فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 86 (امرداد و شهریور 1395)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 86 (امرداد و شهریور 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/06/21
  • تعداد عناوین: 9
|
  • آرمین حاجی بابا، محمد معصومی*، حسین نازک دست صفحه 6
    هدف از این تحقیق، بررسی برقراری برهم کنش بین نانوذرات رس با اصلاح کننده آب دوست و آمیزه بسپاری پلی بوتیلن ترفتالات/ پلی پروپیلن است. از این رو نانوکامپوزیت های شامل 1، 3 و 5 جزء نانورس در 100 جزء بسپار، به روش اختلاط مذاب تهیه شدند. به منظور بررسی برقراری برهم کنش در این نانوکامپوزیت ها، از طیف سنجی فروسرخ، آنالیز پراش پرتو ایکس و آزمون های رئولوژیکی بهره گرفته شد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس حاکی از ایجاد ساختار جایگذاری شده از نانوذرات رس در آمیزه پلی بوتیلن ترفتالات/ پلی پروپیلن است. آزمون های رئولوژیکی به همراه مدل د کی1 نشان دادند که نانوکامپوزیت های شامل 3 و 5 جزء نانورس در 100 جزء بسپار، به دلیل ایجاد شبکه فیزیکی نانوذرات رس، تنش تسلیم بروز می دهند. وجود تنش تسلیم در این نانوکامپوزیت ها حاکی از ایجاد برهم کنش های نانورس- نانورس و بسپار- نانورس است. بنابر نتایج مدل د کی، نانوکامپوزیت شامل 5 قسمت وزنی نانورس نسبت به نانوکامپوزیت های دیگر، تنش تسلیم بیشتری بروز می دهد؛ به این ترتیب معلوم می شود که شدت برهم کنش ها در این نانوکامپوزیت بیشتر و قوی تر است. همچنین، طیف سنجی فروسرخ، وجود برهم کنش بین گروه هیدروکسیل موجود در اصلاح کننده نانو رس و گروه های هیدروکسیل و کربوکسیل پلی بوتیلن ترفتالات را به اثبات رسانید.
    کلیدواژگان: رئولوژی، آمیره پلی بوتیلن ترفتالات، پلی پروپیلن، نانورس، مدل دکی
  • فاطمه آهنگران، مهران حیاتی، امیرحسین نوارچیان*، کریم اسماعیل پور صفحه 16
    کپسوله کردن مواد فناوری جدیدی است که در زمینه های مختلف، از جمله دارورسانی، صنایع رنگ، کشاورزی و بسپارهای خودترمیم شونده کاربردهای فراوانی دارد. پلی متیل متاکریلات (1 PMMA) از جمله بسپارهایی است که به عنوان دیواره ریزکپسول ها استفاده می شود. روش عمده در کپسوله کردن مواد مایع با پوسته PMMA روش تبخیر حلال از امولسیون دوتایی آب- روغن- آب است. در این پژوهش، ابتدا روش های کپسوله کردن مواد مایع با پوسته بسپاری بیان شده و سپس پژوهش های انجام شده در زمینه عوامل موثر بر تهیه ریزکپسول ها با دیواره PMMA مرور خواهد شد.
    کلیدواژگان: کپسوله کردن، خود ترمیم شونده، پلی متیل متاکریلات، ریزکپسول
  • مهدخت ارشدی، جلال الدین شایگان سالک*، امیرحسین حمیدیان صفحه 28
    صنعت نساجی یکی از منابع مهم آلاینده محیط زیست به شمار می رود. عمده ترین آلاینده های موجود در این فاضلاب مربوط به حضور مواد رنگ زا در آن است که بیشینه مقدار آن در فرایند رنگرزی و تکمیل وارد فاضلاب می شود. ورود این مواد به محیط زیست، آثار منفی بسیاری بر بوم سازگانها و سلامت انسان می گذارد. برای جلوگیری از این پیامدها و یا کاهش آنها، تصفیه فاضلاب نساجی باید مورد توجه قرار گیرد. تا کنون روش های زیادی برای تصفیه این فاضلاب ارایه شده است. در بیشتر موارد ترکیبی از این روش ها موثر واقع شده است. در این مطالعه، میزان مصرف آب، مراحل تولید کننده فاضلاب و میزان تولید فاضلاب صنایع نساجی به تفکیک هر مرحله بررسی شده است. بخش مهمی از این مطالعه نیز به مرور روش هایی می پردازد که تا کنون در تصفیه فاضلاب این صنایع به کار گرفته شده اند.
    کلیدواژگان: صنعت نساجی، واحد های تولید کننده فاضلاتب، کمیت و کیفیت فاضلاب، تصفیه فاضلاب، مواد رنگ زا
  • اعظم امینی، حبیب مهری زاده، علیقلی نیایی*، داریوش سالاری، طاهر رحیمی اقدم صفحه 42
    گرمایش زمین ناشی از انباشت گازهای گلخانه ای در جو یکی از تهدید های عمده زیست محیطی قرن بیست و یکم به شمار می آید. با گسترش نگرانی ها، پژوهش در زمینه تبدیل کربن دی اکسید به ترکیبات با ارزش رو به افزایش است. در چند دهه اخیر، توافق علمی برای گیراندازی، تثبیت و فناوری هایی برای به چرخه در آوردن کربن دی اکسید افزایش یافته است. امروزه، تولید متانول به عنوان یکی از هیدروکربن های پرکاربرد در صنایع مختلف که می تواند جایگزین مشتقات نفت خام شود، از اهمیت فراوانی برخوردار شده است. تبدیل فوتوکاتالیستی گاز کربن دی اکسید به ترکیبات با ارزش، علاوه بر کاستن نگرانی از بابت انباشت این آلاینده، مسیری تازه برای تولید ترکیبات سنتزی مشتق از گاز کربن دی اکسید را می گشاید. از این رو، در این مقاله مروری، بعد از ارائه روش های مختلف برای کاربرد و تبدیل کربن دی اکسید، فرآیند تبدیل فوتوکاتالیستی بروز می شود و کاتالیست ها، واکنش های لازم و همچنین انواعی از واکنشگاه های به کار رفته در این فرآیند مورد بحث قرار خواهند گرفت.
    کلیدواژگان: تبدیل فوتوکاتالیستی، کربن دی اکسید، گازهای گلخانه ای، متانول، محیط زیست
  • آزاده پارسایی، علی الیاسی*، مریم رنجبر صفحه 53
    واکنشگاه های ریزمجرا در واکنش های مختلف کاتالیستی و غیرکاتالیستی برای تولید هیدروژن در پیل های سوختی قابل حمل کوچک، کاربرد گسترده ای یافته اند. در مقاله حاضر، ساختار کلی واکنشگاه ریزمجرا و نیز روش های لایه نشانی کاتالیست روی سطح مجراها مطالعه قرار شده اند. در ادامه، تهیه یک کاتالیست Cu-Zn-Al به همراه بهبوددهنده سریم و با استفاده از روش سل- ژل گزارش شده است. از این کاتالیست برای تولید هیدروژن به روش تبدیل متانول با بخارآب استفاده شده است و برای ارزیابی بر روی مجراهای یک ریزواکنشگاه از طریق اسپری کردن با روش ترکیبی سل- ژل و جامدات معلق پوشش داده شده است. ارزیابی کاتالیست و عملکرد ریزمجرا با استفاده از مخلوط متانول و آب به نسبت مولی 5:2 و با دبی cc/h 2 و در دماهای C270 و C290 انجام شد.
    نتایج به دست آمده نشان می دهند که کاتالیست تهیه شده دارای ساختار نانوست، به طوری که اندازه ذرات کروی ایجاد شده در ساختار کاتالیست کمتر از 60 نانومتر است. همچنین، ارزیابی صورت گرفته نشان می دهد که با افزایش دما از C270 به C290 میزان تبدیل متانول از 2/57 درصد به 5/70 درصد افزایش یافته و میزان هیدروژن در فاز گاز خروجی از واکنشگاه حدود 63 درصد
    به همراه غلظت ناچیز 1 تا 5/1 درصدی کربن مونوکسید بوده است.
    کلیدواژگان: واکنشگاه ریزمجرا، لایه نشانی کاتالیست، تولید هیدروژن، تبدیل متانول با بخار آب
  • رضا درویشی، محسن نصراصفهانی*، روح الله باقری صفحه 66
    در این مطالعه پایداری الکتروستاتیکی و سرعت انباشت ذرات اولیه در غیاب عوامل معلق ساز ثانویه در بسپارش تعلیقی و توده ای وینیل کلراید به صورت کمی بر مبنای نظریه DLVO1 و مدلهای موجود برای دو ذره کلوئیدی، شبیه سازی شده است. در غیاب عوامل معلق ساز ثانویه، ذرات اولیه PVC به واسطه بار الکتروستاتیکی منفی که روی این ذرات تشکیل می شود، به مقدار کمی پایدار می شوند. این بار منفی ناشی از دی هیدروکلریناسیون است که از واکنش انتقال زنجیری رادیکال اتم کلر به زنجیر بسپاری ناشی می شود. تغییرات دو کمیت «ثابت سرعت همبستگی» و «نسبت پایداری» که میزان وابستگی پایداری ذرات به قدرت یونی محیط، مقدار بار منفی و دما را نشان می دهند، با اندازه ذرات بررسی شده است. بنابر نتایج به دست آمده، ذرات کوچکتر با وجود برخورداری از زتا پتانسیل بیشتر، دارای سرعت بالای انباشت با ذرات بسیار بزرگ در محیط هستند. افزایش دما و عکس طول دبای نیز باعث افزایش سرعت بهم پیوستن ذرات می شود.
    کلیدواژگان: پلی (ونیل کلراید)، ذرات اولیه، پایداری الکترواستاتیکی
  • سید سعید حسینی*، آزاده نظیف، عبدالصمد زرین قلم مقدم صفحه 76
    به دلیل تعدد واحدهای آبکاری در ایران و حجم چشمگیر فاضلاب تولیدی آن، تصفیه فاضلاب حاصل در این صنعت از اهمیت زیادی برخوردار است. نانوصافش بدلیل مزایای متعدد گزینه مناسبی برای این منظور محسوب می شود. بررسی ها نشان می دهد که شار و میزان دفع کروم و نیکل از طرفی به فرمولبندی و ساخت غشاء، و از سوی دیگر به پارامترهای عملیاتی فرایند وابسته است. همچنین، انتخاب بسپار مناسب درکنار اصلاح غشاء با استفاده از نانولوله ها، نانوذرات، پیوند زدن با بسپارهای آبدوست و سایر روش ها می تواند میزان دفع را تا بیش از 90 درصد افزایش دهد و شارتراوا را تا حد مطلوبی بهبود بخشد. تغییر شرایط عملیاتی مانند فشار، غلظت، pH و دیگر عوامل نیز می تواند به بهبود کارایی غشاء منجر شود. هدف این مقاله، بررسی و تحلیل عوامل موثر بر کارایی غشاء نانوصافش به منظور حذف کروم و نیکل فاضلاب آبکاری توسط غشاءهای بسپاری نانوصافش است.
    کلیدواژگان: پساب صافش، پساب آبکاری، کروم و نیکل، اصلاح غشاء، بهبود عملکرد
  • هادی پورتالاری، فرشاد ورامینیان*، جواد کریمی ثابت صفحه 90
    در تحقیق حاضر، یک ستون تقطیر چندجزئی به کمک روش مرحله ی تعادلی مدل سازی شده است. مدل سازی با حل مجموعه ی معادلات حاکم بر روش نیوتون- رافسون بهبودیافته انجام شده است. در این تحقیق سعی شده برای حصول اطمینان از همگرایی روش نیوتون و افزایش سرعت رسیدن به جواب نهایی، ابتدا حدس های اولیه تصحیح و سپس به عنوان ورودی داده شوند. تصحیح حدس های اولیه با استفاده از روش جداسازی معادلات انجام شده است. مدل سازی در گام اول روی یک ستون تقطیر موجود انجام شده و در گام بعدی، این ستون با تعیین مقادیر بهینه برای پارامترهای عملیاتی موثر، بازطراحی شده است. برای ارزیابی دقت نتایج مدل سازی، جواب های حاصل با نتایج یک پژوهش مشابه مقایسه شده اند. مقایسه ها انطباق کاملی میان نتایج نشان می دهند.
    کلیدواژگان: تقطیر چند جزئی، مدل سازی تعادلی، روش نیوتون، رافسون بهبود یافته
  • فاطمه بسحاق، بابک مختارانی*، حمیدرضا مرتهب صفحه 104
    در این تحقیق روش های گوگردزدایی از سوخت های مایع، شامل گوگردزدایی هیدروژنی، اکسایشی، جذبی، زیستی، استخراجی و گوگردزدایی با آب فوق بحرانی مطالعه شد. نقاط ضعف و قوت، پارامترهای موثر و چالش های پیش روی هر کدام از روش ها کاویده شد. در بین روش های یادشده روش های گوگردزدایی هیدروژنی، اکسایشی و جذبی دارای فناوری صنعتی اند، ولی روش-های گوگردزدایی زیستی، استخراجی و گوگردزدایی با آب فوق بحرانی فناوری صنعتی ندارند و تحقیقات در این زمینه همچنان ادامه دارد. علیرغم پیشرفت های به دست آمده، همچنان متداولترین روش صنعتی برای حذف گوگرد، گوگردزدایی هیدروژنی است. هر چند این روش نیز خود معایبی دارد. پژوهشگران در حوزه های پالایش نفت، تلاش می کنند با بهبود و ارتقای روش های گوگردزدایی فعلی و یافتن روش های گوگردزدایی جدید به فناوری صنعتی تولید سوخت های فسیلی پاک دست یابند.
    کلیدواژگان: سوخت مایع، گوگردزدایی هیدروژنی، اکسایشی، جذبی، زیستی، استخراجی، آب فوق بحرانی
|
  • A. Hajibaba, M. Masoomi*, H. Nazockdas Page 6
    The aim of this research is the investigation of interactions formed between nanoclay with hydrophilic modifier, and PBT/PP polymer blend. Accordingly, nanocomposites containing 1, 3 and 5 phr of nanoclay were prepared using the melt mixing method. For investigation of interactions in theses nanocomposites, FTIR, X-Ray diffraction and rheological tests were performed. The outcomes of X-Ray diffractions indicate the intercalated structure formed in PBT/PP/Organoclay nanocomposites. Rheological tests along with De Kee model reveal that nanocomposites containing 3 and 5 phr of nanoclay show yield stress due to formation of physical networks. The existence of yield stress in these nanocomposites is the indication of interaction between clay-clay and
    polymer-clay. Based on the results of De Kee model, nanocomposite containing 5 phr of nanoclay shows higher yield stress in comparison with other samples. The present subject suggests that interactions in this nanocomposite are stronger than other specimens. Moreover, FTIR results prove the interactions formed between hydroxyl groups of organic modifier in nanoclay and hydroxyl and carboxyl groups of PBT.
    Keywords: Rheology, PBT, PP Blend, Nanoclay, De Kee Model
  • F. Ahangaran, M. Hayaty, A. H. Navarchian*, K. Esmailpour Page 16
    Enapsulation is a new technology with many applications in drug delivery, dyes, agriculture and self-healing polymers. Polymethyl methacrylate (PMMA) is one of the polymers that is widely used as shell material in encapsulation. The main approach for materials encapsulation using PMMA as shell is solvent evaporation technique form double water-oil-water emulsion. In the present study, first, the encapsulation of liquid materials with polymeric shell is studied and then the effective factors on the preparation of micro/nanocapsule with PMMA shell will be reviewed.
    Keywords: Encapsulation, Self, Healing, Polymethyl Methacrylate (PMMA), Micro, Nanocapsule
  • M. Arshadi, J. Shayegan Salek*, A.H. Hamidian Page 28
    Textile industries wastewater is one of the most important pollutants of environment. Chromogens are the main toxic material presented in wastewater which mostly in intinction and fulfillment processes add to wastewater. Wastewater discharging containing chromegens to environment makes serious problems and can threat humane society which obligates treatment of Textile industry wastewater. There are a lot of ways for treatment but in most of cases applying a combination of ways can be more useful. The main body of this study discuss about ways of Textile industry wastewater treatment. Also the amount of water consuming, processes of wastewater producing and amount of produced wastewater in Textile industry were studied.
    Keywords: Textile Industry, Wastewater Producing Processes, Wastewater Quality, Quantity, Chromogen Material
  • A. Amini, H. Mehrizadeh, A. Niaei*, D. Salari, T. Rahimi Aghdam Page 42
    Global warming caused by greenhouse gases is one of the main environmental threats that we face in the 21st century. With increasing concerns, research on converting CO2 in to valuable compounds has increased. In the past few decades, scientific consensus for capture, fixation and recycling technologies of CO2 increased. Today, methanol production, as one of the hydrocarbons that can be used in various industries instead of crude oil derivatives, is very important. Photo Catalytic conversion of CO2 into valuable compounds, in addition to reduce concerns about this pollutant, is a new way to produce synthetic compounds derived from carbon dioxide gas.
    In this review paper, after presenting the different methods of application and conversion for CO2, photo catalytic conversion process will have been studied and then catalysts, the required reactions as well as the types of reactors will have been discussed.
    Keywords: Photocatalytic Conversion, Carbon Dioxide, Greenhouse Gases, Methanol, Environment
  • A. Parsaee, A. Eliassi*, M. Ranjbar Page 53
    Microchannel reactors have been used in different catalytic and non-catalytic reactions for hydrogen production extensively in small portable fuel cells. In this paper, general structure of the Microchannel reactor and also catalyst deposition methods on the surface of channels have been studied. Then preparation of a Cu-Zn-Al catalyst with CeO2 promotor by using sol-gel method has been reported. This catalyst was coated on the channels of a micro-reactor by hybrid method between sol-gel and suspension methods. The catalyst was evaluated at 270ºC and 290ºC. For the catalyst evaluation a mixture of methanol and water with 2:5 molar ratio was used as the feed of the reactor. Flow rate of the feed was 2cc/h in all of experiments. Obtained results show that with increasing temperature from 270ºC to 290ºC methanol conversion is increased from 57.2% to 70.5% and the amount of hydrogen in the output gas phase from reactor was about 63% with low concentrations of CO that was about 1-1.5 percent.
    Keywords: Micro-Channel Reactor, Catalyst Coating, Hydrogen Production, Steam Reforming of Methanol
  • R. Darvishi, M. Nasr Esfahany*, R. Bagheri Page 66
    In this study the electrostaticstability of PVC primary particles formed in suspension polymerization of VCM is simulated. In absence of secondary suspending agents, the primary particles are stabilize through their own small negative electrostatic charge formed from the chain transfer radical reaction into the polymer chains or from dehydrochlorination reaction .Also, evolution of two terms of aggregation kernel and stability ratio of primary particle, which depend on Ionic strength of polymerization media, temperature and charge density, with particle size is investigated. The simulation results show that particle agglomeration most readily occurs between small-small and large-small particles. It can be seen that aggregation kernel and the inverse of stability ratio increases with temperature and the reciprocal Debye length.
    Keywords: Poly (Vinyl Chloride), Primary Particles, Electrostatic Stability
  • S. S. Hosseini*, A. Nazif, A. Z. Ghalam Moghaddam Page 76
    The treatment of electroplating wastewaters is very importance due to the large number of electroplating factories in Iran and generation of considerable amounts of wastewater. Nanofitration is considered as a viable choice for this purpose due to its various advantages. Investigations reveal that the flux and rejection of nanofiltration membranes for chromium and nickel are governed by the membrane formulation and fabrication as well as the process operational conditions. Beside the selection of an appropriate polymer material, modification of the membrane by using nanotubes, nanoparticles, functionalization by hydrophilic polymers, and other techniques can enhance the rejection to greater than 90% and improve the permeate flux to a desirable level. Changing the operating conditions such as pressure, concentration, pH and other parameters can also further improve the membrane performance. The objective of the present article is to investigate and analyze the effect of various influencing parameters involved in the treatment of chromium and nickel in electroplating wastewater using nanofiltration membranes.
    Keywords: Nanofiltration, Electroplating Wastewater, Chromium, Nickel, Membrane Modification, Performance Enhancement
  • H. Poortalari, F. Varaminian*, J. Karimi Sabet Page 90
    In this work a multicomponent distillation column is modeled using the equilibrium stage model. Modeling is done by solving the set of governing equations using modified newton-raphson method. To ensure the convergence of Newton's method and increase speed to reach the final answer, we tried to modify the initial guesses. Then the corrected values are given as inputs. Correction of initial guesses is performed using tearing equations method. Accordingly base column is modeled and then based on determining optimum operating parameters this column has been redesigned. To evaluate the accuracy, the obtained results were compared with a similar work. Comparisons show full compliance between two works.
    Keywords: Multicomponent Distillation, Equilibrium Stage Modeling, Modified Newton, Raphson Method
  • F. Boshagh, B. Mokhtarani*, H. R. Mortaheb Page 104
    In this research, desulfurization methods of liquid fuels such as Hydrodesulfurization, Oxidative desulfurization, Biodesulfurization, Absorption desulfurization, Extraction desulfurization and Supercritical water desulfurization are studied. Strengths and weaknesses, parameters and challenges facing each of the methods are investigated. Among these methods, hydrodesulfurization, oxidation desulfurization and absorption desulfurization have industrial technology. But biodesulfurization, extraction desulfurization and supercritical water desulfurization have not Industrial technology and studies continue in this field. Despite these progresses still the most common industrial technology for the sulfur removal is hydrodesulfurization, although this method has disadvantages. Researchers in the fields of oil refining, trying to improve and enhance the current desulfurization methods and find new desulfurization methods for achievement to industrial tchnology of clean fossil fuels production.
    Keywords: Liquid Fuel, Hydrodesulfurization, Oxidative Desulfurization, Biodesulfurization, Absorption Desulfurization, Extraction Desulfurization, Supercritical Water Desulfurization