دانلود کتاب تریبال

دانلود

عملیات تصفیه نفت خام

عملیاتی که در تولید و تصفیه نفت بر روی نفت خام انجام می‌گیرند، عبارتند از:
روش‌های گوناگون تقطیر ، روش‌های فیزیکی و شیمیایی تصفیه و تفکیک و روش‌های تغییر و تبدیل مواد در واحدهای مربوطه. بنابراین یک پالایشگاه ، مجتمعی از واحدهای مختلف تولید ، تصفیه و تغییر و تبدیل مواد خواهد بود که هر واحد آن مجهز به سیستم‌های آماده نمودن شارژ ، تماس ، تفکیک فازها و جمع‌آوری حلال یا حرارت می‌باشد و در هر واحد آن فرآورده های مختلفی بدست می‌آید. البته نخستین عمل قبل از هر گونه پالایش بر روی نفت خام ، عاری نمودن آن از آب می‌باشد و سپس تصفیه نفت خام انجام می‌گیرد.

عاری نمودن نفت خام از آب :
نفت خامی که وارد تصفیه خانه می‌گردد، دارای مقدار قابل ملاحظه‌ای از آبهای نمکی است که اغلب در مجاورت شن و ترکیبات اکسیژنه به حالت امولسیون در می‌آید و وجود آب در این مورد ، ایجاد اختلالاتی در حین عمل تقطیر می‌نماید و بعلت وجود نمک‌ها نیز سبب خوردگی دیگ‌های بخار می‌گردد. بنابراین باید بطرق ممکنه ، آب را از نفت خام جدا نمود. با استفاده از یکی از روشهای سانتریفوژ ، دکانتاسیون و استفاده ار یک میدان الکتریکی ، آب را از روغن تفکیک می‌کنند.

تصفیه برش های سبک :
منظور از تصفیه برش های سبک ، بیشتر تخلیص گازهای حاصل از پالایشگاه و یا گازهای طبیعی از هیدروژن سولفوره و گاز کربنیک می‌باشد. مهمترین روشهای بکار گرفته شده ، شامل روش‌های ژیربوتول (Girbotol) ، آلکازید (Alkazid) و فلوئورسلونت (Fluorsolvent) می‌گردد.
مواد جاذب مورد استفاده برای این سه روش بدین قرار است:

در روش ژیربوتول:
مونواتانول آمین - دی اتانول آمین - تری اتانول آمین

در روش آلکازید:

دی متیل آمینوپتاسیم استات - متیل آمینو پتاسیم پروپیویان

در روش فلوئوسلونت:
کربنات پروپیلن
این مواد جاذب ، اغلب در درجه حرارتی نزدیک به درجه حرارت معمولی با CO2 و H2S عمل می‌کنند و گازهای جذب شده بعدا ، در فشار اتمسفر و حرارت 110 درجه سانتی‌گراد از محلول جاذب جدا و خارج می‌گردند.

تصفیه مواد سفید :
در صنعت نفت معمولا به برش های بنزین و کروزون "مواد سفید" گفته می‌شود. منظور از تصفیه این مواد ، عاری کردن آنها از مواد مضر بعلت بوی یا رنگ زردشان می‌باشد و همچنین حذف هیدروکربورهای غیر اشباع. ترکیبات: اکسیژنه (اسیدهای نفتی ، ترکیبات آسفالتی) ، گوگردار (سولفوره ، سولفونه) و ازته خواهد بود. عمل تصفیه شامل ترتمان‌های مختلف می‌گردد که به شرح این روش‌های تصفیه می‌پردازم.

ترتمان با اسید سولفوریک :
اولین دفعه ، "ایشلر" (Eichler) در سال 1865 در باکو ، نفت را بکمک اسید سولفوریک غلیظ تخلیص نمود. اسید سولفوریک مخصوصا با هیدروکربورهای آروماتیک - اولفین ها - ترکیبات اکسیژنه - مواد رنگی و سولفوره ترکیب می‌شود. برای اینکه نفت ، رنگ زرد نداشته باشد باید مقدار اسید نیتروی موجود در اسیدسولفوریک کمتر از 1/0 در صد باشد. اغلب ، این ترتمان جهت حذف ذرات باقیمانده اسید ، بوسیله شستشو با یک محلول سود و سپس با آب تعقیب می‌گردد.

ترتمان با سود :
این شستشو اغلب بمنظور حذف ترکیبات اسیدی محتوی در برشی نفتی بکار گرفته می‌شود. مهم‌ترین این ترکیبات: مرکاپتان‌ها - هیدروژن سولفوره - گاز کربنیک - تیوفنل‌ها و آلکیل فنل‌ها - اسید سیانیدریک - اسیدهای چرب - اسیدهای نفتی می‌باشد که به این مواد باید سولفور کربونیل (COS) را هر چند که یک ترکیب خنثی است، اضافه نمود. زیرا این ترکیب در اثر هیدرولیز تولید CO2 و H2 می‌نماید. برای مثال ، مرکاپتانها بر اساس واکنش تعادلی زیر با سود ترکیب می‌گردند.

RSH + NaoH ↔ RSNa + H2O

عاری نمودن برشهای نفتی از CO2 و H2S با محلول سود انجام پذیر است، البته وقتی که مقدار آنها کم باشد. اما هنگامی که مقدار این مواد زیاد باشد باید از روش ترتمان با آمین‌ها استفاده نمود. اغلب پس از عمل با قلیا ، برش نفتی را با آب شستشو می‌دهند.
تصفیه کروزون بوسیله انیدرید سولفورو (روش ادلینو) :

چون انیدرید سولفوروی مایع بسادگی می‌تواند هیدروکربورهای غیر اشباع غنی از کربن را در خود حل نماید، لذا از آن ، جهت تصفیه نفت چراغ (کروزون) استفاده می‌گردد.

روش‌های ملایم کردن :
این روش‌ها ، امکان عاری نمودن برش‌ها را از ترکیبات گوگردی ، مرکاپتان‌ها و گوگرد بصورت عنصر می‌دهد. مهمترین روشهای بکار گرفته شده عبارتند از:

روش سلوتیزر "Solutizer":
این روش مربوط به اکستراسیون همه کانی‌ها از کلیه برش‌های بنزین (بدست آمده از تقطیر یا کراکینگ یا رفرمینگ) می‌گردد. از مزایای این روش ، افزایش قابلیت بنزین جهت پذیرش سرب بوده که علت آن حذف ترکیبات گوگردی است.

روش دکتر:
انواع بنزین‌ها و همچنین ترکیبات سینگن‌تر ازقبیل برش نفت و کروزون را می‌توان به توسط این روش مورد ترتمان قرار داد. در این روش از محلول قلیایی پلمبیت سدیم جهت ترتمان استفاده می‌گردد.

روش هیپوکلریت:
اغلب از هیپوکلریت بعنوان یک عامل اکسید کننده جهت کاهش بو و همچنین مقدار مرکاپتان‌ها در برش‌های نفتی استفاده می‌شود. این روش می تواند یک روش تکمیلی برای ترتمان برش‌ها با سود باشد.

روش های کلرکوئیوریک (روش پرکو):
در این روش ، بر روی نفت ، کلرور مس افزوده می‌گردد که باعث تبدیل مرکاپتان‌ها به دی‌سولفور می‌گردد.

روش تصفیه کاتالیکی:
در این روش ، بجای استفاده از ترکیبات حل کننده ذکر شده در روش های قبلی ، از کاتالیزور استفاده می‌شود. برای مثال ، روش مراکس یک طریقه تصفیه کاتالیتکی است که در آن ، کاتالیزور یک بستر ثابت از اکسید سرب می‌باشد که طول عمر آن بیشتر از سه سال می‌باشد.

رنگ بری و بی بو کردن نفت:
رنگ‌بری را می‌توان اغلب اوقات بوسیله خاک‌های رنگ بر - آرژیل ها و هیدروسیلیکات‌های طبیعی منیزیم انجام داد. جهت بی‌بو کردن نفت ، برخی آن را با کلرورو دوشو و کمی اسید کلریدریک به هم زده ، سپس دکانته می‌نمایند و بمنظور از بین بردن کلر محتوی ، بعدا آن را با آهک مخلوط نموده و تکان می‌دهند. ضمنا ممکن است از مواد معطر و عطر بهار نارنج برای خوش‌بو کردن آن استفاده نمود. با افزایش مواد رنگی از قبیل نیترونفتالین و زرد کینولئین می‌توان خاصیت فلوئورسانس را از بین برد.

تصفیه روغن‌های گریس‌کاری
تصفیه :

همان طور که مواد سفید احتیاج به تصفیه دارند، روغن‌های گریس‌کاری جهت حذف مواد مضر محتاج به پالایش می‌باشند. عمل تصفیه در روغن‌ها بعلت ویسکوزیته زیاد و خاصیت امولسیون شدنشان نسبت به مواد سفید مشکل می‌باشد. عمل تصفیه شامل شستشوهای متوالی با اسید سولفوریک ، سپس شستویش با مواد قلیایی و سپس آب خواهد بود. برای خنثی‌شدن روغن ، از مخلوط کربنات سدیم (خاک‌های رنگ‌بر) استفاده می‌نمایند.

بی‌بو کردن :
روغن‌های معدنی را با آلدئید فرمیک مخلوط و گرم می‌کنند و بعدا ، قبل از این‌که اسید یا قلیا بدان بیفزایند، بخار آب از آن عبور می‌دهند. بیست درصد از روغن معدنی خام را بوسیله بخار آب در مجاورت استات پلمب تقطیر می‌نمایند. مایع تقطیر شده عاری از گوگرد است و از آن بعنوان روغن چراغ یا روغن موتور استفاده می‌شود. روغنی که از صاف نمودن باقیمانده بدست می‌آید، روغن چرک کننده سنگین (با دانسیته زیاد) و بی‌بو می‌باشد.

بی‌رنگ نمودن :
جهت بدست آوردن روغن‌های معدنی بی‌رنگ (مانند روغن وازلین) از روغن‌های تیره ، آنها را از استوانه‌های بلند و پر از آرژیل (که جاذب رنگ است) با دمای 50-30 درجه سانتی‌گراد به آهستگی عبور می‌دهند. این آرژیل‌ها ، هیدروسیلیکات آلومینیم و منیزیم می‌باشند و پس از خاتمه عمل ، آرژیل‌ها را با بنزین شستشو داده ، مایع حاصله را جهت جمع آوری بنزین تقطیر می‌نمایند و بنزینی را که روی آرژیل مانده است، بوسیله عبور هوا به خارج رانده ، جمع آوری می‌نمایند. آرژیل حاصله را در کوره‌های دوار حرارت می‌دهند و بعد از آن ، وارد استوانه دیگری می‌کنند. در نتیجه آرژیل حاصله مانند اول فعال می‌گردد. با زغال حیوانی و یا مخلوطی از زغال حیوانی با سیلیس - سیلیکات - اکسید دو فر می‌توان روغن را بی‌رنگ نمود. قسمتی از رنگ روغن‌های معدنی را که خیلی رنگین است، بوسیله اسید سولفوریکی که به آن بیکرومات پتاسیم افزوده شده است از بین می‌برند. برای روغن‌هایی که کمتر رنگین است، به عوض صاف نمودن مجدد ، روی خاک‌های رنگبر عمل تصفیه را با اسید سولفوریک و یا سود انجام می‌دهند

خشک کننده ها

خشک کن های ثابت :

 عملیات خشک کردن عموما" به دو صورت ناپیوسته (Batch) یا پیوسته و مداوم (Continuous) انجام می پذیرد . در فرآیند ناپیوسته معمولا" مقداری جسم جامد تر در مجاور جریان هوا قرار می گیرد و این جریان هوا باعث تبخیر آب جسم تر می گردد . درفرآیند مداوم معمولا" جسم تر و همینطور جریان گاز از داخل دستگاهی عبور می کنند و زمان اقامت کافی به آن جهت خشک شدن در دستگاه داده می شود . دستگاههایی که عمل خشک کردن را انجام می دهند با توجه به پارامترهای زیر انتخاب می شوند :

 1- روش فرآیند ، پیوسته یا نا پیوسته بودن عملیات : در روش ناپیوسته دستگاه خشک کن با مواد مرطوب باردهی شده و در آن تا خشک شدن باقی می ماند ، سپس خالی شده و مجددا" با مواد مرطوب پر می شود . در خشک کن های مداوم به صورت پیوسته مواد و گاز خنک کننده وارد و خارج می شوند .

  2- روش اعمال حرارت مورد نیاز برای تبخیر رطوبت : در خشک کن های مستقیم ، حرارت با تماس مستقیم ماه یا گاز داغ به آن منتقل می شود . در خشک کن های غیر مستقیم ، حرارت به طریق هدایت از سطح یا تشعشعات IR یا روشهای دیگر به جسم مرطوب رسیده و از گاز تنها برای حمل رطوبت خارج شده از جسم استفاده می کنند .

  3- طبیعت ماده خشک شونده ، ما ممکن است جامد سختی مثل چوب باشد ، ماده نرمی مثل� پارچه و کاغذ یا جامد دانه ای شکل مثل مواد کریستالی ، خمیر غلیظ یا اسلاری (Slurry)� باشد . شکل فیزیکی ماده می تواند در تعیین نوع خشک کن موثر باشد

 خشک کن های ناپیوسته :

 این نوع خشک کن ها به مقدار زیادی به طبیعت ماده خشک شونده بستگی دارد . خشک کن های سینی دار که گاها" کابینی یا قفسه ای نیز گفته می شود برای خشک کردن جامداتی که بایستی روی سینی نگهداری شوند� از جمله مواد خمیری (کیک فیلتری) یا جامدات مشابه استفاده می شود. این دستگاه شامل یک کابین با تعدادی سینی می باشد که قابل خارج کردن ازآن می باشند . بعد از بارگذاری ، کابین بسته می شود و هوای گرم شده بین تعدادی از سینی ها جریان می یابد تا رطوبت موجود در جسم را تبخیر کند . گاز خنثی ، حتی بخار داغ به جای هوا می تواند استفاده شود ، زمانیکه مایع تبخیر شونده از جسم قابل اشتعال باشد . وقتی مواد به خشکی مورد نظر رسید ، کابین باز می شود و سینی ها با سینی های جدید عوض می شوند و عملیات مجددا " تکرار می شود .

 مواد گرانولی، روی توری هایی به عمق کم ریخته می شوند به طوری که هوا یا گاز دیگر می تواند به آرامی از این بستر عبور کند. بدین طریق سریعتر جامد خشک خواهد شد. نوعی خشک کن که برای این منظور استفاده می شود خشک کن سیرکولاسیونی می باشد.

 (Through- Circulation Drier) جامدات کریستالی و موادی که طبیعتا" دانه ای هستند مثل سیلیکاژل در این خشک کن ها به خوبی خشک می شوند. مواد خمیری نیز می توانند توسط یک اکسترودر به صورت گرانول درآمده و بدین طریق به راحتی خشک شوند.

 مشکل عمده این نوع خشک کننده ها ناهمگونی میزان رطوبت در محصول نهایی خروجی از آن می باشد. این نیز به خاطر عدم یک نواختی جریان گاز در قسمتهای مختلف این خشک کن می باشد، که می بایست حتی الامکان از ایجاد مناطق مرده جلوگیری کرد. بنابراین با برقرارکردن سرعت بالا (3تا4متردرثانیه) در گاز می توان یک نواختی رطوبت در مناطق مختلف خشک کن را بالا برد.

 خشک کن های غیرمستقیم :

 خشک کن های قفسه ای تحت خلا": این دستگاه ها نیز مشابه خشک کن های سینی دار مستقیم ساخته می شوند با این تفاوت که از درب های درزگیری شده استفاده می شود تا بتواند خلاء ایجاد شده در خشک کن را نگهدارد. دراین خشک کن هوا یا گاز دیگری جریان نمی یابد. سینی های محتوی جامد روی قفسه هایی قرار می گیرند که توسط آب داغ یا بخار گرم می شوند و حرارت به طریق هدایت به جامد منتقل می گردد. بعد از بارگذاری و آب بندی ، هوای موجود در خشک کن توسط پمپ های خلاء یا اجکتور مکیده شده و بخار خروجی کندانس می شود. در نوع دیگری (Agitated Pan Dryer) از این خشک کن ها برای خشک کردن خمیرها و لجن ها از ظروف استوانه ای به قطر 1تا2متر و ارتفاع 30تا60 سانتیمتر که مجهز به همزن می باشند استفاده می شود که داخل کابین خلاء قرار می گیرند. این ظروف توسط ژاکت های حرارتی با آب داغ یا بخار گرم می شوند.

 این خشک کن هاعمدتا" پرهزینه هستند و تنها در مواردی که می بایست ماده در دمای پایین و در غیاب هوا خشک شود استفاده می گردد. از جمله می توان به مواد دارویی اشاره کرد. 

 خشک کن های انجمادی (Freeze Drying) :

 موادی که نمی توانند گرم شوند حتی تا دمای متوسط ، از جمله مواد غذایی یا دارویی ، می توانند با این روش خشک گردند. ماده تر در معرض هوای خیلی سرد قرار گرفته و منجمد می شود و سپس در اتاق خلاء قرار گرفته و رطوبت خارج شده توسط پمپ خلاء یا اجکتور به بیرون هدایت می شود.

  خشک کن های مداوم (Continuous Drying):

 این خشک کن ها با توجه به حجم محصول نسبتا" کوچک ، با دیگر دستگاههای موجود در فرایند شیمیایی تطابق بیشتری داشته و نیاز به ذخیره و انبار کردن قبل از خشک کن ندارند. محصول به دست آمده محتوی رطوبت یکنواخت تری است و هزینه به ازاء واحد وزن محصول نسبتا"کم است. شبیه خشک کن های ناپیوسته نوع خشک کن یا ساختار آن به شرایط ماده خشک شونده بستگی دارد.

در بسیاری از این خشک کن ها ، جسم جامد در خشک کن حرکت کرده و با جریان گاز تماس می یابد. حرکت جامد و جریان گاز ممکن است همسو، ناهمسو یا به صورت متقاطع باشد. در جریان های ناهمسو ، داغ ترین گاز در تماس با خشک ترین جامد قرار می گیرد ، به طوری که دمای جامد تا حد امکان به دمای گاز ورودی نزدیک می شود. این روش سریع ترین حالت خشک شدن (از دست رفتن رطوبت پیوندی ) را نتیجه خواهد داد و در مواردی باعث صدمه دیدن محصول خواهد شد. از طرفی جسم جامد مقدار زیادی از حرارت موجود در گاز را از خشک کن خارج می کند. در جریان های همسو ، جامد مرطوب با داغ ترین گاز مجاور می شود و جامد تنها تا دمای مرطوب گاز گرم خواهد شد و در این حالت حتی مواد حساس بر دما نیز می توانند بدون ایجاد اشکال خشک شوند. در جریان های موازی کنترل بیشتری روی میزان رطوبت محصول وجود دارد.

 خشک کن های تونلی :

 خشک کن های تونلی نسبتا" طویل می باشند که سینی های محتوی مواد خشک شونده روی واگن هایی قرار داده شده و از آن عبور می کنند. زمان اقامت در خشک کن بایستی به حد کافی طولانی باشد تا رطوبت به مقدار مورد نظر برسد. برای دمای نسبتا" پایین معمولا"از هوای گرم شده توسط بخار استفاده می شود و در دمای بالاتر و مخصوصا" مواردی که نیاز نیست محصول تمیز باشد از گازهای احتراق استفاده می گردد. در این خشک کن ها از هر دو جریان همسو و ناهمسو می توان استفاده کرد و در بعضی موارد روی دیواره های تونلی نیز فن هایی نصب می شود تا جریان بیشتری از گاز را ایجاد کنند. برای ایجاد راندمان حرارتی بالاتر معمولا" قسمتی از گاز های خروجی از تونل به آن برگردانده می شوند.

 خشک کن های بشکه ای (Drum Drier) :

 مواد سیال همچون محلول ها ، لجن (Slurries) و خمیرها می توانند روی خشک کن های غیر مستقیمی که به خشک کن های بشکه ای شناخته می شوند به رطوبت مورد نظر برسند. بشکه از داخل توسط بخار گرم شده و قسمتی از آن در حوضچه مواد خشک شونده غوطه ور می باشد. چرخش بشکه باعث ایجاد فیلمی از مواد شده و در چرخش کامل این فیلم خشک شده و از طرف دیگر توسط کاردکی فیلم برداشته می شود. معمولا" مواد خشک شونده واقع در حوضچه را در دمای جوش نگه می دارند تا سرعت تبخیر از روی درام سریع تر گردد.

انتقال جرم تریبال

Mass Transfer Operations Robert E Treybal

دانلود

لینک پشتیبان

Henry Z. Kister “Distillation Design"

 

 

http://rapidshare.com/files/150265744/Distillation_Design_Kister.pdf

اطلاعات جامعی در مورد قیر امولسیون

اطلاعات جامعی در مورد قیر امولسیون

 

3D numerical simulation on fluid flow and heat transfer characteristics in multistage heat exchanger with slit fins

2    1

Conservation of mass and energy

Conservation of mass and energy is often the subject of the very first lecture of a course in Chemical Engineering. Related techniques pervade most areas of the discipline

Whether applied to whole-process flow sheets or diffusion at a molecular level, the simple mantra is: “in - out = accumulation”. For steady-state processes there is no accumulation of material in the system and so the flow of material or heat in is the same as the flow out. Whilst the concept is straightforward, chemical engineers learn to apply this to a variety of sometimes complex system