[آرشیو] پرسش و پاسخ صنعتی

[P O U R I A]

سلام

در این تاپیک مباحث مختلف بحث شده در تاپیک پرسش و پاسخ صنعتی که توسط دوستان صورت گرفته است به طور جامع قرار داده میشود.
اگر بحثی در راستای تکمیل و یا اصلاح پاسخ ها دارید لطفا در تاپیک دفتر مدیریت تالار مهندسی شیمی مطرح فرمایید.

 

[P O U R I A]

برج تقطیر

برج تقطیر

1- در چه مواقعی برج تقطیر را چند تکه میسازند؟ (در طول برج تغییر قطر داریم)

زمان سایزینگ کردن برج تقطیر با توجه به سرعت گاز و جلوگیری از پدیده طغیان و.. قطر برج در نقاط مختلف مشخص میشود که برای هماهنگ شدن قطر برج قطر بزرگتر را انتخاب می کنیم.ولی چنانچه این تفاوت قطر زیاد باشه (بیش از 20% از بالا تا پایین برج) دیگه نمیشه همه برج رو یکسان در نظر گرفت مجبوریم که برج رو با دو قطر متفاوت در نظر بگیریم.
که در فصل 5 کتاب تریبال این موضوع به تفصیل آمده است.
پاسخ های صحیح در پست های #13 - #6

---

2- چرا برج تقطیر خلا هم در قسمت بالا و هم در قسمت پایین قطر کمتری دارد؟

از آنجا که محصولات پایین برج تقطیر خلاء مواد بسیار سنگینی هستند و در این بخش از برج، بخار به داخل برج تزریق می شود، برای جدا شدن مواد ( مخصوصا مواد سبک تر ) از کف برج ، نیاز به ایجاد سرعت و فشار زیاد داریم که این امر در شدت جریان ثابت با کاهش قطر برج در پایین اون انجام میشه . در میانه برج با افزایش قطر ، جریان مواد آرامتر حرکت می کنند و این امر باعث جداسازی بهتر مواد می شود. در بالای برج هم همین کاهش قطر و افزایش سرعت به جدا شدن مواد سبک تر از برش های میانی برج کمک می کند.
بطور کامل تر می توان گفت، در بالای برج به دلیل تغییرات زیاد دبی جریان ها، قطر برج کمتر از میانه برج میباشد. ولی دلیل تغییر قطر برج در پایین عامل دیگریست. قسمت پایین برج تقطیر خلا یک استریپر تعبیه شده (برای کاهش خطوط لوله و کم کردن هزینه ها). هنگامی که بخار سوپر هیت به پایین برج تزریق میشود و از انجا که فشار کل برج ثابت است .. طبق قانون رائولت، فشار جزئی هیدروکربن های سنگین پایین برج کم شده و باعث جداسازی مواد سبک و سنگین می شود.
برج تقطیر اتمسفریک هم دو قطر دارد.که تغییر قطرش در پایین برج با کم کردن قطر سینی ها صورت گرفته. یعنی تغییر قطر پایین برج داخلیست که از بیرون مثل برج خلاء دیده نمی شود.
پاسخ های صحیح در پست های #13 - #10



3- اگر به دلایلی FEED برج تقطیر در حال RUN برای مدت کوتاهی مثلا 5-10 دقیقه قطع بشه (feed pump از سرویس خارج شود) برج وارد چه شرایطی میشود و کارمند اتاق کنترل برای نرمال کردن شرایط چه کارهایی باید انجام بدهد؟

در ابتدا باید مشخص شود خوراک از کجا قطع شده؟ در ابتدای همه ی واحدها تو پالایشگاه یه سرج درام قرار دارد که وظیفه اش ذخیره خوراک برای همچین مواقعی است. بسته به حجم سرج درام و دبی خوراک زمانی که خوراک قطع شود و مشکلی پیش نمی آید، تعیین میشه.(t=v/q) پس اگه خوراک از مرز واحد قطع شود با تنظیم دبی خروجی مخزن(کم کردنش)میشود تا یه مدت از شات داون جلوگیری کرد. (فلش درام در ابتدای واحد تقطیر علاوه بر جداسازی نقش سرج درام رو هم برای این واحد بازی میکند)

اما زمانیه که خوراک ورودی کوره قطع شود یا زمانی که ذخیره سرج درام هم تموم شود و مجبور باشیم سیستم رو شات داون کنیم:در ابتدا به دلیل اینکه tube کوره ها خالی از خوراک میشه ، برای جلوگیری از آسیب دیدن کوره ، به کمک شیر هایی به نام " سلنوئید ولو " مسیر سوخت ورودی به کوره ( Fuel Gas ، Fuel Oil و Non-Condensable Gas ) قطع میشه و همزمان Snaffing Steam به فضای داخلی کوره و Emergency Steam به داخل لوله های کوره ( محل جریان یافتن Feed ) تزریق میشه . در این حالت برج در حالت Total Reflux قرار می گیره و کلیه خوراک موجود در برج به داخل خودش بر گشت داده میشه . از اونجا که خوراک برج خلاء هم همون باقیمانده اتمسفری هست ، برج خلاء هم در حالت چرخش قرار می گیره . باید اضافه کنم که در این فاصله تمام مشعل ها خاموش نمیشن و تعداد کمی از آنها برای گرم ماندن مواد درون برج در حال کار هستند .
با برقراری مجدد جریان خوراک ، ابتدا با افزودن تعداد مشعل های کوره ، دمای مواد برج رو به حد مورد نیاز برای جداسازی می رسونند ( مثلا برای برج اتمسفریک حدود 600 درجه فارنهایت ) و در این مدت خوراک جدید با چرخش در درون مبدل های حرارتی و فلش درام جنب برج و عبور از کوره به دمای حدود 600 درجه می رسه . حال همزمان با باز شدن جریان خروجی برج ، خوراک جدید به برج تزریق میشه .
(surge drum ظرفیه که در ابتدای بعضی از واحد ها مثل Distillation و Isomax قرار میدن همانطور که از اسمش پیداست برای جلوگیری از نوسانات Feed از لحاظ دبی و فشار قرار داده میشود چون feed واحد معمولا از مخازن تامین میشه اگر پمپ سمت مخازن دچار مشکل بشه (برای مدت کوتاه) واحد بتونه تا مدتی بصورت نرمال کار کنه تا رفع مشکل شود.)
پاسخ های صحیح در پست های #9 - #15

4-وظیفه Pump Around در برج چیه؟

در یک برج تقطیر برای condens کردن بخار در کناره برج از سیستم pump around استفاده میشود که این عمل را توسط تبادل حرارت با جریان های دیگر(مخصوصا جریان خوراک) انجام میدهد.مایع از سینی به سمت پمپ پایین کشیده می شود از مبدل حرارتی عبور می کند جاییکه حرارت با جریان های دیگر مبادله مشود و مایع سرد (در دمای مشخص) به برج باز میگردد و این مایع شرایط میعان بخار در سینی دیگر را فراهم می کند.
در کل pump around در کنار برج packed ، سرد کردن و میعان بخار برج بالایی را بر عهده دارد.
سیستم pump around در برج هایی که overhead condenser بایستی فازهای چندگانه مایع تولید کند بسیار مفید میباشد. جدا کردن فازهای مایع برای تولید جریان برگشتی تک فازی میتواند خیلی از مشکلات موجود را حل کند. کاربرد این سیستم هم برای میعان های آبی هم غیر آبی میباشد.
جهت کاهش رفلاکس مورد نیاز در بالای برج در طول برج رفلاکس داخلی را ایجاد می کنند.اگر ازسیستم pump around استفاده نشود سرعت رفلاکس داخلی از بالای برج تا منطقه خوراک به سرعت کاهش می یابد.pump around رفلاکسی داخلی تا سه سینی بالاتر را فراهم کرده و در نتیجه تعادل بهتری در ترافیک رفلاکس برج ایجاد می شود.
پاسخ های صحیح در پست های #6 - #7

 

[P O U R I A]

وسایل اندازه گیری در مهندسی شیمی

وسایل اندازه گیری در مهندسی شیمی

1- لوله دال برای اندازه گیری دبی جریان در چه لوله هایی به کار می رود؟


لوله دال چون اتلاف فشار خیلی کمی داره، بیشتر در لوله های اصلی انتقال گاز (با قطر بالا) استفاده می شه، چون در این خطوط لوله، حتی مقدار کم افت فشار، از نظر اقتصادی قابل توجه هست.

اندازه گیری دبی در لوله های با سایز 1000 mm تا 50 mm​

اندازه گیری دبی در لوله های انتقال گاز​

اندازه گیری دبی گازهای خالص​

اندازه گیری دبی گازهای هیدرو کربن تک فازی​

اندازه گیری دبی در لوله های دایره ای شکل​

پاسخ صحیح در پست #25


2- RTJ مخفف چیست و چه کاربردی دارد؟

عبارت RTJ مخفف RING TYPE JOINT (RTJ) FLANGE هست. این نوع فلانج ها، دارای یک فرورفتگی (شکاف) به صورت دایره ای در روی سطح فلانج هستند و در داخل اونها رینگ های فلزی برای آب-بندی اتصال فلانج قرار داده می شه و با سفت کردن پیچ و مهره های فلانج، اون رینگ فلزی، آب-بندی کامل رو فراهم می کنه.
صفحه اوريفيس RTJ منحصرا براي نصب بين پره ها طراحي شده است و اتصالات مدل رينگي دارد. جنس حامل معمولا نرم تر از پره هاست بنابراين در تو رفتگي تغيير شكل مي يابد و سبب بهبود آب بندي پره ها مي شود.
پاسخ صحیح در پست #27


3- معادله به دست آوردن گشتاور در موتورهای هیدرولیکی چیست؟

تعيين گشتاور و سايز هيدروموتور :
(T(N.m) = 0.016 X ∆P (bar) X Vg(cm3
در اين رابطه T گشتاور هيدروموتور ، P∆ اختلاف فشار ورودي و خروجي و Vg حجم جابجايي هيدروموتور ميباشد. اين رابطه كاملا مشابه رابطه F = P X A براي محاسبه نيروي سيلندر ميباشد. از آنجا كه حركت ها در سيلندر خطي و در هيدروموتور دوراني ميباشد، به جاي نيروي F گشتاور T و به جاي سطح پيستون A حجم جابجايي Vg جايگزين ميشود.
براي مثال گشتاور هيدروموتوري با جابجايي حجمي 300cm3 و اختلاف فشار 200bar از رابطه ذيل حساب ميشود:
T= 0.016 X 200 X 300 = 960 N.m
960N.m معادل 96kgf.m ميباشد. اين بدان معناست كه هيدروموتور فوق براي چرخاندن يك بار به وزن 96kg با بازوي دوران 1m مناسب ميباشد. در صورتي كه بار مورد نظر بيش از اين مقدار باشد و نتوان فشار بيشتري در سيستم ايجاد نمود ، لازم است از هيدروموتوري با حجم جابجايي بزرگتر استفاده نمود. البته بايد به خاطر داشت بزرگ شدن حجم موتور نياز سيستم به مقدار روغن را براي ثبات سرعت، افزايش ميدهد.

پاسخ صحیح در پست #29

 

[P O U R I A]

1-ضریب ژول تامسون چیست و برای کدام مواد مثبت و برای کدامیک منفی است؟

ضریب ژول- تامسون عبارتست ازتغییرات دما در اثر تغییر فشار در آنتالپی ثابت.
مقدار تجربی این ضریب که تابعی از دما و فشار سیستم است از اندازه گیری تغییر دما و فشار گاز بین دو لحظه متفاوت محاسبه می شود. ضریب ژول تامسون خاصیتی شدتی است زیرا نسبت تغییرات دو خاصیت شدتی را بیان می کند.
گازهای کامل دارای ضریب ژول تامسون صفر می باشند زیرا طبق تعریف گاز کامل گازی است که نیروهای بین مولکولی آن صفر است لذا تراکم و انبساط گاز که باعث تغییر فاصله مولکول ها می‌شود .
زماینکه ضریب ژول- تامسون مثبت است انبساط گاز موجب سرد شدن و تراکم گاز موجب گرم شدن آن می شود.
زمانیکه ضریب ژول تامسون منفی باشد انبساط موجب گرم شدن و تراکم موجب سرد شدن گاز می شود
پاسخ صحیح در پست #41



2- بازده چرخه اتو بیشتر است یا دیزل؟

چرخه ديزل مشابه چرخه اتو است با اين تفاوت كه در مرحله احتراق، فرايند فشار ثابت است.
با توجه به نمودار و روابط بازده براي نسبت تراكم يكسان بازده چرخه ديزل كمتر از چرخه اتو بوده، اما براي كار خروجي و فشار ماكزيمم يكسان، بازده چرخه ديزل بيشتر است.
پاسخ صحیح در پست #42



3- چرا در بین مراحل کمپرسورهای چند مرحله ای Inter Cooler قرار میدهند؟

در کمپرسور های چند مرحله ای پارامتری به اسم copmprestion ratio داریم که مقدار ان نباید از 4 تجاوز کند.که این مقدار توسط دمای discharge کمپرسور محدود میشود.مقدار دیسچارج کمپرسور نباید از 165 درجه سانتیگراد تجاوز کند(اگر هیدروپن را کمپرس کنیم نباید از 135 درجه سانتیگراد تجاوز کند) هر چه دمای وردی بیشتر باشد دمای خروجی بالاتر خواهیم داشت بنابراین باید دمای ورودی را کم کنیم (دمای ورودی برای کمپرسورهای رفت و برگشتی 40-45 درجه سانتیگراد)(اگر نسبت کمپرس را زیاد و تا 6 پیش ببریم تعداد مراحل کمتر ولی دمای دیسچارج بالاتر و تعمیرات بیشتری مورد نیاز خواد بود.
پاسخ صحیح در پست #40


4- منظور از Affinity law چيست؟ روابط آن كدام است؟

قوانین affinity در هیدرولیک و تهویه مطبوع استفاده می شود برای بیان رابطه بین متغیرهای متعددی دخیل در عملکرد پمپ ، فن و توربين هيدروليك (مانند هد ، نرخ جریان حجمی ، سرعت شفت ، و توان).
با استفاده از اين روابط مي توان با داشتن ارتفاع تخليه در يك شرايط مشخص، ارتفاع در شرايط ديگر را به دست اورد.
قانون 1. قطر پروانه (D) ثابت :
قانون 1a. جریان متناسب با سرعت شفت : Q1/Q2=N1/N2
قانون 1b. فشار ، یا Head با مربع سرعت شفت متناسب است : H1/H2=(N1/N2)2
قانون 1c. توان با مکعب سرعت شفت متناسب است : P1/P2=(N1/N2)3
قانون 2. سرعت شفت (N) ثابت :
قانون 2a. جريان با مکعب قطر پروانه متناسب است : Q1/Q2=(D1/D2)3
قانون 2b. فشار ، یا Head به مربع قطر پروانه متناسب می باشد : H1/H2=(D1/D2)2
قانون 2c. توان با مکعب قطر پروانه متناسب است : P1/P2=(D1/D2)3
که در آن
Q: نرخ جریان حجمی (به عنوان مثال CFM ، GPM یا لیتر بر ثانیه) ،
D : قطر پروانه (e.g. یا میلی متر) ،
N: سرعت چرخش محور (دور در دقیقه e.g.) است ،
D: فشار یا Head فن / پمپ (به عنوان مثال فوت یا متر) ،
P : توان شفت (e.g. وات) است.
فرض بر اين است که بازده پمپ / فن ثابت می ماند. به عبارت دیگر ، η1 = η2.
در كاربرد قوانين براي پمپ ها قانون 1 دقيق تر از قانون 2 مي باشد.
پاسخ صحیح در پست #43

 

[P O U R I A]

1- منظور از load shedding در پالايشگاه چيست؟

برنامه تقسيم بار( برق و بخارتوليدي) را در سيستم هاي پشتيباني- يوتيليتي در موارد اضطراري جهت تداوم كار واحدهاي عملياتي براساس اولویت واهمیت Load shedding مي نامند.در واقع load shedding مربوط به مواقعی است که اتفاقی برای تولید برق پیش میاد و این سیستم سبب حذف بارهای غیر ضروری از شبکه می شوند.
پاسخ صحیح در پست #51

2-ميزان معقول Gap& Overlap مابين محصولات نفتاي سبك –سنگين و نفت سفيد –نفت گاز چقدراست؟

در محصولات سبك 10 تا 15 درجه سانتيگراد در محصولات سنگين تر 15 تا 25 درجه سانتيگراد TBP .
طبق استاندارد (IPS(IPS-E-PR-491 این مقدار برای نفتای سبک و سنگین 15 درجه سانتیگراد و نفت سفید - نفت گاز 14 درجه سانتیگراد است.

Fractionation between two adjacent products is defined the difference, positive (gap) or negative (overlap), between the temperatures of the 5% point on ASTM distillation of the heavier product and the 95% point on ASTM distillation of the lighter product. The fractionation between adjacent products, as defined below, shall be as follows, however, the actual figures will depend on project requirements
Light SR Naphtha-Heavy SR Naphtha + 15°C
Heavy SR Naphtha-Blending Naphtha + 10°C
Blending Naphtha-Kerosene + 8°C
Kerosene-Atmospheric Gasoil + 14°C​

پاسخ صحیح در پست #52



3-شيرهاي پروانه اي دركجا مورد استفاده قرار گرفته ومزاياي آنها در چيست؟

این شیر که قادر به کنترل جریان سیال می باشد و با توجه به نوع حرکت دسته شیر که حرکتی دورانی دارد ( باندازه ربع دوردایره ، یا 90 درجه ) از اینرو از نظرعملکرد شیرها ، علاوه بر قرار داشتن در گروه شیرهای کنترل جریان سیال ، در گروه شیرهای سرعت عمل در قطع و برقراری جریان سیال نیز قرار می گیرد .این نوع شیر بهترین نوع شیر برای جریانهای زیاد است و اغلب برای کنترل دبی گازها و بخارها به کار می رود.
شيرهای پروانه اي درموارد tight seal بكار مي روند جايگيري كمي دارد و ارزان مي باشد. ضمنا دقت كنترل و اندازه گيري خوبي دارند. ( در انتقال گازها مانند هيدروژن و توربين هاي گازي وهمچنین شاه لوله های با قطر بالامورد مصرف بسیاری دارند ).

اطلاعات تکمیلی:
شیر پروانه در گیری فلز با فلز ( METAL TO METAL BUTTERFLY VALVE ) :
دراین نوع شیر پروانه ، دوقطعۀ نشیمنگاه و مجرابند هر دو ازمواد فلزی تشکیل شده اند ، لذا حرکت دورانی مجرابند در نشیمنگاه خود ( که از یک قطعه استوانه شکل تشکیل گردیده) نیاز به آزادی بین قطر خارجی مجرابند و قطر داخلی نشیمنگاه داشته وبه همین علت آببندی کافی و کاملی بین آندو صورت نپذیرفته ، لذا قطع کامل عبور جریان سیال در این نوع شیر پروانه امکان پذیر نمی باشد .
این نوع شیر صرفأ برای کنترل جریان سیال مورد استفاده قرار می گیرد و لذا استفاده از دو عدد شیر مسدود کننده کامل عبور جریان سیال BLOCK VALVE در قبل و بعد از شیر یاد شده الزامی خواهد بود .
شیر پروانه در گیری فلز با مواد نرم :
دراین نوع شیر پروانه ، یکی ازدوقطعۀ نشیمنگاه یا مجرابند را از مواد نرم پلیمری مانند انواع P.T.F.E. و انواع لاستیکها که در مقابل سیال عبور کننده از شیر مقاومت داشته باشد استفاده می نمایند .
استفاده از این نوع طراحی موجب امکان آببندی وقطع کامل جریان سیال عبوری از شیر می گردد و شیر قادر به کنترل و قطع کامل سیال عبوری از شیر خواهد بود .
دراین نوع شیر معمولأ داخل بدنه شیر از مواد نرم پوشانده و یا یک قطعه رینگ از مواد نرم در وسط ویا در مکانی در داخل بدنه شیرقرار می دهند تا تماس مجرابند با این مواد نرم امکان درگیری خوبی را ایجاد و قطع کامل جریان سیال را امکان پذیر سازد.
پاسخ صحیح در پست #53


4-علت استفاده از تلمبه های عمودی چیست؟

تامین NPSH لازمه بویژه درانتقال مواد سبک مانند گازمایع.

اطلاعات تکمیلی:
بدلیل همین موضوع در سال 1385 پمپ های واحد LPG پالایشگاه تهران را به پمپ ها را از افقی به عمودی تغییر دادند. زیرا بیشتر مواقع به علت Gas lock مجبور به تعویض پمپ با Spare بودند.
از GlandOil در پمپ های عمودی استفاده نمیشه ؛ یعنی یک جورایی صفت Glandless رو بهشون میدند.
gas lock توی پمپهای افقی هم هست و بصورت موقت باز کردن Vent میتونه موثر باشه ولی بعلت کاویتاسون ایجاد شده به مرور impeller خورده میشه که باید به کارگاه فرستاده بشه.

(gaslock) تنها زماني رخ ميدهد كه سطح سيال بالاتر از 1/3 عمق كلي ازseating nipple باشد. حبابهاي گاز منتشر شده روي شيرها تاثير گذاشته و پمپاژ‍ تعادلي با بازده بسيار پايين در حالتي كه سطح افزايش يافته، رخ مي دهد.
راه حل جلوگيري از gas-lock نوع اول استفاده از snubber-cage يا يك شير back-pressure مي باشد.

(gaslock) زماني رخ مي دهد كه حجمي از گاز بين شيرها در پمپ گير مي كند در اين حالت بيشينه فشار گاز محبوس روي down-strock براي غلبه بر فشار هيدرواستاتيكي روي شير traveling كافي نمي باشد در نتيجه فشار روي upstrock آنقدر كاهش نمي يابد كه به standing valve اجازه باز شدن و پذيرفتن سيال جديد را بدهد.
هر دو شير در شرايط بسته گير مي كنند و پمپ عمليات پمپاژ را انجام نمي دهد.
راه حل جلوگيري از اين نوع gaslock اينست كه پمپ خود را نوعي پيكربندي كنيم كه تقريبا به خوبي پمپ مايع عمل كند. عدم استفاده از پمپهاي travel tube يكي از روشهاي مؤثر است.
پاسخ صحیح در پست #54 - #61 - #68

 

[P O U R I A]

وسایل اندازه گیری در مهندسی شیمی

وسایل اندازه گیری در مهندسی شیمی

1- برای اندازه گیری سطح جامدات نارسانا از چه روشی استفاده میشود؟

راي اندازه گيري جامدات نارسانا، ازميله‌هاي خاذني (رساناي بدون پوشش )استفاده مي‌شود. ميله‌هاي خاذني محدوده بسيار وسيعي داشته، دقت بالايي ارائه كرده و نسبتاً ارزان هستند.
پاسخ صحیح در پست #65


2- در صورت بروز اشکال در ساختمان کدامیک از پمپ های زیر، بدون جدا کردن لوله های ورودی و خروجی، پمپ قابل تعمیر است؟
1) پمپ پیستونی
2) پمپ پره ای
3) ژیروتور
4)پمپ دنده ای
پاسخ صحیح پمپ های پره ای می باشد. اطلاعات بیشتر در زمینه دسته بندی کلی پمپ ها و کاربرد در پست #147 تاپیک وسايل اندازه گيري در مهندسي شيمي .


3- انواع صفحات اوریفیس را نام برید.

از نظر شکل ظاهر و وضعیت سوراخ اورفیس با توجه به کاربرد آن در موارد مختلف به چهار شکل ساخته می شوند.
1. اوریفیس هم مرکز (CONCENTRIC ORIFICE) :
سوراخ ان کاملا" در وسط صفحه قرار گرفته است وبرای مواد نفتی سبک و بدون رسوب وگازها استفاده میشود .
2. اوریفیس خارج از مرکز ( ECCENTRIC ORIFICE):
سوراخ ان در وسط صفحه قرار ندارد و خارج از مرکز است و برای مواد نفتی رسوب دار و سنگین بکار میرود.
3. اوریفیس قطعه ای (SEGMENT ORIFIC):
سوراخ ان خارج از مرکز و به شکل قطعه ای از دایره میباشد و کار برد ان برای مواد رسوب دار است .
4. اوریفیس کریر (ORFICE CARRIEA):
وسیله ای است که می تواند انواع صفحه اوریفیس را در خود جا دهد و در آن لوله های حامل اختلاف فشار نصب شده و احتیاج به فلنج سوراخ دار کردن بدنه لوله حامل جریان نیست از محاسن این اوریفیس این است که بدون قطع جریان می توان اوریفیس را عوض کرد.
پاسخ صحیح در پست #66


4-تعيين كنيد در هر يك از شرايط زير استفاده از كدام دبي سنج ها بهينه است :

1. جريان مايع با افت فشار ناچيز
2. فاضلاب با غلظت كم با افت فشار كم
3. مايعات گرانرو بدون افت فشار

1- لوله پيتوت- سرريزها- فلوم
2- ونتوري
3- دبي سنج مافوق صوت
اطلاعات بیشتر در زیمنه انواع دبی سنج ها در تاپیک وسايل اندازه گيري در مهندسي شيمي.

 

[P O U R I A]

1- در مبدل های پوسته-لوله سیال های رسوب دهنده وخورنده و سمی به عنوان سیال لوله استفاده میشود یا سیال پوسته؟چرا؟

هر سه مورد توی TUBE فرستاده میشه. زیرا:
1- تمیز کاری لوله راحت تر از پوسته است.
2- خوب اگه سیال خورنده توی پوسته فرستاده بشه چی میشه؟ معلومه دیگه هم پوسته و هم لوله خورده میشه.
3-اینجا بحث نشتی مطرحه خوب اگه توی پوسته فرستاده بشه و نشتی بده بنده خدا فاتحه Outside خوندس.
پاسخ صحیح در پست #98


2-انتخاب tube pitch در مبدل ها بر چه اساسی است؟

به قطر خارجي لوله ها بستگي دارد براي مثال:

• براي لوله هاي مثلثي شكل حداقل 1.25 برابر قطر خارجي لوله است
• براي لوله هاي مربعي شكل يا 1.25 برابر يا (قطر لوله+6ميليمتر)

و با توجه به سهولت تعمیرات بعدی برای سیالات لزج مانند گازوییل و سنگینتر از آرایش مربع و در مواد سبکتر از آرایش مثلثی و لوزی استفاده می شود.
هیچ وقت برای کاهش هزینه و کاهش قطر پوسته آرایش لوله ها انتخاب نمیشه آرایش لوله ها کاملاً به نوع سیال و میزان افت فشار و نیاز به تمیز کاری اون داره.
برای سیال کاملاً تمیز از آرایش 30 درجه استفاده میکنند چون نیازی به تمیزکاری نداره و نهایتاً باعث کمترین قطر شل میشه.
راستی تا یه چیزی یادمه مبدهای آیا آرایش تیوبها در مبدهای کتل همیشه 90 درجه است؟چون hetran همیشه این وارنینگ رو برای مبدل کتل میده که چون pull boiling اتفاق می افته باید آرایشش 90 درجه باشه.
خوب بقیش هم از روی کتاب براتون می نوسیم:
آرایش 30 درجه بیشترین و 90 درجه کمترین تعداد لوله را فراهم میکنند(به خاطر کاهش و افزایش قطر پوسته)
از آرایش مربعی برای مبدلهای صفحه لوله ثابت استفاده نمیشود.چون چنین مبدلهایی به تمیزکاری نیاز ندارند.
از آرایش 45 درجه برای جریانهای تک فازی با رژیم جریان آرام ,سیال رسوبزا و فرایند کندانس شدن در بخش پوسته استفاده میشود.
در ریبویلر از آرایش مربعی 90 درجه استفادم میشود تا مسیر مناسبی برای فرار بخارهای حاصل فراهم شود.
پاسخ صحیح در پست #147 - #134


3-مبنای تعیین ضخامت تیوب های مبدل های حرارتی چیست؟

مبنای محاسبه, استاندارد هایTEMA,ASME است.


4-vibration در مبدلها چگونه ایجاد و روش رفع آن چگونه است؟

شدت حرکت سیال ورودی در پوسته می تواندباعث لرزش گردد که با جابجایی بافل ها ویا کاهش تعداد تیوب ها در طراحی آن را رفع می کنند.
وقتی فرکانس ارتعاشات ناشی از جریان سیال یا زلزله با فرکانس طبیعی اجزای مبدل و بیا هارمونیکهای بالاتر آن برابر باشد دامنه ارتعاشات به قدری زیاد خواهد شد که منجر به شکستن اجزای مبدل می شود.مسأله ارتعاشاشات بیشتر در مبدلهای لوله ای حائز اهمیت است.در مبدل های صفحه ای ,صفحات پره دار ,صفحه و کویل و صفحات مارپیچ, به ذلیل بالا بودن فرکانس طبیعی دستگاه و تعداد نقاط اتصال اجزا این مسأله چندان مهم نیست.وجود پره روی لوله های پردار مانند ایر کولر ها باعث افزایش مقاومت لوله می شود.که به سهم خود فرکانس را کاهش می دهد.عمدتاً جریان سیال سمت پوسته سه نوع ارتعاش به وجود می آورد:
1-ارتعاشات ناشی از گردابه
2-ارتعاشات ناشی از نوسانات جریان
3-ارتعاشات ناشی از ناپایداری سیال.

روش های جلوگیری از ارتعاشات:
در لوله های مستقیم فرکانس ارتعاشات بستگی به نوع نقطه اتکا ء و طول لوله دار.برخی از ارتعاشات در مبدها به شرح ذیل می باشند:
1-کاهش فاصله بین بافلها
2-کاهش سرعت سیال سمت پوسته,این امر با کاهش دبی تغییر گام یا آرایش لوله ها امکان پذیر است.
3-استفاده از بافلها با برش کوچکتر,این امر موجب می شود بیشتر لوله ها در قسمت بافلها واقع شوند در نتیجه طول موثر لوله ها کم شده و فرکنس طبیعی افزایش می یابد.
4-افزایش ضخامت بافلها
5-کاهش لقی بین لوله و لبه سوراخ روی صفحات نگهدارنده
6-استفاده از لوله های ضخیم تر(انگار اینم یه مبنای دیگه برای ضخامت لوله هاست)
7-جنس بافلها نباید از جنس لوله سخت تر باشد.
برای کاهش ارتعاش در مبدل موجود از روشهای زیر استفاده می کنند:
1-کاهش دبی سیال سمت پوسته
2-لول های محیطی در داخل پوسته بیشتر مستعد ارتعاش می باشند.این امر به واسطه زیاد بودن فاصله بین تکیه گاههای آنها می باشد.دامنه ارتعاشات آنه ممکن است بقدری باشد که این لوله ها مکررا" به پوسته برخورد نمایند.برای رفع این مشکل می توان از نوار برای محکم کردن دسته لوله استفاده کرد.همچنین می توان با قرار دادن چوب یا پلاستیک بین لول ها فرکانس طبیعی ارتعاش را افزایش داد
3-می توان بعضی از لوله ها را (بخصوص در بخش پنجره بافل)از دسته لوله خارج نمود.
پاسخ صحیح در پست های #138 - #139


5- مبنای انتخاب شکل کوره ها(Cell type , Cylindrical, Box type) چیست؟

شکل کوره ها تابع سطح حرارتی وduty مورد نیاز میباشد .کمتر از 10MMBtu/h عموما" استوانه ای وبیش از آن مکعبی و برای سطوح بالاتر, از انواع cell type استفاده می شود.
پاسخ صحیح در پست #147


6-منظور از moth balling چیست وکاربرد آن در کجاست؟

mothballing در واقع يك استراتژي توليد يك محصول دلخواه براي يك شركته كه البته ارزش عملياتي بالايي داره و بستري فراهم ميكنه براي توليد كالاها مطابق تقاضاي بازار به جاي متدهاي عادتي و پيوسته و قديمي..همان گونه که برای حفظ البسه ازآسیب بید(moth)زدگی آنها را با قرص های گلوله ای(balls) نفتالین بید زدایی می کنند,در صنعت نیز بمنظور نگهداری وحفاظت دستگاههایی که از سرویس خارج شده ومدتی طولانی مورد استفاده قرار نخواهند گرفت آن ها را با پرکردن مواد نگهدارنده ,مواد خنثی ,روغنها وغیره در برابر استهلاک حفاظت مینمایند که این عمل به moth ball معروف است.
پاسخ صحیح در پست #147

 

[P O U R I A]

راکتور

راکتور

1- recycle reactor چيست و ميزان جريان بازگشتي درآن چه رابطه اي با درصد تبديل دارد ؟

در این راکتورها قسمتی از جریان خروجی ( قبل از ورود به مرحله جداسازی) با جریان ورودی مخلوط وبه راکتور برگردانده می شود . این راکتورها عموما از نوع راکتورهای Plug (PFRیا PBR) می باشند و اغلب برای واکنشهای کاتالیستی استفاده می شود ( بستر راکتوربه صورت یکپارچه از کاتالیست جامد پر می شود . )
در نسبت جریان بازگشتی بالا (high recycle ratio) رفتار راکتور به راکتور CSTR نزدیک می شود و در نسبت های متوسط رفتاری بینابین PFR و CSTR دارد .
این راکتورها در مقیاس ازمایشگاهی دارای دو نوع internal recycle و external recycle می باشند .
شرایط استفاده از راکتورهای بازگشتی :
برای واکنشهایی که باید در شرایط Isothermal (هم دما ) صورت بگیرد.
کاهش در صد تبدیل محصول نا مطلوب درفرایندهای شامل چندین واکنش رقابتی ( افزایش گزینش پذیری )
در واکنش های اتوکاتالیتیک ( اتوکاتالیزوری) و واکنشهایی که نیاز به الگوی خاص جهت اختلاط دارند ( الگویی میان الگوی اختلاط CSTRو PFR ).
ادامه پاسخ در پیوست recycle reactor.doc


2- سه راكتور لوله اي با حجمهاي مختلف را بطور منشعب براي توليد يك محصول خاص به يكديگر متصل ميكنند.تقسيم خوراك بين سه راكتور بايد چگونه باشد؟

از انجا که یک محصول خاص باید تولید شود ( خروجی هر سه راکتور یکسان است ) درنتیجه درصد تبدیل هر سه راکتور با هم برابر است پس طبق معادلات زیر (در فایل پیوست اثبات شده است ) خوراک ورودی به هر راکتور باید به نسبت حجم ها تقسیم شود .
ادامه پاسخ در پیوست reactor.doc


3- در يك واكنش درجه1 در يك راكتور لوله اي و يك راكتور مجهز به همزن كه بصورت سري قرار گرفته اند، ترتيب قراردادن راكتورها به چه صورت باشد كه بيشترين تبديل را داشته باشيم؟

برای واکنش های درجه اول ترتیب قرار گیری راکتورها تاثیری در افزایش راندمان و درصد تبدیل ندارد .اثبات در پیوست قرار داده شده است .
ادامه پاسخ در پیوست reactor2.doc


4- راكتور CFSTR چيست؟

راکتور CFSTR یا continuous flow stirred tank reactor همان CSTR می باشند که در مقالات به صورت کامل CFSTR اورده می شود .
این راکتورها از نوع راکتورهای پیوسته می باشند که خوراک به طور پیوسته وارد راکتور می شود و پس از انجام واکنش محصول، پیوسته از راکتور خارج می شودو عموما در فرایندهای صنعتی (مناسب واکنش فاز مایع ) برای تولید مقادیر زیاد محصول استفاده می شود.
برای واکنش های پلیمریزاسیون از این راکتورها به دلیل بالا بودن ویسکوزیته سیال استفاده می شود .
رفتار یک CSTRاز طریق فرضیات به کار رفته در CSTR ) CISTR ایده ال )مدل سازی می شود .
فرضیات :
راکتور در شرایط پایا (STEADY STATE) می باشد.
سیالات به صورت کاملا مخلوط (Perfectly mixed) در راکتور قرار دارد درنتیجه غلظت خروجی و داخل راکتور یکسان می باشد و سرعت واکنش در تمام نقاط یکسان در نظر گرفته می شود .
شرایط هم دما می باشد و دما وابستگی مکانی و زمانی ندارد .
در بیشتر واکنشهای فاز مایع دانسیته ثابت است ( همچنین در واکنش های فاز گازی که تغییر در دما و تعداد مول وجود ندارد.)
محدودیت
از انجایی که در این راکتور ها در صد تبدیل در مقایسه با سایز راکتور کم است درنتیجه حجم راکتور زیاد می باشد که عموما از طریق سری کردن راکتورهای کوچک هزینه را کاهش می دهند .

 

[P O U R I A]

1- اگه از طريق پمپ موجود سيال از فشار اتمسفريك تا 10 بار افزايش فشار يابد ( دبي 10 متر مكعب در ساعت ) و بخواهيم فشار تا 40 بار بالا رود
جهت صرفه جويي در هزينه يك پمپ با پمپ موجود سري ميگردد ( پمپ دوم رو داريم ) ايا بين اين دو پمپ ميبايست يك مخزن قرار داد اگه اينطوره زمان ماند تانك بايد چقدر در نظر گرفت ( استانداردي وجود داره؟ )
اگه زمان ماند در تانك نصب شده كمتر از حد استاندار باشه آيا ميشه از طريق سيستمهاي هشدار دهنده ( مثل الارم لول و... ) اين نقيصه رو جبران كرد

تو سوال شماره 18 تاپيك اطلاعات مورد نياز مهندس شيمي ذكر شده HLL ايا اين مخفف HIGH LEVEL LIMT و چطور محاسبه ميشه ضمنا ايا زمان ماند تو مبدلها محدوديت طراحي داره بنظر در طراحي مبدلها پارمترهاي ديگهاي بايد در نظر گرفت.

منطقی به نظر نمیرسه که بخوایم یه مخزن قبل از پمپ دوم بذاریم اگه همه دبی پمپ اول خوراک پمپ دوم باشه بالفرض که به هر دلیلی پمپ اول stop بشه (نمیدونم بهتره راجع به چیزی که میدونم نظر بدم):
HLL (تو سپریتور باهاش برخورد داشتم) مخفف high liquid level هستش روش محاسبه آن بسته به تجهیز مورد طراحی و روش محاسبه دارد مثلاً در مورد سپریتورها یک روش حدس و خطاست(بالطبع با تغییر طول و قطر میزان لول تغییر میکند)همونطور که موقع سایزینگ Lو D فرض می کنیم در طول انجام محاسبات میزان حداکثر و حد اقل لول را تعیین میکنیم و محاسبات را تا پایان ادامه داده در صورت لزوم برمی گردیم با حدسD جدید HLL هم تغییر میکند.ولی در محاسبات برج تقطیر در تعیین قطر موارد دیگری دخیل هستند و بر اساس استاندارد مقداری را تحت عنوان لول تعریف می کنیم.
فایل ضمیمه روند طراحی و سایزینگ سپراتور 3 فازی است در این روند میتونید ببینید که hll وLLL چگونه و با چه روابطی محاسبه شده.من فایل الکترونیکی دو فازی رو نداشتم توی اینترنت این جملات رو سرچ کنید فایلش هست قبلاً دانلود کردم نمیدونم چه کارش کردم ولی هم سایزینگ دو فازی و هم سایزینگ سه فازی:
gas/liquid separators-type selection and design ruels (Dep 31.22.05.11-gen
Phase_Separator_Article.pdf


2- برای مخازن ذخیره آب آتش نشانی در منطقه عسلویه از آب desalt شده دریا استفاده میشه برای چنین مخازنی با توجه به شرایط آب و هوایی عسلویه چه متریالی پیشنهاد می کنید و با چه corrosion allowance ی اگه متریالمRST-37 باشه چه corrosion allowance مناسب هست؟

متریال استفاده شده در ساخت مخازن آب آتش نشانی فازهای 6،7 و 8 پارس جنوبی (که البته فکر می کنم سایر فازها هم متریال مشابه دارند) کربن استیل(CS(SA 285 Gr.C با پوشش داخلی اپوکسی و corrosion allowance پیشنهادی جهت پوسته تانک 1.5 mm در نظر گرفته شده.در مورد RST-37 بیشتر جهت ساخت پروفیل از این نوع فلز استفاده میشه نه ورق.

3- آزمايش BET يا N2 BET چيه و چه كاربردي داره؟ و اينكه در ايران كجا اين آزمايش رو انجام ميدن؟

برای اندازه گیری سطح جامدات متخلل هست تو رمینه های مختلف کربرد داره ولی تو نفت و گاز پتروشیمی برای اندازه گیری سطح کاتالیست استفاده میشه
این مقاله رو ببینید:
N2-BET specific surface areas of some low activity clay soils