نام پژوهشگر: محمد نادر لطف اللهی

جداسازی سیکلوهگزان از مخلوط بنزن و سیکلوهگزان با استفاده از روش استخراج با حلال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان 1389
  سید محمدرضا سیدین قناد   محمد نادر لطف اللهی

اطلاعات تعادلی مایع- مایع برای سیستم سه تایی (اتیلن گلایکول + بنزن + سیکلوهگزان) در دما-های 15/298، 15/308و 15/318 کلوین و فشار یک اتمسفر به دست آمده است. داده های تعادلی مربوط به سیستم سه تایی (n- فرمیل مورفولین + بنزن+ سیکلوهگزان) در سه دمای 15/303، 15/308و 15/313 کلوین نیز به دست آمده است. همچنین در این پروژه داده های تعادلی مربوط به سیستم شبه سه تایی (سولفولان+ 2-پروپانول+ بنزن+ سیکلوهگزان) در دمای ثابت 15/303 کلوین به دست آمده است. در این سیستم شبه سه تایی از سولفولان خالص، سولفولان+ 5 درصد 2-پروپانول، سولفولان+ 10 درصد 2-پروپانول و سولفولان+ 20 درصد 2-پروپانول به عنوان حلال استفاده شده است. ضریب گزینش پذیری (s) بیانگر توانایی حلال در جداسازی بنزن از سیکلوهگزان می باشد که این ضریب در همه ی موارد بزرگتر از (1) است و این نشان می دهد که حلال ها توانایی استخراج بنزن از سیکلوهگزان را دارا هستند. ضریب توزیع (k) بیانگر مقدار حلال مورد نیاز در فرایند استخراج است. مقادیر تعادلی مایع- مایع با دو مدل nrtl و uniquac اعتبار سنجی شده است. متوسط نتایج ریشه میانگین مربعات انحراف (rmsd) برای سیستم سه-تایی (اتیلن گلایکول + بنزن + سیکلوهگزان)، برای مدل nrtl 0092/0 و برای مدل uniquac 0095/0 به دست آمده است. این نتایج برای سیستم سه تایی (nfm + بنزن + سیکلوهگزان)، برای مدل nrtl 0367/0 و برای مدل uniquac 0539/0 به دست آمده است. همچنین (rmsd) برای سیستم شبه سه تایی (سولفولان و 2-پروپانول + بنزن + سیکلوهگزان)، برای مدل nrtl 0512/0 و برای مدل uniquac 0481/0 به دست آمده است. نتایج انطباق خوب داده های تجربی و دو مدل ترمودینامیکی را نشان می دهد. خطوط رابط آزمایشگاهی با استفاده از معادله ی آتمر و توبیاس در سه دمای 15/303، 15/308و 15/313 کلوین برای سیستم سه تایی (nfm + بنزن + سیکلوهگزان)، اعتبارسنجی شده است. نتایج انطباق خوب داده های تجربی و معادله ی آتمر و توبیاس را نشان می دهد.

محاسبه حداقل فشار امتزاجی با روش کشش بین سطحی صفر
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان 1389
  مهدی محامی   محمد نادر لطف اللهی

حداقل فشار امتزاجی (mmp) یکی از پارامترهای مهم در ازدیاد برداشت از مخازن نفتی در دوره سوم برداشت است. به دلیل اهمیت این پارامتر روش‏های متفاوت آزمایشگاهی و نظری برای تعیین و محاسبه آن ارائه شده است، اما با توجه به هزینه بر بودن روش‏‏های آزمایشگاهی، تحقیق در مورد روش‏های نظری برای محاسبه این پارامتر ادامه دارد. در این تحقیق از روش صفر کردن کشش بین سطحی برای محاسبه mmp استفاده شده است. روش محاسبه به این صورت است که ابتدا مطابق یک الگوریتم خاص ناحیه‏ای که در آن تزریق گاز اثر داشته به تعدادی سلول تقسیم می شود تا به این ترتیب معنای تماس چند گانه رعایت شده باشد، سپس برای هر کدام از سلول ها محاسبات فلش انجام می‏شود تا وضعیت ترمودینامیکی سیستم مشخص شود. حال مقدار کشش بین سطحی برای هر کدام از سلول‏ها به کمک یکی از روش‏های نظری محاسبه کشش بین سطحی محاسبه می‏شود. در این تحقیق از دو روش پاراکر و نظریه گرادیان برای محاسبه کشش بین سطحی استفاده شده است. روش پاراکر روشی ساده و در مقابل روش نظریه گرادیان روشی پیچیده در محاسبه کشش بین سطحی است. پس از محاسبه کشش بین سطحی برای سلول‏ها، مقدار می‏نیمم شناسایی می‏شود و در صورتی که این مقدار کمتر از 6-10 نیوتن بر متر باشد، فشاری که در آن محاسبه انجام شده است به عنوان mmp گزارش می‏شود و در غیر این صورت فشار افزایش یافته و محاسبات تکرار می‏شود تا شرط فوق برآورده شود. به این ترتیب مقدار mmp محاسبه می‏شود. با توجه به نتایج به دست آمده حاصل از آزمایش این روش برای چند سیستم، می‏توان گفت که این روش می تواند با دقت خوبی mmp را محاسبه نماید. کلیه محاسبات این پروژه با برنامه نویسی به زبان matlab انجام شده است و از نتایج هیچ نرم‏‏‏افزار از قبل طراحی شده‏ای استفاده نشده است.

تولید کربن فعال گرانولی از کربن فعال پودری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان 1390
  نوید سعیدی   محمد نادر لطف اللهی

چکیده در این پروژه با استفاده از یک روش جدید کربن فعال شکل دار از کربن فعال پودری تولید شده است. در این روش از یک پلیمر آلی به نام متیل سلولز برای تولید ماده نیمه پلاستیکی با قابلیت شکل پذیری بالا و از یک ماده معدنی به نام بنتونیت برای بالا بردن استحکام نمونه های تولید شده استفاده شد. ظرفیت جذب و استحکام نمونه های تولید شده اندازه گیری و بررسی شد. بررسی ظرفیت جذب با اندازه گیری سطح فعال bet و عدد یدی نمونه ها انجام شد. همچنین اثر اندازه ذرات کربن فعال پودری بر روی خصوصیات جذب و استحکام کربن فعال شکل دار تولید شده بررسی شد. در ادامه این پروژه با استفاده از یک روش جدید کربن فعال پودری روی الیاف معدنی پوشش داده شد. در این روش ورق های e – glass fiber با استفاده از یک مخلوط محتوی کربن فعال پودری، متیل سلولز و آب روکش شد. در این کار ابتدا مقدار ترکیب درصد مناسب از اجزای مخلوط برای رسیدن به پوشش دهی مناسب به دست آمد. سپس خصوصیات جذب و خصوصیات مکانیکی الیاف روکش شده بررسی شد. برای بررسی خصوصیات جذب عدد یدی مخلوط روکش کننده اندازه گیری شد. همچنین خصوصیات مکانیکی الیاف روکش شده با اندازه گیری وزن از دست رفته الیاف بعد از مدت زمان معین هوادهی (با دبی 165 لیتر بر دقیقه) بررسی شد. در ادامه اثر تغییر اندازه ذرات کربن فعال پودری بر خصوصیات جذب و خصوصیات مکانیکی الیاف روکش شده بررسی شد. برای این کار الیاف با مخلوط محتوی کربن فعال با سه اندازه ذرات مختلف (150، 90، و 50 میکرو متر) روکش شدند. مشخص شد که الیاف روکش شده با مخلوط محتوی کربن فعال پودری با اندازه ذرات 90 میکرو متر بهترین خصوصیات جذب را دارند. همچنین مشخص شد که الیاف روکش شده با مخلوط محتوی کربن فعال پودری با اندازه ذرات 50 میکرو متر بهترین خصوصیات مکانیکی را دارند.

بررسی تعادلات فازی آب-هیدروکربن با استفاده از معادلات حالت درجه ی سه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده مهندسی شیمی 1390
  آرمان مهرانی   محمد نادر لطف اللهی

تعادل آب و هیدروکربن ها در صنایع نفت و پتروشیمی و ملاحظات زیست محیطی بسیار حائز اهمیت می باشند و به دلیل کمبود داده های آزمایشگاهی نیازمند مدلی صحیح برای تخمین مقدار حلالیت متقابل آنها هستیم. از آنجا که آب خود دارای پیوند هیدروژنی می باشد در نتیجه باید از مدلی استفاده شود که بتواند جواب گوی این خاصیت فیزیکی باشد. در این پروژه از معادله ی حالت cpa برای مدل سازی مخلوط های آب - هیدروکربن استفاده شده است. این معادله ی حالت مجموع یک معادله ی حالت درجه ی سه و عبارت همبسته ی ورتهایم می باشد. در ابتدا به مدل سازی ترکیبات همبسته ی تک جزئی پرداخته و فشار بخار اشباع و دانسیته ی مولی به دست آمد. سپس مدلسازی ترکیبات آب – آلکان که ترکیبی خود همبسته است پرداختیم و در ادامه به مدلسازی ترکیبات آب – الکل که هر دو ترکیبات همبسته بوده و به اصطلاح به آنها مخلوط های همبسته ی متقابل گویند پرداخته شده است. در نهایت داده های آزمایشگاهی و مدل های قبلی که از قواعد اختلاط پیچیده ای هم استفاده کرده بودند با جواب هایی حاصل از معادله ی cpa مقایسه شده است. ابتدا مواد خالص مثل آب و متانول بررسی شد. مقدار خطای متوسط 35/2 درصد برای دانسیته ی مولی و خطای 41/1 درصد برای فشار بخار به دست آمد. در ترکیب آب – آلکان خطای متوسط 61/4 در صد و در ترکیب آب – الکل خطای متوسط 84/1 درصد به دست آمده است. برای تعادل آب – آلکان از یک پارامتر برهم کنش تابع دما استفاده شد ولی برای آب – الکل پارامترهای برهم کنش وابسته به دما و مستقل از دما جواب های تقریباً مشابهی ارائه کردند. نتایج به دست آمده نشان داد که این مدل می تواند مقدار فشار بخار اشباع و دانسیته ی مولی برای ترکیبات همبسته ی تک جزئی و حلالیت متقابل آب – آلکان و آب – الکل را به خوبی پیش بینی کند و از طرفی جواب های دقیق تری نسبت به معادله های قبلی حتی با قواعد اختلاط پیچیده ارائه دهد.

ازدیاد برداشت از مخازن نفت سنگین ایران به روش استخراج بخار هیدروکربنی با استفاده از نیروی ثقلی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده مهندسی شیمی و نفت 1390
  مهدی دهقان طرزجانی   محمد نادر لطف اللهی

در این پروژه از نرم افزارسی ام جی برای شبیه سازی فرآیند vapex استفاده شده است. سیستم مورد بررسی نرمال بوتان به عنوان حلال و نفت سنگین به عنوان نفت مخزن می باشد. ابتدا بر اساس اطلاعات نفت سنگین ، این ترکیب در نرم افزار تعریف شده و پارامترهای مدل ترمودینامیکی بر اساس داده های آزمایشگاهی ، چگالی و گرانروی نفت تنظیم می شوند. از مدل غیر خطی برای بیان تغییرات گرانروی نسبت به کسر مولی حلال استفاده می شود. پارامترهای مدل نیز براساس برازش نسبت به داده های آزمایشگاهی به دست می آید. در شبیه سازی فرآیند از یک مدل نیمه ترکیبی استفاده شده است. شبیه سازی فرایند با استفاده از نرم افزار برای چهار مدل آزمایشگاهی با اندازه های مختلف اجرا شده است. مدل ها دو بعدی و در مختصات کارتزین می باشند. اثر تغییرات ضرایب نفوذ و اندازه شبکه بر نرخ تولید نفت، میزان انباشتی نفت و میزان انباشتی ترزیق گاز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که مقدار ضریب نفوذ موثر برابر 0.001 دارای کمترین خطا بوده و با کاهش اندازه شبکه ها، مقدار ضریب نفوذ برای تطابق با نتایج آزمایشگاهی کاهش می یابد.

سنتز زئولیت zsm-5 و بررسی پارامترهای مختلف موثر بر مورفولوژی و ساختار زئولیت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده مهندسی شیمی 1391
  علی سارلی   محمد نادر لطف اللهی

چکیــده مهمترین کاربردهای زئولیت ها ، کاربرد آن ها در کاتالیز کردن و جذب سطحی و جداسازی است . مرفولوژی زئولیت ها می تواند نقش بسزایی در تعیین میزان فعالیت کاتالیزوری زئولیت ها ایفا کند. از طرفی مهمترین مساله در فرایند جذب سطحی استفاده از جاذب مناسبی است که بتواند در فشار و دمای محیط بالاترین گزینش پذیری را داشته باشد . ضمنا"لازم بذکر است که نمونه ای که دارای بلورینگی بالاتری می باشد عملکرد بهتری در فرایند جذب از خود نشان می دهد و گزینش پذیری بهتری دارد. در این پروژه زئولیت zsm5 از مواد اولیه موجود : تترااتیل اورتوسیلیکات، تتراپروپیل آمونیوم هیدروکسید ، نیترات آلومینیم و آب مقطر سنتز شده و تاثیر پارامترهای موثر بر سنتز یعنی دمای کریستالیزاسیون، زمان کریستالیزاسیون، نسبت سیلیسیم به آلومینیم بر مشخصات محصول بررسی شده است. به همین منظور به بررسی مرفولوژی و بلورینگی نمونه های سنتز شده پرداخته شد. برای این منظور از روش هیدروترمال استفاده شده و در شرایط مختلفی از دما ، زمان و نسبت سیلیسیم به آلومینیم و با استفاده از روش طرح آزمایش تاگوچی اقدام به طرح آزمایشی شامل 9 تست مختلف شده است. درادامه با استفاده از آنالیزهای sem وxrd مشخصات ذرات زئولیت سنتز شده بررسی شده است. در ادامه با بررسی پارامترهای کریستالینیتی ذرات زئولیت به عنوان پارامتر اصلی ارزیابی ، میزان تاثیر پارامترهای مورد نظر با استفاده از نرم افزار qualitek-4 بدست آمد . شرایط مناسب برای سنتز زئولیت عبارت بودند از : دمای کریستالیزاسیون 170 درجه سانتیگراد، مدت زمان کریستالیزاسیون 2 روز و نسبت سیلیسیم به آلومینیم 40 .خطای محاسبات پیش بینی شرایط بهینه و درصد تاثیر پارامترها 1.997درصد بوده است که میزان خطای قابل قبولی در پیش بینی نتایج است . اندازه ذرات پودر زئولیت سنتز شده در محدوده ی 100 تا 400 نانومتر می باشد . کلمات کلیدی : زئولیت zsm-5 ، فرآیند هیدروترمال، پارامترهای موثر، روش طرح آزمایش تاگوچی

بررسی فرآیند تولید پودر ریزساختار(در ابعاد میکرو یا نانو) با استفاده از دی اکسید کربن فوق بحرانی در فرآیند گاز ضد حلال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده مهندسی شیمی 1392
  حسین رستمیان   محمد نادر لطف اللهی

در این پایان نامه، تولید ریز ذرات آسپرین (در ابعاد نانو و میکرو) با استفاده از دو روش شامل انبساط ناگهانی محلول فوق بحرانی همراه با جامد کمک حلال (ress-sc) و یک روش جدید بر پایه فرآیند گاز ضد حلال انجام شده است. در بخش نخست، آزمایش ها به منظور ارزیابی اثر پارامترهای مختلف شامل قطر نازل (750-300 میکرومتر) ، نوع نازل (اریفیس- موئین)، فاصله اسپری (6-2 سانتی متر)، دمای پیش انبساط(70-30 درجه سانتی گراد) و فشار محفظه انبساط(8-1 بار) بر روی اندازه و ساختار ذرات آسپرین انجام شده است. متوسط اندازه ذرات اولیه آسپرین 500 میکرومتر می باشد، در حالی که پس از انجام فرآیند ress-sc، به متوسط اندازه ذراتی بین61/6-17/0 میکرومتر می رسد. نتایج بخش تجربی نشان می دهد، با کاهش قطر نازل، فاصله اسپری و دمای پیش انبساط و افزایش فشار محفظه انبساط، اندازه ذرات آسپرین کاهش می یابد. در بخش بعدی از مطالعات آزمایشگاهی، از یک روش جدید به نام "تشکیل رسوب در محلول مایع با کاهش فشار دی اکسید کربن زیر بحرانی(plprsc-co2)" استفاده شده است. در این روش از دی اکسید کربن به عنوان گاز ضد حلال برای تولید ریز ذرات آسپرین استفاده شده است. نرخ بالای تولید محصول ، مصرف پایین دی اکسیدکربن و بدون نیاز به تجهیزات پیچیده از جمله مزایای این روش نسبت به سایر روش های مشابه می باشد. پس از بررسی امکان پذیری این روش، اثر پارامتر های مختلف از جمله فشار، دما، غلظت و نوع حلال بر مورفولوژی و متوسط اندازه ذرات آسپرین ارزیابی شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد روش پیشنهادی با موفقیت ذرات اولیه آسپرین با متوسط اندازه 500 میکرومتر را به ذراتی با متوسط اندازه 8/5 میکرومتر کاهش داده است. در بخش نظری این پایان نامه، مدل سازی حلالیت 9 ترکیب دارویی در دی اکسید کربن انجام شده است. همچنین یک مدل اصلاح شده جدید از معادله حالت ردلیش کوانگ برای پیش بینی حلالیت مواد دارویی در سیال فوق بحرانی ارائه شده است. در بخش نظری، شبیه سازی یک بعدی جریان سیال در فرآیند ress از ورودی نازل تا دیسک ماخ نیز انجام شده است. هدف از این مدلسازی ، بررسی تغییرات پارامتر های هیدرودینامیکی و ترمودینامیکی و محاسبه فوق اشباعیت ، هسته زایی و قطر هسته های بحرانی در مسیر فرآیند می باشد. در این مدل ، جریان سیال در ناحیه نازل به صورت پایا، یک بعدی ، آدیاباتیک و در ناحیه انبساط همراه با انتقال حرارت و بدون اصطکاک فرض شده است. نتایج مدل سازی نشان می دهد شروع فرآیند هسته زایی و تشکیل ذرات در ناحیه عبور جریان از دهانه خروجی نازل به محفظه انبساط است.

کاهش بنزن در برش بنزین با انجام واکنش آلکیلاسیون در حضور کاتالیست های ریز ساختار
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده مهندسی شیمی و نفت 1393
  جعفر محمودی   محمد نادر لطف اللهی

در این رساله ابتدا اثر عوامل دما و غلظت خوراک اولیه بر مقدار درصد تبدیل بنزن و ضریب انتخاب گری کیومن در واکنش آلکیلاسیون بنزن صنعتی با پروپیلن در حضور زئولیت zsm-5 به عنوان کاتالیزور اندازه گیری شد. با توجه به ضرورت کاهش مقدار بنزن موجود در برش بنزین، از زئولیت ? برای بررسی کاهش بنزن موجود در برش c6-cut به دست آمده از بنزین استفاده شد. تاثیر عوامل نسبت مولی بنزن به پروپیلن، مقدار بنزن موجود در برش، مقدار کاتالیزور و دما بر درصد تبدیل بنزن و کیفیت محصول نهایی بررسی شد. این آزمایش ها در یک راکتور همزن دار که برای انجام واکنش ها تا دمای ?c200 و فشار تا bar 100 فراهم شده انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با استفاده از فرآیند آلکیلاسیون و در حضور زئولیت ?، در دمای ?c200 و نسبت مولی بنزن به پروپیلن برابر با 1، در یک مرحله %29/49 از بنزن موجود در برش بنزین کاهش یافته است. با توجه به اهمیت کاتالیزور در فرآیند آلکیلاسیون، در مرحله بعد نمونه های al-mcm-41 با نسبت های مولی مختلف si/al به روش سل-ژل ساخته شد. سپس برای افزایش خاصیت اسیدی از نوع برونستد، نمونه های h-al-mcm-41 از تعویض یونی نمونه های اولیه با نیترات آمونیوم تهیه شد. با استفاده از آزمون های xrf، xrd، ftir، tga، bet و tpd-nh3، خواص فیزیکی-شیمیایی کاتالیزور های ساخته شده مشخص شد. نتایج به دست آمده نشان داد که نمونه های ساخته شده، مزوپور هایی با ساختار کریستالی مناسب، سطح ویژه زیاد (m2gr-1 897/792-312/719)، خاصیت اسیدی مناسب و دارای قابلیت استفاده مجدد می باشند. در بررسی عملکرد مزوپور های ساخته شده در آلکیلاسیون برش c6-cut به دست آمده از برش بنزین، بیشترین درصد تبدیل بنزن (%88/47) در حضور کاتالیزور h-al-mcm-41 با نسبت مولی si/al مساوی با 15 به دست آمد. برای به دست آوردن شرایط بهینه عملکرد کاتالیزور h-al-mcm-41 (15)، آزمایش های آلکیلاسیون بنزن صنعتی با استفاده از طراحی آزمایش با روش رویه پاسخ مرکب مرکزی انجام و شرایط بهینه عملیاتی با استفاده از نرم افزارdesign expert به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان داد که در شرایط بهینه (دمای ?c64/203، نسبت مولی بنزن به پروپیلن 75/1 و در حضور 16/2 گرم از کاتالیزور) درصد تبدیل بنزن %60/50 و ضریب انتخاب گری کیومن %85/73 می باشد. برای بررسی قابلیت استفاده مجدد از کاتالیزور، مزوپور h-al-mcm-41 (15) در چهار آزمایش متوالی به عنوان کاتالیزور استفاده شد. با توجه به نتایج به دست آمده درصد تبدیل بنزن در واکنش آلکیلاسیون برش c6-cut از %51/47 به %69/40 رسید که نشان از پایداری این کاتالیزور دارد.

مدلسازی تعادلات فازی مایع- مایع مخلوط هیدروکربن ها با استفاده از معادله حالت پنگ- رابینسون و قواعد اختلاط مختلف
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده مهندسی شیمی و نفت 1393
  علی امیدوار   محمد نادر لطف اللهی

تعادلات فازی مایع- مایع برای 6 ترکیب دوتایی شامل متانول و نرمال آلکان ها و 9 ترکیب 3 تایی شامل ترکیبات متانول و نرمال آلکان ها در کنار تولوئن و بنزن و 3 ترکیب 3 تایی شامل اتیلن گلایکول- بنزن- سیکلوهگزان ، اتیلن گلایکول- تولوئن- نرمال هپتان و سولفولان- بنزن- نرمال هگزان مورد بررسی قرار گرفته اند. برای بررسی این تعادلات فازی از معادله حالت pr به همراه 3 قانون اختلاط vdwو mhv1 و mhv2 استفاده شده به نحوی که در مدل mhv1 و mhv2 از مدل ضریب اکتیویته ویلسون برای محاسبه ضریب اکتیویته استفاده شده است. در این مدل ضرایب برهم کنش دوتایی، براساس برازش نسبت به داده های تجربی به دست آمده و متوسط مجموع مربعات انحراف ها در دو فاز مایع برای سه مدل vdwو mhv1 و mhv2 به ترتیب 0258/0 و 0140/0 و 0142/0 می باشد. در ادامه تعادلات فازی مایع – مایع با استفاده از روش پیش بینی کننده خداکرمی و لطف اللهی مدلسازی شده است. در این روش براساس مدل یونیفک و روابط ارائه شده مقادیر برهمکنش دوتایی پیش بینی می شوند. متوسط مجموع مربعات انحراف برای این روش 0824/0 می باشد.

تعیین کشش سطحی مخلوط ها به روش سوآرز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده مهندسی شیمی 1393
  فریده نصیری   محمد نادر لطف اللهی

مدل سازی کشش سطحی مخلوط ها، به دلیل زمان بر و پرهزینه بودن عملیات آزمایشگاهی حائز اهمیت است. در این پروژه دو مدل برای پیش بینی کشش سطحی ارائه شده است: در مدل نخست، کشش سطحی مواد خالص؛ گروهی از الکل ها و کتون ها؛ به صورت تابعی از خواص فیزیکی مواد خالص در نظر گرفته شده است و در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. مقدار درصد انحراف متوسط نسبی برای الکل ها، 1/5784 درصد و برای کتون ها، 1/4554 درصد حاصل شده است. این مقادیر، تطابق خوب کشش سطحی محاسبه شده به کمک مدل پیشنهادی، با داده های تجربی را نشان می دهند. مدل دوم بر اساس روش سوآرز و اعمال اصلاحاتی در آن، برای پیش بینی کشش سطحی مخلوط های دوجزئی ارائه شده است. در این مدل ، تأثیر ترکیب درصد مولی اجزاء و دما بر کشش سطحی مخلوط ، لحاظ شده است، همچنین رابطه ای مشابه ترکیب درصد موضعی ویلسون برای محاسبه کسر مولی اجزاء در لایه سطحی ارائه شده است. برای محاسبه مساحت سطح مولی نیز، از سه روش مساحت سطح مولی راسموزن، مساحت پاکوتی و مساحت سوآرز استفاده شده و باهم مقایسه شده اند. انرژی های برهم کنش بین مولکولی، پارامترهای تنظیم پذیر در مدل پیشنهادی می باشند که مقادیر آن ها به کمک برنامه بهینه سازی به دست آمده است. برای افزایش دقت مدل ارائه شده، این پارامترها، به صورت تابعی خطی از دما در نظر گرفته شده اند. مقدار متوسط خطای کل، با مساحت پاکوتی و با مساحت راسموزن در 331 نقطه تجربی به ترتیب برابر 1/9249 و 2/5714 درصد و با مساحت سوآرز، 2/0596درصد در 194 نقطه حاصل شده است. این امر دقت مدل پیشنهادی در غلظت ها و محدوده دمایی مورد بررسی را نشان می دهد. در انتهای پروژه نیز، مدل دوم برای مخلوط های سه جزئی تعمیم داده شده و مقدار کشش سطحی مخلوط سه جزئی محاسبه و منحنی های کشش سطحی مخلوط برحسب کسر مولی جزء سوم رسم شده است.

مدل سازی تعادلات فازی فرآیند جذب سطحی با استفاده از معادلات حالت دو بعدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سمنان - دانشکده مهندسی شیمی و نفت 1392
  مهرنوش سادات علوی ششتمد   محمد نادر لطف اللهی

از آنجایی که فرایند جذب سطحی نقش مهمی را در جداسازی گازها ایفا می¬کند، پیش¬بینی تعادل جذب سطحی در سیستم¬های جذب چند جزئی اهمیت بسیاری پیدا کرده است. روش¬های بسیاری برای پیش¬بینی تعادل جذب سطحی وجود دارد که در این تحقیق از روش معادلات حالت دو بعدی استفاده شده است. بدین منظور پنج معادله حالت دو بعدی برای 30 سیستم مختلف در جذب خالص روی انواع مختلف جاذب از قبیل زئولیت ها، کربن فعال، سیلیکات و … مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته¬اند. برای دسترسی به نتایج پیش بینی دقیق تر در جذب خالص و همچنین مخلوط ها یک معادله حالت جدید به کمک تغییر در مقادیر پارامترهای معادله حالت دو بعدی پیشنهاد شده است که در این راستا نتایج حاصل از این معادله حالت جدید ارائه شده است. نتایج جذب خالص این سیستم¬ها نشان می¬دهد که معادله حالت eyring پیش¬بینی دقیق¬تری نسبت به معادلات حالت دیگر ارائه می¬دهد، با این حال معادله حالت جدید نیز بعد از معادله حالت eyring دقیق ترین پیش بینی را ارائه می دهد. علاوه بر این در این تحقیق برای پارامترهای معادله حالت در حالت خالص تابعیت دمایی نیز در نظر گرفته شده است، که این تابعیت ها پس از بررسی انواع مختلف روابط ریاضی انتخاب شدند. در نظر گرفتن این تابعیت¬ها، منجر¬به افزایش سرعت محاسبات گردیده است. البته این تابعیت¬ها، افزایش خطا را نیز بدنبال دارند. داده¬های تعادلی جذب دو جزئی هر دسته از گازها از همان منابع داده¬های تعادلی جذب خالص گازها استخراج شده¬اند و به همین خاطر می¬توان از پارامترهای حاصل از جذب خالص گازها در پیش¬بینی تعادل جذب سطحی مخلوط گازها استفاده کرد. در این تحقیق 12 سیستم جذب دو جزئی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته¬اند. در جذب این مخلوط¬های دو جزئی پارامترهای بر-همکنش دوتایی cij و dijغیر صفر در نظر گرفته شده¬اند و نتایج مقایسه انواع معادله حالت به همراه پارامترهای برهمکنش بهینه شده، ارائه شده¬اند. در مورد مخلوط¬ها معادله حالت جدید مطرح شده در این تحقیق، دقیق¬ترین پیش¬بینی را ارائه می-دهد و از آنجائیکه این معادله حالت تفاوت اندکی با معادله حالت zgr دارد، نتایج حاصل از این دو معادله به هم نزدیک هستند.