامترهای مربوط به معادله ی CPA.. 53

جدول4-2- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط متانول و هیدروکربن [29] 58

جدول4-3- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط مونو اتیلن گلیکول و هیدروکربن [14] 58

جدول4-4- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط دی اتیلن گلیکول و هیدروکربن [14] 58

جدول4-5- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط تری اتیلن گلیکول و هیدروکربن [14] 59

جدول4-6- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط دو متوکسی اتانول و هیدروکربن               60

جدول4-7- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط دو اتوکسی اتانول و هیدروکربن  [20] 61

جدول4-8- ضریب برهم کنش دوجزئی مخلوط دو بوتوکسی اتانول و هیدروکربن              61

جدول4-9- جزء مولی سیال گاز میعانی ساختگی دو و همکارانش(2000)[3] 70

جدول4-10- غلظت مخلوط گاز میعانی ساختگی شماره ی 1 مورد نظر این پروژه 79

جدول4-11- غلظت مخلوط گاز میعانی ساختگی شماره ی 2 مورد نظر این پروژه 80

جدول4-12- داده های لازم برای خواص سنگ مخزنی.. 80

جدول4-13- نتایج محاسبه ی خطای APD برای نقاط محاسبه ای مختلف… 81

جدول4-14- داده های مربوط به سنگ و  سیالهای امتزاج ناپذیر. 82

جدول4-15- داده های مربوط به سنگ و  سیالهای امتزاج پذیر. 84

جدول4-16- داده های مربوط به سنگ و  سیالهای امتزاج پذیر در جریان پایای دو فازی.. 87

جدول4-17- داده های مربوط به سنگ و  سیالهای امتزاج پذیر در جریان ناپایای دو فازی.. 89

جدول4-18- داده های لازم برای خواص سنگ مخزنی.. 94

جدول4-19- داده های لازم برای خواص سنگ مخزنی.. 101

جدول4-20- نتایج حاصل از تزریق حلال های گلیکول اتری.. 105

جدول5-1- جرم لازم از هپتان نرمال برای رسیدن به غلظت معلوم                               دما و فشار تعیین شده 111

جدول5-2- نتایج حاصل از تزریق حلال های گلیکول اتری.. 115

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

 

 

عنوان                                                                                            صفحه

شکل3-1- فلوچارت محاسبه ی ضریب فوگاسیته با کمک معادله ی حالت CPA.. 22

شکل3-2- ساختار مولکولی آب و دو متوکسی اتانول.. 25

شکل3-3- فلوچارت مربوط به محاسبه ی X ها 28

شکل3-4- شماتیکی از تست CVD [24] 33

شکل3-5- نمونه ی ساده ای از الگوریتم فرآیند CVD.. 33

شکل3-6- شکل مربوط به جریان محوری و جزء دیفرانسیلی آن.. 34

شکل4-1- منحنی ضریب دوم ویریال ناشی از مدل برای مونو اتیلن گلیکول.. 54

شکل4-2- منحنی ضریب دوم ویریال ناشی از مدل برای پروپیلن گلیکول.. 54

شکل4-3- منحنی فشار بخار برای مونو اتیلن گلیکول، داده های تجربی                            گرفته شده از[37] 55

شکل4-4- منحنی فشار بخار برای پروپیلن گلیکول، داده های تجربی گرفته شده از        [37] 55

شکل4-5- منحنی فشار بخار برای اتیلن گلیکول مونو متیل اتر ،داده های تجربی گرفته شده از [38] 56

شکل4-6- منحنی فشار بخار برای اتیلن گلیکول بوتیل اتر ،داده های تجربی گرفته شده از [38] 56

شکل4-7- محاسبه ی چگالی اتیلن گلیکول مونو متیل اتر برای دو فاز مایع و گاز با CPA و مقایسه ی آن با داده های تجربی[38] 57

شکل4-8- محاسبه ی چگالی اتیلن گلیکول مونو بوتیل اتر برای دو فاز مایع و گاز با CPA و مقایسه ی آن با داده های تجربی[38] 57

شکل4-9- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط مونو اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر 62

شکل4-10- منحنی فشار بر حسب غلظت نرمال هپتان  برای مخلوط مونو اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین.. 62

شکل4-11- منحنی فشار بر حسب غلظت نرمال هپتان  برای مخلوط دی اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین.. 63

شکل4-12- منحنی فشار بر حسب غلظت نرمال هپتان  برای مخلوط تری اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین.. 63

شکل4-13- منحنی فشار بر حسب غلظت نرمال هپتان  برای مخلوط پروپیلن گلیکول و نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین.. 64

شکل4-14- منحنی مایع- مایع دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط مونو اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از [39] 64

شکل4-15- منحنی مایع- مایع دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دی اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از [39] 65

شکل4-16- منحنی مایع- مایع دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط تری اتیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از[39] 65

شکل4-17- منحنی مایع- مایع دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط پروپیلن گلیکول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر[داده های تجربی از مرجع 39] 66

شکل4-18- مقایسه ی حلالیت های گلیکول ها در نرمال هپتان در دمای 351 درجه ی کلوین  66

شکل4-19- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو متوکسی اتانول و نرمال هپتان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از[21] 67

شکل4-20- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو متوکسی اتانول و نرمال اکتان در فشار 1 اتمسفر ، داده های تجربی از[21] 67

شکل4-21- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو متوکسی اتانول و نرمال هگزا دکان در فشار 1 اتمسفر ، داده های تجربی از [21] 68

شکل4-22- منحنی  لگاریتمی غلظت نرمال هپتان بر حسب  دما برای مخلوط دو متوکسی اتانول و نرمال اکتان دکان در فشار 1 اتمسفر، داده های تجربی از[21] 68

شکل4-23- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو اتوکسی اتانول و نرمال اکتان در فشار 1 اتمسفر ، داده های تجربی از [21] 69

شکل4-23- منحنی دما بر حسب غلظت نرمال هپتان برای مخلوط دو بوتوکسی اتانول و نرمال اکتان در فشار 1 اتمسفر ، داده های تجربی از[23] 69

شکل4-24- منحنی فشار بر حسب غلظت دومتوکسی اتانول در دمای 135 درجه ی      فارنهایت   70

شکل4-25- منحنی فشار بر حسب غلظت دو اتوکسی اتانول در دمای 145 درجه ی     فارنهایت   71

شکل4-26- منحنی فشار بر حسب غلظت دو بوتوکسی اتانول در دمای 145 درجه ی  فارنهایت   71

شکل4-27– منحنی غلظت  اجزای هیدروکربی سیال برحسب فشار در تستCVD.. 73

شکل4-28– منحنی مقدار مایع خروجی بر حسب فشار در دمای 360 درجه ی کلوین برای غلظت های مختلف دو متوکسی اتانول.. 73

شکل4-29- منحنی مقدار مایع خروجی بر حسب فشار در دمای 360 درجه ی کلوین برای غلظت های مختلف دو اتوکسی اتانول.. 74

شکل4-30- منحنی مقدار مایع خروجی بر حسب فشار در دمای 360 درجه ی کلوین برای غلظت های مختلف دو بوتوکسی اتانول.. 74

شکل4-31- منحنی اشباع مایع بر حسب غلظت کلی دو متوکسی اتانول.. 75

شکل4-32- منحنی غلظت دو متوکسی اتانول در فاز مایع بر حسب غلظت کلی دو متوکسی اتانول  75

شکل4-33- منحنی غلظت دو متوکسی اتانول در فاز گاز بر حسب غلظت کلی دو متوکسی اتانول  76

شکل4-34- منحنی اشباع مایع بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول.. 76

شکل4-35- منحنی غلظت دو متوکسی اتانول در فاز مایع بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول  77

شکل4-36- منحنی غلظت دو اتوکسی اتانول در فاز گاز بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول  77

شکل4-37- منحنی اشباع مایع بر حسب غلظت کلی دو بوتوکسی اتانول.. 78

شکل4-38- منحنی غلظت دو متوکسی اتانول در فاز مایع بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول  78

شکل4-39- منحنی غلظت دو اتوکسی اتانول در فاز گاز بر حسب غلظت کلی دو اتوکسی اتانول  79

شکل4-40– منحنی افت فشار بر حسب طول مغزه برای حالت  ناپایای حالت تک فازی و جریان محوری  81

شکل4-41- مقایسه ی اثر تعداد نقاط محاسبه ای برای افت فشار کل با زمان در سیستم تک فازی و جریان محوری  82

شکل4-42- منحنی فشار بر حسب طول مغزه 83

شکل4-43- منحنی اشباع گاز بر حسب طول مغزه 83

شکل4-44- منحنی فشار بر حسب طول مغزه (N=6) 83

شکل4-45- منحنی اشباع گاز بر حسب طول مغزه (N=6) 83

شکل4-46- اثر تعداد نقاط محاسبه ای بر روی منحنی اشباع مایع و فشار بر حسب طول.. 85

شکل4-47- بررسی اثر تعداد نقاط محاسبه ای بر منحنی غلظت متان در مخلوط بر حسب طول در دو فاز گاز و مایع  85

شکل4-48- منحنی قابلیت های حرکت فاز ها بر حسب طول.. 86

شکل4-49- بررسی همراه بودن دو متوکسی اتانول همراه با جریان گازمیعانی برروی فشار و اشباع گاز 87

شکل4-50- بررسی همراه بودن دواتوکسی اتانول همراه با جریان گازمیعانی برروی فشار و اشباع گاز 88

شکل4-51- بررسی همراه بودن دو بوتوکسی اتانول همراه با جریان گازمیعانی برروی فشار و اشباع گاز 88

شکل4-52- منحنی فشار بر حسب طول برای بازه ی 5 تا 1500 ثانیه. (برای بازه های 50 ثانیه ای) 90

شکل4-53- منحنی فشار بر حسب زمان برای چند مقطع مغزه 90

شکل4-54- اشباع گاز بر حسب طول برای زمان 5 تا 1500 ثانیه                                 (در بازه های 100 ثانیه ای) 91

شکل4-55- اشباع گاز بر حسب زمان برای مقاطع مختلف از مغزه 91

شکل4-56- غلظت متان در فاز مایع بر حسب طول از زمان 5 ثانیه تا 1500 ثانیه ( در بازه های 100 ثانیه ای) 92

شکل4-57- غلظت متان بر حسب زمان برای مقاطع مختلف… 92

شکل4-58- غلظت متان در فاز گاز بر حسب طول برای زمان های بین 5 ثانیه تا 1500 ثانیه (در بازه های زمانی 100 ثانیه) 93

شکل4-59- غلظت متان در فاز گاز بر حسب زمان برای چهار مقطع.. 93

شکل4-60- منحنی افت فشار برای جریان تک فازی بر حسب زمان.. 95

شکل4-61-  منحنی های افت فشار و اشباع ورودی سنگ برای جریان دو فازی تعریف شده 95

شکل4-62- منحنی های تراوایی نسبی دو فاز گاز و مایع برای جریان دو فازی                مورد توجه  96

شکل4-63- مقایسه ی افت فشار برای جریان تک فازی و دو فازی.. 97

شکل4-64- منحنی افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دومتوکسی اتانول  98

شکل4-65- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو متوکسی اتانول.. 98

شکل4-66- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دواتوکسی اتانول  99

شکل4-67- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو اتوکسی اتانول  100

شکل4-68- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دوبوتوکسی اتانول  100

شکل4-69- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو بوتوکسی اتانول.. 101

شکل4-70- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دو متوکسی اتانول  102

شکل4-71- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو متوکسی اتانول.. 102

شکل4-72- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دو اتوکسی اتانول  103

شکل4-73- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو اتوکسی اتانول  103

شکل4-74- افت فشار و اشباع مایع ورودی بر حسب زمان برای جریان دو فازی قبل و بعد از تزریق دو بوتوکسی اتانول  104

شکل4-75- منحنی تغییرات تراوایی نسبی گاز و مایع متوسط مغزه با زمان برای سه مرحله ی فرآیند در تزریق دو بوتوکسی اتانول.. 104

شکل5-1-  شمای کلی از دستگاه سیلاب زنی.. 108

شکل5-2- منحنی رفتار فازی مخلوط متان و هپتان نرمال (85 % متان) 111

شکل5-3- منحنی تراوایی مطلق بر حسب زمان.. 114

شکل5-4- منحنی تراوایی نسبی بر حسب زمان قبل و بعد از تزریق دو متوکسی اتانول.. 114

شکل5-5- منحنی تراوایی نسبی بر حسب زمان قبل و بعد از تزریق دو اتوکسی اتانول.. 115

 

 

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

دانشگاه آزاد اسلامی

 واحد کرمانشاه

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه جهت دریافت کارشناسی ارشد مهندسی شیمی

گرایش: بیوتکنولوژی

عنوان :

بررسی اثر غلظت  سورفاکتنت پلی ونیل پیرولیدن pvp در اندازه نانو ذرات در پروسه تولید نانو دارو با استفاده از روش رسوب  حلال  ضد حلال  در میکروکانالها

اساتید راهنما :

دکتر مسعود رحیمی – دکتر هادی ادیبی

استاد مشاور :

دکتر حمیدرضا قاسم پور

بهار 1393

فهرست مطالب

چکیده : 1

مقدمه: 1

فصل اول:کلیات تحقیق

1-1 :   معرفی کورکامین. 4

1-2 : ترکیبات شیمیائی زردچوبه 5

1-3 :  خواص داروئی زردچوبه 6

1-4 : نانو کریستالهای دارویی. 7

1-5 : میکروکانالها 7

1-6 : سایز  ذرات : 12

1-6- 1: توصیف روشهای اندازه گیری و آنالیز توزیع سایز ذرات در یک محلول سوسپانسیون یا امولسیون : 12

1-6-2 : اندازه گیری توزیع سایز ذرات.. 13

1-6-3 : طرح ریزی توزیع سایز ذرات.. 14

1-6-4 : اندازه گیرنده سایز نانو ذرات.. 16

1-7 : پتانسیل زتا 17

1-8 : تست XRD.. 18

1-9 : میکروسکوپ الکترونی روبشی. 19

1-9-1 : میکروسکوپ الکترونی روبشی و تاریخچه آن. 19

1-9-2 : تاریخچه 19

1-9-3 : آشنایی با میکروسکوپ الکترونی روبشی. 20

1-9-4 : استفاده های عمومی. 20

1-9-5 : نمونه هایی از کاربرد 21

1-9-6 : نمونه  اندازه ها 22

1-9-7 : آماده سازی. 22

1-9-8 : آنالیز شیمیایی در میکروسکوپ الکترونی. 23

1-9-9 : محدودیت ها 23

1-10 : خشک کن انجمادی. 24

1-11 : اسپکتروفتومتر چیست؟ 25

1-12 :  تست FTIR.. 26

1-13 : فرایند امواج ماوراء صوت.. 27

1-14 : تست اندازه گیری  مساحت سطح. 27

1-15 : فرایند رسوب حلال / ضد حلال. 28

1-16 : ضرورت استفاده از روش رسوب حلال / ضد حلال و مزایای آن. 28

فصل دوم : مروری بر ادبیات تحقیق و پیشینه تحقیق

2-1 : مروری بر تحقیقات پیشین در زمینه ی تولید دارو. 33

2-2:  گیاهان دارویی تولید شده با استفاده از نانو تکنولوژی. 37

2-2-1: پراکسید هیدروژن. 37

2-2-2: گیاه دارویی کتیرا در نانو فناوری. 38

3-1 : محلول سازی. 43

3-2 :  سورفاکتنت.. 43

3-3 : تهیه محلول کورکامین. 47

3-4 : تهیه محلول سورفاکتنت.. 49

3-5  :  مراحل انجام آزمایش… 49

فصل چهارم : نتایج و بحث

4-1: نتایج اندازه گیری سایز ذرات.. 58

4-2 : نتایج اندازه گیری پتانسیل زتا 60

4-3 : نتایج تست XRD.. 62

4-4 : نتایج تستSEM.. 64

4-5 : نتایج تست FTIR.. 65

4-6 :  نتایج تست اندازه گیری  مساحت سطح. 69

فصل پنجم : جمع بندی و پیشنهادات

5-1 : جمع بندی. 72

2-5 : پیشنهادات.. 73

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                  صفحه

 

جدول 3-1: لیست مواد و شرکت ها

جدول4-1: توزیع سایز ذرات کورکامین رسوب شده با روش رسوب حلال/ ضد حلال در غلظت های مختلف سورفاکتنت

جدول4-2: مطالعه­ی خصوصیات کورکامین خالص و توزیع سایز نانو ذرات آن توسط دستگاه  FT-IR

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                           صفحه

 

شکل 1-1:  گیاه زردچوبه

شکل 1-2: طراحی های مختلف میکروکانال

شکل 1-3:اثر هندسه و شکل میکروکانال و همچنین زمان ماند در آن بر روی اندازه ی نانو ذرات کورکامین

شکل 1-4: نمودار افت فشار در میکروکانال بر حسب زاویه ی همریزگاه

شکل 1-5: نمودار اتلاف توربولنت بر اساس زاویه همریزگاه

شکل 3-1: محلولهای سورفاکتنت آماده شده در آزمایشگاه

شکل 3-2: محلول کورکامین خالص تهیه شده در آزمایشگاه:

شکل 3-3 : میکروکانال ᴧ شکل

شکل 3-4: نمونه نمودار توزیع سایز ذرات

شکل 3-5: نمونه ی نمودار توزیع سایز ذرات

شکل3-6: نمودار لگاریتمی توزیع سایز ذرات

شکل3-7: نمونه دستگاه SEM در آزمایشگاه

شکل 3-8: دستگاه فریز درایر در آزمایشگاه

شکل 3-9: دستگاه فریز درایر در آزمایشگاه

شکل 3-10: دستگاه فریز درایر در آزمایشگاه

شکل 3-11: شماتیک کلی دستگاه

شکل 3-12: اجزای مختلف اسپکتروفتومتر

شکل 3-13: جزئیات دستگاه اسپکتروفتومتر

شکل 3-14: شماتیک دستگاه اسپکتروفتومتر(UV) در آزمایشگاه

شکل 3-15: دستگاه FTIR

شکل 3-16: دستگاه پرس قرص

شکل 3-17: دستگاه سونیکاتور

شکل4-1: نمودار غلظت سورفاکتنت بر اساس سایز نانو ذرات

شکل4-2: نمودار سورفاکتنت ها بر اساس پتانسیل زتا

شکل 4-3: XRD کورکامین

شکل 4-4:  XRDمربوط به PVP با غلظت 0.3%

شکل 4-5:  XRDمربوط به SDS با غلظت 0.3%

شکل4-6:  XRD مربوط به T-Tab با غلظت  0.3%

شکل 4-7: XRD مربوط به HPMC با غلظت 0.3%

شکل 4-8:SEM   نمونه های کورکامین با سورفاکتنت ها ی مختلف

شکل 4-9: منحنی FTIR کورکامین

شکل 4-10: منحنی  FTIRمربوط به سلولز با غلظت  0.3 گرم بر میلی لیتر

شکل 4-11: منحنی FTIR مربوط به SDS با غلظت 0.3 گرم بر میلی لیتر

شکل 4-12:  BET   کورکامین

شکل 4-13:  BET  پلی وینیل پیرو لیدون PVP

 

 برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

دانشگاه علوم و فنون مازندران

 

 

پایان‌نامه

مقطع کارشناسی ارشد

 

رشته: مهندسی شیمی

 

عنوان: سنتز غربال های مولکولی سیلیکوآلومینو فسفات در ابعاد نانو و کاربردهای آن -در الکتروشیمی-

 

اساتید راهنما: سید کریم حسنی نژاد درزی، مصطفی رحیم نژاد نجارکلایی

 

تابستان 1393

چکیده

در این پروژه سعی بر این بود گامی کوچک در راستای سنتز غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات در ابعاد نانو و بکارگیری آن در پیل­های سوختی با سوخت متانول برداشته شود. لذا در این راه نانو سیلیکوآلومینوفسفات در شرایط هیدروترمال در شرایط بهینه تولید گردید. در ادامه از تکنیک­های  XRD، FT-IR, SEM برای شناسایی غربال­های مولکولی استفاده شد. نتایج طیف XRD نشان داد که سنتز غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات موفقیت آمیز بوده و میانگین اندازه ذرات تقریباً 35 نانومتر تخمین زده شد. نمونه­ی سنتز شده در پیل­های سوختی متانول مستقیم به کار برده شد. در غیاب متانول، مقدار ضریب انتقال الکترون (α) برابر با 5547_/0، میانگین ثابت بار (k_s)  برابر با 023_/0 (1/s)، میانگین پوشش سطح الکترود   برابر با ^7-10 × 89_/9 و نیز در حضور متانول مقدار سرعت کاتالیزوری برابر با 10⁴   616_/4 و ضریب نفوذ آشکار برابر با 848 _/4  بدست آمد.

 

کلمات کلیدی: نانو سیلیکوآلومینوفسفات، سنتز هیدروترمال، غربال مولکولی، ولتامتری چرخه­ا­ی، پیل سوختی متانول مستقیم

فهرست مطالب

 

فصل اول – مقدمه و کلیات تحقیق

• مروری کلی بر غربال مولکولی سیلیکوآلومینوفسفات.. 2

  • زئولیت­های طبیعی………………………………….. 6
• سنتز غربال­های مولکولی………………… 6
• اصلاح­ غربال­های مولکولی­ سیلیکوآلومینوفسفاتی. 9

• شناسایی غربال­های مولکولی سیلیکوآلومینوفسفاتی.. 11

  • روش میکروسکوپ الکترونی………………………….. 11
  • روش پراش اشعه X (XRD)  …………………………… 12
  • روش FTIR 12
• مقدمه­ای بر پیل­های سوختی……………… 12
• الکترودهای اصلاح شده و فرایند الکتروکاتالیزور.. 15

• انواع کاتالیزورهای مورد استفاده در الکترواکسیداسیون آندی متانول…………………………….. 18

  • الکتروکاتالیزورهای متانول در محیط اسیدی……………….. 18

1-7-2. الکتروکاتالیزورهای متانول در محیط قلیایی 18

• اندازه­گیری الکتروشیمیایی…………….. 19
• هدف از پژوهش……………………….. 19

فصل دوم – ادبیات و پیشینه تحقیق

• تاریخچه­ی پیل سوختی………………….. 21
• مروری بر تحقیقات الکتروکاتالیزوری…….. 22

• تاریخچه­ی مواد غربال­های مولکولی……….. 23

  • زئولیت­های آلومینو سیلیکاتی و غربال­های مولکولی سیلیسی…… 23

فصل سوم – روش تحقیق

• مواد اولیه و تجهیزات آزمایشگاهی………. 30

  • مواد اولیه 30

  • تجهیزات آزمایشگاهی…………………………………. 32

    • دستگاه پتانسیواستات/گالوانواستات……….. 32

  • سنتز و ساخت………………………… 33

    • سنتز نانو سیلیکوآلومینوفسفات…………………. 33
    • ﺳﺎﺧﺖ اﻟﻜﺘﺮوﻛﺎﺗﺎﻟﻴزور……………………. 34

  • روش ارزیابی عملکرد الکتروکاتالیزوری…… 35

    • مقایسه الکترود مربوطه با الکترود خمیر کربن…………. 36

فصل چهارم – محاسبات و یافته­های تحقیق

• • تعیین خصوصیات کاتالیزور­های سنتزی……… 39

    • آنالیز XRD 39
    • آنالیز FESEM 40
    • آنالیز FTIR 42

  • ارزیابی عملکرد الکتروکاتالیزورها……… 44

    • آنالیز الکتروشیمی الکترودهای اصلاح شده………………… 47
    • اکسیداسیون الکترولیت متانول در سطح الکترود اصلاح شده 54
    • ارزیابی کرنوآمپرومتری……………………… 58
  • بررسی عملکرد و پایداری الکترود Ni-SAPO/CPE. 63

فصل پنجم – نتیجه گیری و پیشنهادات

• غربال مولکولی کریستال نانو سیلیکوآلومینوفسفات. 66
• الکترود اصلاح شده با نانوسیلیکوآلومینوفسفات سنتز شده 66
• پیشنهادات……………………………………………………………………………… 67

پیوست – منابع و ماخذ…………………….. 68

چکیده انگلیسی…………………………… 72

 

فهرست شکل‌ها

 

شکل1-1: واحدهای TO₄ در غربال مولکولی­های زئولیتی و آلومینوفسفاتی…………………………….    3

شکل 1-2: ساختار اتمی شبکه­های CHA(a), MFI(b), AFI©, DON(d)…………………………….     5

شکل1-3: روش سنتز قالبی و قالب­های رایج در آن: 1. تک مولکول، 2. مولکول دوگانه دوست (دارای یک رشته‌ی آلی چربی دوست (قرمز) و یک سر آب دوست (آبی): Amphiphile))و 3. مایسل (خوشه­ای از مولکول های دوگانه-دوست: Micelle)) و 4. مواد پیچیده­تر، 5. یک ساختار کروی، 6. دسته­ای از ساختارهای کروی……………………………….     9

شکل 3-1: نمایی از نحوه­ی فعالیت پتاسیواستات…………………………………………………………….. 32

شکل 4-1: الگوی XRD غربال مولکولی نانوساختار SAPO………………………………………………. 39

شکل 4-2: الگوی XRDغربال مولکولی نانوساختار NiSAPO……………………………………………. 40

شکل 4-3: تصویر SEM غربال مولکولی نانوساختار SAPO………………………………………………. 41

شکل 4-4: تصویر SEM غربال مولکولی نانوساختار NiSAPO……………………………………………   42

شکل 4-5: آنالیز FTIR  غربال مولکولی نانو ساختار SAPO ……………………………………………..   43

شکل 4-6: آنالیز FTIR کاتالیزور  نیکل SAPO………………………………………………………………   43

شکل 4-7: ولتامتری چرخه­ای الکترود الف CPE و  ب الکترود اصلاح شده 25%SAPO/CPE  در محلولmM  10 پتاسیم فری سیانید وM 1/0  KCl با سرعت اسکنmV/S   20 و pH=7……………………44

شکل4-8: ولتامتری چرخه­ای الکترود SAPO/CPE  25% در محلول  در محلولmM  10 پتاسیم فری سیانید وM 1/0  KCl در سرعت اسکن­های بالاتر از 350 میلی ولت برثانیه و شکل الحاقی در سرعت اسکن­های کمتر از 350 در همان شرایط………………………………………………………………………………………..45

شکل 4-9 :شکل  برحسب  برای ولتامتری چرخه­ای اکسیداسیون K₄Fe(CN)₆ در صفحه­ی  (b)SAPO/CPE و (a)  CPE با سرعت اسکن­های مختلف……………………………………………………………..47

شکل 4-10: ولتامتری چرخه­ای الکترود (a)CPE و الکترود SAPO/CPE 25% (b) بعد از قرارگرفتن در محلول 1_/0  مولار نیکل کلراید و به همراه ولتامتری چرخه­ای قبل از گذاشتن الکترودها در محلول 1_/0 مولار نیکل کلراید…………………………………………………………………………………………………………………….48

شکل4-11: مقایسه­ی شدت جریان پیک آندی الکترودهای اصلاح شده در حضور و در غیاب متانول…..49

شکل 4-12: a چرخه ولتامتری Ni/NSAPO/CPE  در سرعت اسکن­های  کمتر از 300میلی­ولت بر ثانیه در محلول  1_/0  مولار  NaOH  . b شکل E_p  بر حسب Log υ  برای  پیک­های آندی (a)  و کاتدی (b) ولتامتری چرخه­ای نمایش داده شده در قسمت a . c  وابستگی جریان­های پیک­های آندی و کاتدی  به سرعت اسکن در سرعت اسکن­های کمتر(5 تا 75 میلی­ولت بر ثانیه).  d شکل  جریان­های پیک­های آندی و کاتدی بر حسب ^2/1υ  برای سرعت اسکن­های بالاتر از  75 میلی­ولت بر ثانیه………………………………….50

شکل 4-13: ولتامتری چرخه­ای  Ni/NSAPO/CPE  در محلول NaOH 1_/0 مولار الف در حضور  متانول 01_/0مولار و   ب غیاب متانول….…………………………..…………………………………….54

شکل 4-14: (a)   شکل I_pa بر حسب υ و (b)  I_pa برحسب ^2/1υ  داده­های استخراج شده ولتامتری چرخه_­­ای الکترود Ni-SAPO/CPE در حضور متانول با غلظت 005/0 در محلول 1/0  مولار NaOH در سرعت اسکن­های مختلف. ©  تغییرات log(I_pa) بر حسب log υو (d)  شکل تغییرات ^2/1υ /I_pa  برحسب …υ..56

شکل 4-15: تغییرات نرخ  I_pa/I_pc  برای Ni-SAPO/CPE نسبت به سرعت اسکن در محلول NaOH 1_/0 مولار  ▲در غیاب متانول ■ در حضور متانول با غلظت 005_/0 مولار…………………………………………….58

شکل 4-16: منحنی تافل و منحنی الحاقی ولتامتری چرخه­ای الکترود اصلاحی در محلول NaOH  1_/0 مولار و در حضور متانول با غلظت 005_/0 مولار با سرعت اسکن mV/s 20………………………………………58

شکل4-17:  a  کرنوآمپرومتری دوپله­ای الکترود Ni/NSAPO/CPE  در محلول NaOH 1_/0  مولار باغلظتهای  0، 0015_/0، 003_/0، 01_/0 مولار متانول (گام­های پتانسیل به ترتیب 7_/0 و 3_/0 بر حسب Ag/AgCl/KCl )   b  منحنی جریان بر حسب زمان در I غیاب متانول و II حضور متانول c  وابستگی  به  از روی داده­های کرنوآمپرومتریc  وابستگی جریان به  از داده­های کرنوآمپرومتریd  وابستگی نرمال شده­ی شکلc  به غلظت متانول………………………………………………………………………………………..59

شکل 4-18: نمایش رفتار نمایی کرنوآمپرومتری الکترود  Ni/NSAPO/CPE در مقابل الکترود  CPE….61

شکل 4-19: تصویرSEM  a) الکترود خمیر کربن b) الکترود خمیرکربن اصلاح شده با SAPO %25w/w  c) الکترود خمیرکربن اصلاح شده با SAPO بعد از لود شدن در محلول نیکل کلراید 1/0مولار…………….63

فهرست جداول

 

جدول 1-1: مثال­هایی از زئولیت­های کوچک، متوسط، بزرگ حفره……………………………………………………….. 5

جدول 2-1: کشف­ها و پیشرفت­های اصلی در زمینه­ی مواد غربال کننده­ی مولکولی در طی این دوره                   23

جدول 2-2: سیر تکامل زئولیت­های آلومینوسیلیکاتی از دهه­ی 1950 تا دهه­ی 1970………………. 24

جدول 4-1: جدول محاسبات k_s  از طریق معادله (5) و شکل b4 برای mV 200<E∆…………………. 52

جدول 4-2: محاسبه مقدار k_cat……………………………………………………………………………………………………………………. 60

جدول 4-3: مقایسه­ی ثابت نرخ کاتالیزوری (k_cat) برخی از الکترودهای اصلاحی در اکسیداسیون متانول.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.

 

دانشگاه شیراز

دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی شیمی

مطالعه آزمایشگاهی تولید اکسید آهن در مقیاس ریزساختاری با استفاده از روش ترسیب با ضد حلال فوق بحرانی

 

اساتید راهنما:

دکتر فریدون اسماعیل زاده

دکتر داریوش مولا

شهریور 1390

چکیده

یکی از مشکلات سیمان مورد استفاده در چاه های نفتی که برای اتصال لوله های جداری و دیواره چاه مورد استفاده قرار می گیرند، این است که این سیمان ها مقاومت مورد نظر را در مقابل دما و فشار بالا ندارند . لذا در دما و فشار بالای چاه، سیمان ترک می خورند. یکی از راه های مقاوم کردن آن افزودن برخی افزودنی های خاص در سایز میکرومتری یا نانومتری به سیمان و بهبود مقاومت آن در مقابل فشار و  دما می باشد. در این پروژه سعی بر این است که اکسید آهن بعنوان یکی از افزودنی های سیمان را با روش ترسیب بوسیله ضد حلال فوق بحرانی در مقیاس ریز ساختاری تولید کنیم. پارامترهای متعددی بر روی کیفیت و خواص محصولات تولید شده و همچنین افزایش بازده و بهبود عملکرد فرآیندهای فوق بحرانی تأثیر گذارند که در این میان می­توان به دما، فشار و غلظت اولیه محلول اشاره نمود.

در این پژوهش، 9 آزمایش در شرایط مختلف غلظت  mg/ml)6-5/1)، دما K)15/328-15/308) ، فشار  bar) 150- 100 (و دبی دی اکسید کربن (mg/min 75-25) انجام شده است و تاثیر آن ها را بر سایز و مورفولوژی ذرات بررسی شده است.

در شرایط مختلف آزمایشگاهی ذراتی با قطر بین 25/17 تا 23/4 میکرومتر حاصل شده است. بعلاوه نتایج نشان می دهد که با افزایش دو پارامتر غلظت و دما، ذرات بزرگتری تشکیل می شود. در صورتی که افزایش فشار موجب کاهش سایز ذرات می گردد. در نهایت شرایط بهینه آزمایشگاهی فشار 120 بار، دمای 35 درجه سانتیگراد و غلظت 5/1  میلی گرم برمیلی لیتر بدست آمد.

فصل اول: مقدمه.

1-1- پیشگفتار ………………………………………………………………………………………………………………………………..

1-2- نانو فناوری و کاربرد آن در صنعت نفت………………………………………………………………………….. ….

1-3- نانو فناوری و سیمان چاه های نفتی……………………………………………………………………………….. …..

1-4- معرفی برخی از نانو افزودنی های مورد استفاده در سیمان…………………………………………… ….

1-5- تعریف سیال فوق بحرانی…………………………………………………………………………………………………. ….

1-6- مزایای استخراج بوسیله سیال فوق بحرانی…………………………………………………………………….. ….

1-7- کاربردهای فناوری فوق بحرانی………………………………………………………………………………………… ….

1-8- کاربرد فرآیندهای فوق بحرانی در تولید ریز ذرات…………………………………………………………. ….

1-8-1- فرآیند RESS………………………………………………………………………………………………………………. ….

1-8-2- فرآیند PGSS………………………………………………………………………………………………………………. ….

1-8-3- فرآیند SAS ، GASوPCA………………………………………………………………………………………… ….

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته

فصل سوم: پایلوت آزمایش .

3-1- مبانی طراحی و مشخصات پایلوت استخراج فوق بحرانی ……………………………………………….

3-2- بررسی اجزای اصلی تشکیل دهنده پایلوت فوق بحرانی………………………………………………….

3-2-1- تأمین فشار آزمایش………………………………………………………………………………………………………..

3-2-2- تأمین دمای آزمایش……………………………………………………………………………………………………….

3-2-3- ظرف اصلی آزمایش………………………………………………………………………………………………………..

3-2-4- فیلتر فلزی……………………………………………………………………………………………………………………….

3-3- طراحی دستگاه آزمایشگاهی فوق بحرانی………………………………………………………………………….

3-3-1- ظرف اصلی …………………………………………………………………………………………………………………….

3-3-2- فیلتر فلزی……………………………………………………………………………………………………………………….

3-3-3- ظرف مایع سازی( یخچال) گاز دی اکسید­کربن…………………………………………………………..

3-3-4- پمپ فشار قوی……………………………………………………………………………………………………………….

3-3-5- سیستم‎ گرمایش و سرمایش(مخزن آب)………………………………………………………………………

3-3-6- سیستم‎های کنترل…………………………………………………………………………………………………………

3-3-7- لوازم جانبی……………………………………………………………………………………………………………………..

3-4- انجام تست هیدرولیک دستگاه…………………………………………………………………………………………..

فصل چهارم: روش انجام آزمایش­ها………………………………………………………………………….

4 4-1- مواد استفاده شده …………………………………………………………………………………………………………. .

4-2- روش انجام آزمایش……………………………………………………………………………………………………………. ..

4-3- آنالیز محصولات………………………………………………………………………………………………………………….. …

4-3-1- آنالیز میکروسکوپ الکترون روبشی ……………………………………………………………………………. …

4-3-2- نرم افزار image analysis3.2 (SIS)………………………………………………………………… .

فصل پنجم: نتایج …….

5-1- بحث و نتیجه­گیری ………………………………………………………………………………………………………….. ….

5-2- اثر غلظت……………………………………………………………………………………………………………………………. ….

5-3- اثر فشار………………………………………………………………………………………………………………………………. ….

5-4- اثر دما…………………………………………………………………………………………………………………………………. …..

5-5- اثر دبی دی اکسید­کربن……………………………………………………………………………………………………. …..

5-6- نتیجه­گیری………………………………………………………………………………………………………………………… ….

منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ….

صفحه	عنوان
10	جدول شماره (1-1): دما و فشار بحرانی برای بعضی از حلال های فوق بحرانی……………….. …………
19	جدول شماره (1-2): نمونه­هایی از مواد منفجره تولید شده بوسیله فرایند GAS ……………. …………
20	جدول شماره (1-3): نمونه­هایی از مواد معدنی، آلی و دارویی تولید شده بوسیله فرآیندهای فوق بحرانی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
58	جدول شماره (5-1): فاکتورها و سطوح ورودی به نرم افزار تاگوچی……………………………………….. …….
59	جدول شماره (5-2): فاکتورها و سطوح تعیین شده بوسیله نرم افزار تاگوچی…………………. …………
60	جدول شماره (5-3) : فاکتورها و سطوح حاصله بوسیله نرم افزار تاگوچی………………………… ………….
60	جدول شماره (5-4) : اثر اصلی هر یک از پارامترها…………………………………………………………….. ………….
61	جدول شماره (5-5) : برهم کنش دوتایی پارامترها……………………………………………………………… ………….
62	جدول شماره (5-6) : فاکتور غلظت (mg/mL) در سطوح حاصله بوسیله نرم افزار تاگوچی                          …………..
64	جدول شماره (5-7) : فاکتور فشار (Bar) در سطوح حاصله بوسیله نرم افزار تاگوچی…….. …………..
65	جدول شماره (5-8) : فاکتور دما  (C°) در سطوح حاصله بوسیله نرم افزار تاگوچی……….. …………..
66	جدول شماره (5-9) : فاکتور دبی دی اکسید­کربن (mg/min) در سطوح حاصله بوسیله نرم افزار ناگوچی  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….

صفحه	عنوان
9	شکل شماره (1-1): مقایسه خواص فیزیکی ـ شیمیایی مایعات، گازها و سیالات فوق بحرانی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. …………
14	شکل شماره (1-2): نمایی از فرایند RESS………………………………………………………………………….. …………
15	شکل شماره (1-3): تصاویر SEM ذرات Griseofulvin و β_Sitosterol تولید شده بوسیله روش RESS………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………
16	شکل شماره (1-4): نمایی از فرآیندPGSS…………………………………………………………………………… …………
18	شکل شماره (1-5): نمایی از فرآیند GAS/SAS…………………………………………………………………. ………….
25	شکل شماره (2-1): نمایی شماتیک نازل سه منفذ هم محور…………………………………………….. ………….
37	شکل شماره (3-1): نمایی از دستگاه آزمایشگاهی استخراج با استفاده از دی اکسید­کربن فوق   بحرانی………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………….
42	شکل شماره (3-2): نمایی از کپ و واشرهای طراحی شده در دستگاه آزمایشگاهی………… …………
42	شکل شماره (3-3): نمایی از ظرف اصلی دوجداره حاوی محلول و محل ورودی و خروجی        آب گرم به اطراف آن به همراه دماسنج­های مربوط……………………………………………………………… ………….
43	شکل شماره (3-4): نمایی از فیلتر فلزی شیرمانند………………………………………………………………. ………….
44	شکل شماره (3-5): ظرف مایع سازی گاز CO2، نمای بیرونی و بخش درون آن……………… …………..
45	شکل شماره (3-6) : پمپ فشار بالا (Haskel Pump, Burbank, CA 91502)…………………. ………….
46	شکل شماره (3-7): نمای سیستم مخازن آب گرم مورد استفاده همرا با پمپ­های سیرکولاسیون برای لوله مارپیچ و ظروف استخراج…………………………………………………………………………………………. …………
47	شکل شماره (3-8): نمایی از تابلوی سیستم کنترلی و سیم کشی­های انجام شده برای این سیستم……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………..
47	شکل شماره (3-9): نمایی از دماسنج­های استفاده شده ASTM و نمایی از ترموکوپل نوع 100-PT و K……………………………………………………………………………………………………………………………………… …………
48	شکل شماره (3-10): نمایی از ظرف نوسان­گیر در دستگاه فوق بحرانی……………………………. ………….
49	شکل شماره (3-11): نمایی از فشارسنج عقربه­ای و ترانسمیتر فشار…………………………………. …………
49	شکل شماره (3-12): نمایی از اتصالات، شیر­آلات و لوله کشی استیل بکار رفته در دستگاه فوق بحرانی…………………………………………………………………………………………………………………………………………. ………..
50	شکل شماره (3-13): نمایی از اتصالات و تبدیل استفاده شده برای اتصال جریان گاز CO2 خروجی از کپسول به سیستم سرد کننده……………………………………………………………………………… ………..
52	شکل شماره (4-1): نمایی از ذرات اولیه با سایز متوسط 3/62 میکرومتر…………………………. ………..
54	شکل شماره (4-2): شماتیک دستگاه ضد حلال فوق بحرانی……………………………………………… ………..
55	شکل شماره (4-3): نمایی از دستگاه میکروسکوپ الکترون روبشی…………………………………….. ……….
55	شکل شماره (4-4): نمایی از دستگاه پوشش دهنده پاششی………………………………………………. ………..
59	شکل شماره (5-1): تصاویر ذرات حاصله بر طبق جدول تاگوچی……………………………………….. ………..
61	شکل شماره (5-2): اثر اصلی هر یک از پارامترها در نمودار دایره­ای………………………………….. ………..
61	شکل شماره (5-3): اثر اصلی هر یک از پارامترها در نمودار میله­ای…………………………………… ………..
62	شکل شماره (5-4): برهم کنش دوتایی پارامترها در نمودار دایره­ای………………………………….. …………
62	شکل شماره (5-5): برهم کنش دوتایی پارامترها در نمودار میله­ای……………………………………. ……….
63	شکل شماره (5-6): تغییرات قطر بر حسب سطوح غلظت……………………………………………………. ………
64	شکل شماره (5-7): تغییرات قطر بر حسب سطوح فشار……………………………………………………… ……….
65	شکل شماره (5-8): تغییرات قطر بر حسب سطوح دما……………………………………………………….. …………
67	شکل شماره (5-9): تغییرات قطر بر حسب سطوح دبی دی اکسید­کربن………………………………….……

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.