دانلود مقاله فرآوری استون در واحد تولید فنل به منظور بهینه شدن اقتصادی واحد

اختصاصی از سورنا فایل دانلود مقاله فرآوری استون در واحد تولید فنل به منظور بهینه شدن اقتصادی واحد دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فنل نام ترکیب مونوهیدورکسی بنزن با فرمول شیمیایی C6H5OH است و طبقه ای از ترکیبات که حاوی یک یا چند گروه هیدروکسیل است که متعلق به حلقه آروماتیک
می باشد . ( همچنین مشاهده کنید پلی هیدروکسی بنزن ها ) فنل برای اولین بار در سال 1834 از قطران ذرات زغال سنگ به دست آمد و به « کربولیک اسید» معروف گردید . قطران زغال سنگ تنها منبع به دست آوردن فنل تا جنگ جهانی اول بود ، زمانی که اولین نوع از فنل مصنوعی ( ترکیبی )از طریق سولفاته کردن بنزن و تجزیه آبی ( هیدرولیز) سولفونات به دست می آید . فنل طبیعی کمتری که از قطران زغال سنگ به دست آمده ،امروزه تولید می شود اکثر فنل ساخته شده شکل مصنوعی آن است . فنل ترکیبی سفید و کریستال مانند است که دارای بوی مطبوعی است از نظر میزان تولیدی ، فنل سومین محصول ثانویه به دست آمده از بنزن است در سال 1974 ، 20 درصد کل تولید بنزن را در ایالات متحده تشکیل داده است که برای تولید فنل به کار می رفت .

ویژگیهای فیزیکی

میزان حلالیت پذیری فنل و آب در 65 درجه سانتیگراد بر اساس معادله زیر به دست می آید :

فنول در آب 0,375LOG10 ==- LOGN

آب در فنول = - LOGN = 0,62 LOG 10(66-t) +0,99

  دردمای بالای 3/65 درجه سانتیگراد فنل و آب به هر نسبتی با هم مخلوط می شوند . فنل در اتیل اتر ، متیل الکل ، تتراکلرید کربن ، اسید استیک ، گلیسرول و سولفور دی اکسید طراحی و احد تولید فنول مایع و بنزن حلالیت بالایی دارد فنل در هیدروکربنات های پارافین حلالیت پایین تری دارد . بعضی از ویژگیهای فیزیکی فنل در جدول 1 آمده است .

ویژگیهای شیمیایی :

فنل بر اساس تاثیرات گروه هیدروکسیل بر روی حلقه آروماتیک به وجود آمده است . گروه فنل با بار الکتریکی منفی اسیدیته اندکی را به گروه هیدروکسیل منتقل می کند .

در محلول آب که به صورت مقابل است PKa=1,3*10-10  ، فنل بازها با بازهای قوی واکنش می دهد تا فنوکسیدها ، فنولات یا فنات ها را تشکیل دهد . اکثر این نمک ها بخصوص سدیم و پتاسیم همگی در آب قابل حل هستند و همگی در حضور کربن دی اکسید به راحتی تجزیه می شوند و فنل آزاد می کنند . گروه هیدروکسیل واکنش پذیری بالای خود را به گروه فنیل منتقل می کند . اتم های هیدروژن که شامل ارتو و پارا هستند در گروههای هیدروکسیل در مقابل ترکیبات زیادی قابلیت واکنش پذیری دارند مثلاً جانشینی موجب تشکیل 2 تا 4 مشتق یک عاملی می شود و سپس مشتق های 2-4 و-2 و6 عاملی را بوجود می آورد و در نهایت 2-4-6 مشتق هلی سه عاملی . اگر شرایط ترکیب این عوامل را به وجود آورد ، هالوژنهای به دست آمده از هالوفنول های یک و دو و سه عاملی ایجاد می شود واکنش های 4 و یک عاملی با ترکیبات اسید سولفوریک در تشکیل 4 هیدورکسی بنزن سولفوریک اسید به وجود خواهد آمد

اصلی ترین واکنش تجاری فنل ترکیب آن متانول است این واکنش ها 40 درصد مورد مصرفی فنل در ایالات متحده را تشکیل می دهد . محصول به دست آمده از تغلیظ کردن فنل با استون 2-2 و ( 4- بیس هیدروکسی – فنل ) و پروپان یا بیس فنول A تولید
می شود .

ساختار

طرحهای تولیدی فنل که در سال 1981 تخمین زده شده و مراحل کامن و مراحل بنزونیک تولوئن ، مراحلی هستند که بیشتر در تولید فنل استفاده می شود . روش دوم روش مهمی از مراحل تولید مصنوعی فنول است . مراحل کامن ، بنزن آلکیلی که اکسیداسیون شده تبدیل به هیدورکسی پروکسید می شود . هیدورکسید پروکسید شکافته می شود و به فنول و استون تبدیل می شود . واکنش کلی در فرمول زیر آمده است :                      6H5C(CH3)  C6H5CH(CH3)2

بیشتر از 98% فنل در ایالات متحده از روش شماره 1 تولید می شوند تقریباً 40% کیلوگرم استون به عنوان محصول فرعی استفاده می شوند . تبدیل فنول به استون حدوداً 60 % است . بنابراین اقتصاددانان در مورد استفاده کردن از این مراحل وابسته به قیمت به دست آمده از استون است . انواع مختلفی از این مراحل و تکنولوژی تولید فنول وجود دارد . مراحل اولیه این پروسه اکسیداسیون کامن به هیدروپروکسید غلیظ شده است . شکافته شدن هیدروکسیدپروکسید ، خنثی سازی مواد شکافته شده ، تقطیر برای بهبود استون و تقطیر برای بهبود فنول ، هم محیط جوی و اکسیژن مورد استفاده برای اکسیداسیون کامن به هیدروکسی پروکسید کامن در اولین مرحله . یک اکسید کننده یا گروهی از آنها ممکن است مورد استفاده قرار بگیرند دما معمولاً 80-130 درجه سانتیگراد و فشار عامل پشتیبانی هم وجود دارد که مورد استفاده قرار بگیرد . مراحل معمولی شامل استفاده از سه یا چهار مرحله اکسیداسیون کامن که گروهی با هم واکنش پذیرند است . هر واکنش دهنده طبقه بندی
می شود ممکن است لایه ای از هیدروکسید سدیم 2-3 درصد تازه در ته ظرف واکنش وارد آن شود و از میان لایه ها رد شده و به سمت دیگر می رود و به واکنش دهنده دیگر می رسد . هوای فشرده یا اکسیژن به صورت گاز در ته ظرف و در میان لایه ها وارد می شود . دمای محیط از 115 درجه سانتیگراد در مورد اولین واکنش دهنده کم می شود و به 90 درجه در آخرین ماده واکنش دهنده تبدیل می شود . میزان اکسیژن اضافی در آخرین واکنش دهنده افزایش می یابد . بنابراین بالاترین میزان واکنش به کار گرفته می شود و ترکیباتی که با این دما سازگاری دارند در مورد هیدروکسی پروکسید به حداقل می رسد . مراحل ممکن است منجر به غلظتی از هیدروکسی پروکسید کامن از 9 تا 12 درصد در هر ظرف واکنش 1 و از 15-20 درصد واکنش دهنده 3- و از 32-39 درصد در واکنش دهنده 4- حاصل هیدروکسی پروکسید کامن ممکن است 90-95 % باشد . زمان نگهداری کلی درهر ظرف واکنش 3 تا 6 ساعت است . محصول توسط تبخیر از 75 تا 80 شامل هیدورکسی پروکسید کامن می شود . مقداری از کامن که در واکنش شرکت نکرده بود بهبود می یابد . تقطیر شده و به اولین ظرف واکنش اکسیداسیون بر می گردد . واکنش شکافته شدن در شرایط اسیدی و به هم زدن محلول در دمای 60 تا 100 درجه انجام می شود . اسیدهای غیر اکسیدی سازمان نیافته مثل گاز دی اکسید سولفور در این واکنش ها استفاده می شود . مکانیزم شکافت یکی از نمونه های تبدیل کردن به اکسیژن است . ممکن نیست که این عمل شکافت در طول مراحل اکسیداسیون اتفاق بیفتد چونکه فنول مانع موثری در برابررادیکال های آزاد اکسیداسیون عمل می کند . بنابراین مهم است که ماده اسیدی در مراحل اکسیداسیون در ظرف وارد نشود . حلالیت در واکنش شکافت مخلوطی از فنول، استون و مواد فرعی دیگر مثل کانی فنول ها ، استوفنول ها ، دی تیل فنیل کربونیل و آلفامتیل استیرن است . این محلول می تواند توسط محلول فنوکسید سدیم یا محلول های دیگری تبادل رزین کند .
( همچنین تبادل یونی را مشاهده کنید ) آب می تواند مرحله به مرحله اضافه شود که نمک های غیر اشابع را از بین ببرند . بنابراین محصول به دست آمده جداسازی و شسته می شود یا به طور مستقیم تبخیر می شود محصول فنول 93 درصد در مقایسه با کامن و 84 درصد به روش مصنوعی.مرحله هیدروکسی پروکسی کامن در ایالات متحده شهرت دارد در انگلیس

شامل 69 صفحه فایل word قابل ویرایش

حذف فنل از پساب توسط جلبک و باکتری[پایان نامه]

اختصاصی از سورنا فایل حذف فنل از پساب توسط جلبک و باکتری[پایان نامه] دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فنل یک مولکول آروماتیک با فرمول شیمیایی C6H5OH یکی از مشتقات هیدروکسی بنزن بوده که در پساب های خانگی و صنعتی، آب های طبیعی و آب شرب یافت می شود. فنل  در محیط هم بصورت طبیعی و هم از فعالیت های صنعتی بوجود می آید. منابع طبیعی تولید کننده آن شامل آتش سوزی جنگل ها، گذر رواناب ها از سطح آسفالت در محیط های مسکونی و همچنین فساد طبیعی مواد لیگنوسلولز است.

به طور کلی فنل در فاضلاب صنایع شامل پالایشگاه ها، صنایع پتروشیمی، شیمیایی، دارویی و نیز تولید رزین و پلاستیک یافت می­شود. طبق آمار سازمان بهداشت جهانی مصرف فنل در آمریکا در سال 1995 بیش از 1900 میلیون کیلوگرم بوده است. فاضلاب­ های حاوی فنل به علت پایداری و حلالیت بالای فنل خطر بسیار شدیدی برای محیط­های آبی محسوب می شوند. همچنین فنل از طریق پوست سریعاً جذب می­شود. بنابراین باید جهت حذف و یا کاهش فنل از محیط­های آبی اقدام نمود.

 لذا در این پایان نامه ضمن معرفی فنل، به بررسی روش های حذف فنل از پساب ها از جمله روش بیولوژیکی فنل به وسیله باکتری ها و جلبک ها می پردازیم.

فهرست مطالب

چکیده

مقدمه

فصل اول: فنل

معرفی فنل

ساختار فنل

کاربرد فنل

روش های تهیه فنل

اثرات فنل بر سلامتی

فصل دوم: حذف فنل از پساب توسط جلبک ها و باکتری ها

پساب

روش های مورد استفاده برای حذف فنل از پساب های صنعتی

جذب سطحی بر روی کربن فعال گرانولی

روش استخراج با حلال

اکسیداسیون شیمیایی

تصفیه بیولوژیکی در حذف ترکیبات فنلی

اهداف تصفیه بیولوژیکی

میکروارگانیسم ها در تجزیه فنل

طبقه بندی فرایندهای بیولوژیکی

فرآیند هوازی

فرآیند بی هوازی

جداسازی و شناسایی باکتری های تجزیه کننده فنل

بررسی اثر غلظت فنل بر رشد، تنفس و تشکیل بیوفیلم باکتری های تجزیه کننده فنل

تصفیه زیستی فنل به کمک باکتری های بومی جدا شده از پساب حاوی فنل

حذف زیستی فنول توسط جلبک کلرلا ولگاریس

فصل سوم: نتیجه گیری

منابع

تعداد صفحات 84

این فایل کامل بوده و شامل صفحه نخست، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که به صورت word در اختیار شما عزیزان قرار خواهد گرفت.

در صورت بروز هرگونه مشکل با ما در ارتباط باشید.

پایان نامه مدل‌سازی و شبیه‌سازی حذف فنل از پساب توسط بیوراکتور از نوع تماس دهنده غشایی

اختصاصی از سورنا فایل پایان نامه مدل‌سازی و شبیه‌سازی حذف فنل از پساب توسط بیوراکتور از نوع تماس دهنده غشایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:76

پایان‌نامه کارشناسی ارشد شبیه‌سازی و طراحی فرآیند

فهرست مطالب:
عنوان                                                                                                                                    صفحه
فهرست مطالب                                                                                                                                                                          6
فهرست شکل ها ........................................................................................................................................................................ 7
فهرست جداول ........................................................................................................................................................................ 11
چکیده...................................................................................................................................................................................... 12
پیش گفتار ............................................................................................................................................................................... 13
1. فصل اول      13
1-1 مقدمه    14
1-2 شناسایی آلاینده فنلی    14
1-3 روش های حذف فنل    16
1-3-1 جذب سطحی    17
1-3-2 رزین‌های تبادل یونی    18
1-3-3 انعقاد الکتریکی    19
1-3-4 فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته    19
1-3-5 استفاده از سیال فوق بحرانی CO2    20
1-3-6 استفاده از اشعه UV    21
1-3-7 روش‌های بیولوژیکی    22
1-3-8 فرآیندهای غشایی    24
2. فصل دوم      31
2-1مقدمه    32
2-1-1 بیوراکتور غشایی    32
2-2 بررسی پژوهش‌های صورت پذیرفته در زمینه حذف فنل توسط بیوراکتور         33
3. فصل سوم     41
3-1 دینامیک سیالات محاسباتی    42
3-2 تشریح فرآیند      42
3-3 فرضیات     43
3-4 معادلات برای درون الیاف      45
3-5 معادلات برای غشاء     46
3-6 معادلات برای پوسته    47
3-7 مکانیزم واکنش    48
3-8 معادله حاکم بر تانک خوراک     49
3-9 معادله حاکم بر تانک سلولی    49
4. فصل چهارم            50
4-1 مقدمه    51
4-2 نحوه انجام شبیه سازی به کمک نرم افزار      51
5. فصل پنجم    59
5- 1 مقدمه          60
5-2 توزیع غلظت        60
5-2-1 توزیع غلظت درون الیاف    60
5-2-2 توزیع غلظت در پوسته    61
5-3 توزیع سرعت       62
5-3-1 توزیع سرعت درون الیاف    62
5-3-2 توزیع سرعت درون پوسته    63
5-4 تأثیر شرایط عملیاتی بر بازدهی حذف فنل    64
5-4-1 تأثیر غلظت اولیه    65
5-4-2 تأثیر دبی جریان فاز سلولی    65
5-4-3 تأثیر شعاع خارجی غشاء    66
5-4-4 تأثیر شعاع داخلی غشاء    67
6. فصل ششم    68
6-1 نتیجه گیری    69
6-2 پیشنهادات      69
7. مراجع          70

فهرست شکل ها
شکل ‏1 1واکنش رزین‌های تبادل یونی[19]    18
شکل ‏1 2 اکسیدکننده های متداول    20
شکل ‏1 3 شماتیک فرآیند استخراج فوق بحرانی[30]    21
شکل ‏1 4 فرآیند حذف توسط اشعه فرابنفش[37]    22
شکل ‏1 5 واکنش ناشی از اشعه فرابنفش[40]    22
شکل ‏1 6 شماتیک فرآیندهای بیولوژیکی[43]    23
شکل ‏1 7 مقایسه سرعت واکنش: الف) وجود ممانعت کننده سوبسترا ب) عدم وجود ممانعت کننده [45]    24
شکل ‏1 8 شماتیک فرآیند تراوش تبخیری[46]    25
شکل ‏1 9 شماتیک فرآیند غشاهای مایع[52]    26
شکل ‏1 10 اندازه حفرات غشاء[4]    27
شکل ‏1 11شماتیک فرآیند حذف فنل توسط نانو فیلتراسیون[53]    27
شکل ‏1 12 الف) بیوراکتور غشایی جریان جانبی  ب) بیوراکتور غشایی غوطه‌ور[54]    28
شکل ‏2 1بیوراکتورغشایی[55]    32
شکل ‏2 2 شماتیک بیوراکتور دوفازی[58]    34
شکل ‏2 3 شماتیک فرآیند بیوراکتورغشایی لوله ای[59]    35
شکل ‏2 4 ترکیب بیوراکتور و فرآیند اسمز رو به جلو] [60]    36
شکل ‏2 5 شماتیک راکتور مورد استفاده توسط ال-ناس[61]    37
شکل ‏2 6 بیوراکتور غشاء مایع محافظت شده[62]    38
شکل ‏2 7 شماتیک مدول غشایی استفاده‌شده توسط تریوانس و همکاران [63]    39
شکل ‏2 8 شماتیک فرآیند مورد استفاده شن و همکاران[65]    40
شکل ‏3 1 فرآیند حذف فنل توسط تماس دهنده غشایی بیولوژیکی[68]    43
شکل ‏3 2 طول توسعه یافتگی درون کانال[70]    45
شکل ‏4 1 انتخاب معادلات    52
شکل ‏4 2 شرایط مرزی در محیط نرم افزار    53
شکل ‏4 3 شماره گذاری مرزها    54
شکل ‏4 4 تعریف ضریب نفوذ و معادله سرعت در سمت الیاف    55
شکل ‏4 5 تعریف ضریب نفوذ غشاء    55
شکل ‏4 6 تعریف ضریب نفوذ و معادله سرعت در سمت پوسته    56
شکل ‏4 7 مش بهینه    57
شکل ‏4 8 بررسی تغییرات غلظت فنل خروجی از الیاف با تعداد المان های مش    57
شکل ‏4 9 تعیین طول گام و زمان فرآیند    58
شکل ‏5 1 توزیع غلظت درون الیاف در زمان 25 ساعت    60
شکل ‏5 2 توزیع غلظت درون پوسته در زمان 25 ساعت    61
شکل ‏5 3 توزیع سرعت درون الیاف    62
شکل ‏5 4 توزیع سرعت درون پوسته    63
شکل ‏5 5 تأثیر غلظت اولیه فنل بر بازدهی حذف فنل    65
‏5 6  تأثیر دبی فاز سلولی بر بازدهی حذف فنل    66
شکل ‏5 7 اثر افزایش شعاع خارجی غشاء بر بازدهی حذف    66
شکل ‏5 8 اثر شعاع داخلی غشاء بر بازدهی حذف فنل    67

فهرست جداول

جدول ‏1 1  میزان فنل در پساب صنایع مختلف [4]    15
جدول ‏1 2 مشخصات فیزیکی و شیمیایی فنل[9]    16
جدول ‏1 3 مزایا و معایب روش های حذف    30

 

چکیده
تاکنون روش های زیادی برای حذف فنل از پساب ارائه شده که از بین آنها، فرآیند بیوراکتور غشایی در یک دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از تماس دهنده غشاء الیاف توخالی در این فرآیند، برای جلوگیری از تماس مستقیم دو فاز و افزایش نسبت سطح به حجم است. در پروژه حاضر به مدل سازی و شبیه سازی حذف فنل از پساب با بکارگیری این تماس دهنده پرداخته شده است. همچنین اثر پارامترهایی همچون دبی فازها، غلظت اولیه، طول غشاء و شعاع داخلی و خارجی غشاء بر بازدهی حذف فنل از پساب مورد بررسی قرار گرفته است.
دستگاه معادلات دیفرانسیل پاره ای ارائه شده در مدل همراه با شرایط مرزی آن بوسیله ی شبیه سازی توسط نرم افزار COMSOL، به روش المان محدود حل شده اند. نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی موجود مقایسه گردیده و انطباق نسبتا مناسبی مشاهده شده است. با افزایش غلظت اولیه، بازدهی حذف فنل کاهش‌ می یابد. افزایش دبی فاز سلولی، بازدهی حذف فنل را اندکی افزایش می دهد. همچنین افزایش طول غشاء تا حدودی سبب بهبود بازدهی حذف می شود. با افزایش تعداد الیاف غشاء درون تماس دهنده بازدهی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد.

واژه های کلیدی: بیوراکتور غشایی، تماس دهنده غشایی الیاف توخالی، مدل سازی، شبیه سازی، فنل