تحقیق چالشهاي تحقيقات كشور در زمينه فناوري جداسازي غشايي گازها ( ورد)
دسته بندي :
دانش آموزی و دانشجویی »
دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 12 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
چالشهاي تحقيقات كشور در زمينه فناوري جداسازي غشايي گازها
فرآيندهاي جداسازي غشايي از دهه 1960 كاربردهاي صنعتي يافتند و برخي از آنها مانند جداسازي گازها توسط غشاء، عمري كمتر و در حدود 25 سال دارند. در خلال اين دوره زماني، اين فرآيندها كاربردهاي متنوعي در صنايع يافته و رشد چشمگيري در بازار فروش بدست آورده اند. به عنوان مثال، متوسط رشد ساليانه بازار فروش فرآيندهاي غشايي در فاصله زماني سالهاي 1997 تا 2001 در امريكا 8% بوده است. اين روند كه آينده روشني را براي فرآيندهاي اين فناوري نويد مي دهد، عمدتاً به دليل مزاياي ويژه فرآيندهاي اين فناوري در مقايسه با ساير روشهاي كلاسيك نظير جذب با حلال، جذب سطحي، فرآيندهاي Cryogenic و ... مي باشد. عمده ترين مزاياي فرآيندهاي غشايي را مي توان در موارد زير خلاصه نمود:
مصرف انرژي كمتر براي انجام جداسازي§
امكان انجام عمليات جداسازي§ در دماي محيط
سهولت دستيابي به كليه فازهاي جداسازي شده§
انجام عمليات§ جداسازي توسط تجهيزاتي با وزن و حجم كم
نصب و عمليات ساده§
حداقل نياز به§ كنترل، بازرسي، تعمير و نگهداري
طبيعت مدولار بودن فرآيند و بنابراين انعطاف§ پذيري بالاي فرآيند براي پاسخگويي به انواع نيازهاي جداسازي
عدم نياز به§ استفاده از مواد شيميايي براي جداسازي و بنابراين عدم وجود مسائل زيست محيطي ناشي از مصرف مواد شيميايي
ايده ال براي مناطق دوردست و موقعيتهايي كه امكان فراهم§ آوردن تسهيلات جانبي فرآيندها موجود نباشد.فرآيندهاي غشايي در خلال دو دهه گذشته كاربردهاي متنوعي در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي يافته اند. امروزه علاوه بر استفاده از اين فناوري جهت تصفيه آب و پساب در اين صنايع، در فرآيند توليد و پالايش مواد نيز جذابيت زيادي پيدا كرده و قابل رقابت با روشهاي كلاسيك جداسازي مي باشد. مهمترين زمينه هاي رقابت فناوري غشايي با فرآيندهاي كلاسيك در صنعت نفت، عبارتند از:
شيرين سازي گاز ترش (حذف CO2 و H2S از گاز طبيعي)§
بازيافت و§ خالص سازي هيدروژن از جريانهاي گازي نظير بازيافت هيدروژن از گازهاي خروجي واحدهاي پالايشگاهي نظير هيدرو كراكر، هيدرو تريتر، FCC و ...
بازيافت هيدروژن از§ گازهاي خروجي واحدهاي توليد آمونياك
تنظيم نسبت H2/CO در گاز سنتز به منظور§ استفاده در انواع فرآيندهاي تبديلات گازي
حذف بخار آب از گاز طبيعي و ساير§ جريانهاي گازي
بازيافت و جداسازي هيدروكربن هاي سنگين از جريان گاز طبيعي و§ ساير جريانهاي گازي
توليد نيتروژن از هوا§
توليد هواي غني از§ اكسيژن
يكي ديگر از زمينه هايي كه در خلال سالهاي اخير به شدت مورد توجه قرار گرفته است، راكتورهاي غشايي هستند كه با انجام همزمان واكنش شيميايي و جداسازي، بسياري از محدوديتهاي فرآيندهاي كلاسيك را مرتفع مي كنند. بخش قابل توجهي از تحقيقات در زمينه راكتورهاي غشايي، مرتبط با واكنش هاي تبديلات گازي و نيز ساير تبديلات شيميايي در صنايع پتروشيمي و پالايش نفت مي باشد. چنانچه اين تحقيقات به نتايج مطمئني جهت استفاده در مقياس صنعتي دست يابد، آينده بسياري از فرآيندها را در صنعت نفت، گاز و پتروشيمي تحت تاثير خود قرار خواهد داد. به اين دلايل، لزوم همگامي بخش تحقيقات كشور ما با تحقيقات جاري در دنيا در اين زمينه كاملاً محسوس است.
تحقيقات در زمينه فناوري جداسازي غشايي گازها در داخل كشور
آنچه از آن به عنوان فناوري غشايي ياد مي شود، شامل مجموعه اي از فرايندها است كه مهمترين آنها عبارتند از: ميكرو فيلتراسيون، اولترا فيلتراسيون، نانو فيلتراسيون، اسمز معكوس، تراوش تبخيري، دياليز، الكترو دياليز، نفوذ گاز، تراوش گاز، غشاهاي مايع ، تماس دهنده هاي غشايي و راكتورهاي غشايي. در هر يك از اين فرايندها مي توان محورهاي كلي ذيل را براي تحقيقات ملاحظه نمود:
توسعه غشاهاي جديد (بكار بردن مواد جديد براي ساخت غشاء، بهبود§ غشاهاي موجود)
توسعه كاربرد غشاهاي موجود (طراحي فرآيند، پيش تصفيه، مطالعات§ امكان سنجي و بررسي هاي اقتصادي و ...)
بررسي هاي تئوري مكانيسم جداسازي توسط§ غشاء
مدلسازي و شبيه سازي فرآيند غشايي§
حل مسائل فرآيندي مرتبط (گرفتگي§ غشاها، روشهاي شستشو و ...)
در ارتباط با ساخت غشاهاي جديد، تحقيقات در هر يك از گروههاي مواد پليمري، فلزات و مواد سراميكي صورت مي گيرد. امروزه استفاده از فناوري نانو نيز براي ساخت غشاها توجه بسياري را به خود معطوف نموده است.
در اين حوزه وسيع از پژوهشهاي غشايي، مهمترين چيزي كه به تحقيقات جهت مي دهد، بودجه پژوهش است كه توسط متقاضيان پژوهش تأمين مي شود. در حال حاضر در كشور ما فناوري غشايي براي جداسازي مايعات بكار گرفته شده است. شيرين سازي آب توسط فرآيند اسمز معكوس ، دياليز خون توسط فرآيند دياليز و تغليظ شير و توليد پنير به كمك فرآيند اولترا فيلتراسيون، از جمله مهمترين مصارف اين فناوري در كشور ما هستند. بنابراين متقاضيان تحقيقات در زمينه فناوري غشايي در حوزه جداسازي مايعات به نسبت متنوع بوده و شامل صنايع تصفيه آب و پساب، صنايع پزشكي، صنايع غذايي و لبني، صنايع فلزي و خودرو و ... مي شوند.
در حوزه جداسازي گازها توسط غشاء، روند ديگري حاكم است. از يك سو اين فناوري در كشور ما به جز چند مورد محدود، تاكنون مورد استفاده قرار نگرفته است. از سوي ديگر مصرف كننده عمده اين فناوري تقريباً به صنايع نفت، گاز و پتروشيمي محدود مي شود. در اين صنايع، فناوري غشايي پتانسيل هاي فراواني براي كاربرد دارد. در صنعت پالايش نفت، از اين فناوري براي بازيافت هيدروژن از جريانهاي خروجي واحدهاي شكست هيدروكربن هاي سنگين، بازيافت هيدروكربن هاي باارزش (نظير
LPG) از جريان هاي ارسالي به فلر استفاده شده است. در صنعت پالايش گاز، فناوري غشايي براي شيرين سازي گازهاي ترش، نم زدايي، بازيافت هيدروكربنها و تنظيم نقطه شبنم گاز و همچنين جداسازي هليوم استفاده شده است. همچنين صنعت پتروشيمي از اين فناوري براي بازيافت هيدروژن خروجي از واحدهاي آمونياك، تنظيم نسبت هيدروژن به منوكسيد كربن در گاز سنتز و بازيافت انواع مونومرها نظير اتيلن، پروپيلن و كلريد وينيل از جريانهاي خروجي واحدهاي پليمريزاسيون استفاده كرده است. توليد نيتروژن از هوا از جمله كاربردهاي عمومي اين فناوري در صنعت نفت، گاز و پتروشيمي بوده و در تمامي موارديكه به ايجاد محيط بي اثر توسط گاز نيتروژن نياز است، اين فناوري كاربرد خواهد داشت.
بنابراين، در ايران كارفرمايان پروژه هاي تحقيقاتي غشايي، شركت ملي نفت، شركت ملي پالايش و پخش، شركت ملي گاز و شركت ملي پتروشيمي خواهند بود كه در قالب امور تحقيق و توسعه شركت هاي فوق (اصلي و يا شركتهاي تابعه) و يا بخش هاي تحقيق و توسعه پالايشگاه ها و مجتمع ها متقاضي تحقيقات در اين حوزه هستند.