%36تخفیف

دانلود پروژه:مطالعه آزمایشگاهی تولید اکسید آهن در مقیاس ریزساختاری با استفاده از روش ترسيب با ضد حلال فوق بحرانی

تعداد92صفحه در فایل word

كارشناسي ارشد در رشته مهندسي شيمي

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

چکیده

 

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

 

 

 

 

يکي از مشکلات سيمان مورد استفاده در چاه هاي نفتي که براي اتصال لوله هاي جداري و ديواره چاه مورد استفاده قرار مي گيرند، اين است که اين سيمان ها مقاومت مورد نظر را در مقابل دما و فشار بالا ندارند . لذا در دما و فشار بالاي چاه، سیمان ترک مي خورند. يکي از راه هاي مقاوم کردن آن افزودن برخي افزودني هاي خاص در سايز ميکرومتري يا نانومتري به سيمان و بهبود مقاومت آن در مقابل فشار و  دما مي باشد. در اين پروژه سعي بر اين است که اکسید آهن بعنوان يکي از افزودني هاي سيمان را با روش ترسيب بوسيله ضد حلال فوق بحراني در مقیاس ریز ساختاری توليد کنيم. 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 دبي دي اكسيد كربن

(mg/min 75-25) انجام شده است و تاثیر آن ها را بر سایز و مورفولوژی ذرات بررسی شده است.

در شرايط مختلف آزمايشگاهي ذراتي با قطر بين 25/17 تا 23/4 ميكرومتر حاصل شده است. بعلاوه نتايج نشان مي دهد كه با افزايش دو پارامتر غلظت و دما، ذرات بزرگتري تشكيل مي شود. در صورتي كه افزايش فشار موجب كاهش سايز ذرات مي گردد. در نهايت شرايط بهينه آزمايشگاهي فشار 120 بار، دماي 35 درجه سانتيگراد و غلظت 5/1  میلی گرم برمیلی لیتر بدست آمد.

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان

صفحه

2

فصل اول: مقدمه

2

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

3

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

4

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

4

1-4- معرفي برخي از نانو افزودنی هاي مورد استفاده در سیمان    ….

8

1-5- تعریف سيال فوق بحراني………………. ….

10

1-6- مزاياي استخراج بوسيله سيال فوق بحراني… ….

11

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

12

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

14

1-8-1- فرآيند RESS………………………. ….

15

1-8-2- فرآيند PGSS………………………. ….

16

1-8-3- فرآيند SAS ، GASوPCA………………… ….

22

فصل دوم: مروری بر تحقیقات گذشته

37

فصل سوم: پایلوت آزمایش

37

3-1- مباني طراحي و مشخصات پايلوت استخراج فوق بحراني

38

3-2- بررسي اجزاي اصلي تشكيل دهنده پايلوت فوق بحراني

38

3-2-1- تأمين فشار آزمايش…………………..

39

3-2-2- تأمين دماي آزمايش…………………..

39

3-2-3- ظرف اصلي آزمايش…………………….

39

3-2-4- فيلتر فلزي…………………………

39

3-3- طراحي دستگاه آزمايشگاهي فوق بحراني……..

40

3-3-1- ظرف اصلي ………………………….

42

3-3-2- فيلتر فلزي…………………………

43

3-3-3- ظرف مايع سازي( یخچال) گاز دي اكسيد­كربن..

44

3-3-4- پمپ فشار قوي……………………….

45

3-3-5- سيستم‎ گرمايش و سرمايش(مخزن آب)……….

46

3-3-6- سيستم‎هاي كنترل……………………..

47

3-3-7- لوازم جانبي………………………..

50

3-4- انجام تست هيدروليک دستگاه……………..

52

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

52

4 4-1- مواد استفاده شده ………………….. .

53

4-2- روش انجام آزمايش……………………. ..

54

4-3- آنالیز محصولات………………………. …

54

4-3-1- آنالیز ميكروسكوپ الكترون روبشي …….. …

55

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

58

فصل پنجم: نتایج …….

58

5-1- بحث و نتیجه­گیری ……………………. ….

62

5-2- اثر غلظت…………………………… ….

63

5-3- اثر فشار…………………………… ….

65

5-4- اثر دما…………………………… …..

66

5-5- اثر دبي دي اكسيد­كربن……………….. …..

67

5-6- نتيجه­گيري…………………………. ….

69

منابع…………………………………. ….

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول‌‌

صفحه

عنوان

10

جدول شماره (1-1): دما و فشار بحراني براي بعضي از حلال هاي فوق بحراني   …………

19

جدول شماره (1-2): نمونه­هايي از مواد منفجره توليد شده بوسيله فرايند GAS    …………

20

جدول شماره (1-3): نمونه­هايي از مواد معدني، آلي و دارويي توليد شده بوسيله فرآيندهاي فوق بحراني ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

58

جدول شماره (5-1): فاكتورها و سطوح ورودي به نرم افزار تاگوچي  …….

59

جدول شماره (5-2): فاكتورها و سطوح تعيين شده بوسيله نرم افزار تاگوچي   …………

60

جدول شماره (5-3) : فاكتورها و سطوح حاصله بوسيله نرم افزار تاگوچي  ………….

60

جدول شماره (5-4) : اثر اصلي هر يك از پارامترها ………….

61

جدول شماره (5-5) : برهم كنش دوتايي پارامترها ………….

62

جدول شماره (5-6) : فاكتور غلظت (mg/mL) در سطوح حاصله بوسيله نرم افزار تاگوچي …………..

64

جدول شماره (5-7) : فاكتور فشار (Bar) در سطوح حاصله بوسيله نرم افزار تاگوچي  …………..

65

جدول شماره (5-8) : فاكتور دما  (C°) در سطوح حاصله بوسيله نرم افزار تاگوچي   …………..

66

جدول شماره (5-9) : فاكتور دبي دي اكسيد­كربن (mg/min) در سطوح حاصله بوسيله نرم افزار ناگوچی  ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….

فهرست شکل‌ها

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): تصاوير SEM ذرات Griseofulvin و β_Sitosterol توليد شده بوسيله روش RESS………… …………

16

شکل شماره (1-4): نمايي از فرآيندPGSS.. …………

18

شکل شماره (1-5): نمايي از فرآيند GAS/SAS……………………………… ………….

25

شکل شماره (2-1): نمایی شماتیک نازل سه منفذ هم محور……………………………… ………….

37

شکل شماره (3-1): نمايي از دستگاه آزمايشگاهي استخراج با استفاده از دي اكسيد­كربن فوق   بحراني……………………………… ………….

42

شکل شماره (3-2): نمايي از کپ و واشرهاي طراحي شده در دستگاه آزمايشگاهي…………….. …………

42

شکل شماره (3-3): نمايي از ظرف اصلي دوجداره حاوي محلول و محل ورودی و خروجی        آب گرم به اطراف آن به همراه دماسنج­های مربوط……… ………….

43

شکل شماره (3-4): نمايي از فيلتر فلزي شيرمانند……………………………… ………….

44

شکل شماره (3-5): ظرف مايع سازي گاز CO2، نماي بيروني و بخش درون آن…………… …………..

45

شکل شماره (3-6) : پمپ فشار بالا (Haskel Pump, Burbank, CA 91502)…………………………. ………….

46

شکل شماره (3-7): نماي سيستم مخازن آب گرم مورد استفاده همرا با پمپ­هاي سيرکولاسيون براي لوله مارپيچ و ظروف استخراج………………….. …………

47

شکل شماره (3-8): نمايي از تابلوي سيستم کنترلي و سيم کشي­هاي انجام شده براي اين سيستم …………..

47

شکل شماره (3-9): نمايي از دماسنج­های استفاده شده ASTM و نمايی از ترموکوپل نوع 100-PT و K …………

48

شکل شماره (3-10): نمايي از ظرف نوسان­گير در دستگاه فوق بحراني…………………….. ………….

49

شکل شماره (3-11): نمايي از فشارسنج عقربه­اي و ترانسميتر فشار………………….. …………

49

شکل شماره (3-12): نمايي از اتصالات، شير­آلات و لوله کشي استيل بکار رفته در دستگاه فوق بحراني……………………………….. ………..

50

شکل شماره (3-13): نمايي از اتصالات و تبديل استفاده شده براي اتصال جريان گاز CO2 خروجي از کپسول به سيستم سرد کننده………………….. ………..

52

شکل شماره (4-1): نمايي از ذرات اولیه با سایز متوسط 3/62 میکرومتر…………………….. ………..

54

شکل شماره (4-2): شماتيك دستگاه ضد حلال فوق بحراني……………………………….. ………..

55

شکل شماره (4-3): نمايي از دستگاه ميكروسكوپ الكترون روبشي……………………………. ……….

55

شکل شماره (4-4): نمايي از دستگاه پوشش دهنده پاششي……………………………….. ………..

59

شکل شماره (5-1): تصاویر ذرات حاصله بر طبق جدول تاگوچي………………………….. ………..

61

شکل شماره (5-2): اثر اصلي هر يك از پارامترها در نمودار دايره­اي…………………… ………..

61

شکل شماره (5-3): اثر اصلي هر يك از پارامترها در نمودار ميله­اي……………………. ………..

62

شکل شماره (5-4): برهم كنش دوتايي پارامترها در نمودار دايره­اي………………….. …………

62

شکل شماره (5-5): برهم كنش دوتايي پارامترها در نمودار ميله­اي…………………….. ……….

63

شکل شماره (5-6): تغييرات قطر بر حسب سطوح غلظت…………………………………. ………

64

شکل شماره (5-7): تغييرات قطر بر حسب سطوح فشار………………………………… ……….

65

شکل شماره (5-8): تغييرات قطر بر حسب سطوح دما………………………………. …………

67

شکل شماره (5-9): تغييرات قطر بر حسب سطوح دبي دي اكسيد­كربن………………………………….……

 

 

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo