فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 84 (فروردین و اردیبهشت 1395)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 84 (فروردین و اردیبهشت 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/02/25
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
  • کاهش کمی و کیفی پروژه های تجربی و علمی کارشناسی ارشد و دکترا
    صفحه 5
  • مقالات
  • سیده هاجر موسوی، بهروز موحدی*، علی ضرابی صفحه 6
    نانوذرات مغناطیسی به دلیل خواص مغناطیسی خاص، در علوم مختلف، به خصوص پزشکی، کاربردهای بسیار زیادی دارند. از این رو، امروزه موضوع سنتز و تولید آنها از اهمیت شایانی برخوردار است. در این مقاله، ابتدا انواع روش های سنتز، شامل هم رسوبی، سل- ژل، تجزیه گرمایی، ریز امولسیون و گرمابی را مقایسه و ارزیابی می کنیم و سپس به کاربرد نانوذرات مغناطیسی به عنوان یکی از عوامل تشخیصی– درمانی در حوزه پزشکی اشاره خواهیم کرد. بنابر مطالعات انجام شده، روش های گرمایی شامل تجزیه گرمایی و گرمابی، مناسب ترین روش برای سنتز نانو ذرات با اندازه کوچک و توزیع یکنواخت به شمار می آید، در حالی که آسان ترین روش، هم رسوبی است. محدودیت عمده این روش، عدم امکان کنترل دقیق اندازه ذرات است. در این میان، روش ریز امولسیون از لحاظ کنترل اندازه و ریخت شناسی نانو ذرات از پتانسیل دامنه داری برخوردار است. همچنین، در روش سل- ژل، قابلیت سنتز نانو ذرات مغناطیسی با فازهای مختلف، از بازه های دمایی گوناگون امکان پذیر است. باید گفت که امکانات بالقوه نانوذرات مغناطیسی برای رهایش دارو، درمان ابر گرمایی سرطان و نیز بهبود تصویربرداری تشدید مغناطیسی هسته ای گسترده است.
    کلیدواژگان: نانو ذرات مغناطیسی، اکسید آهن، رهایش دارو، تشخیصی، درمانی
  • زهرا فاضلی، محمدرضا جعفری نصر* صفحه 17
    در این مقاله لوله گرمایی در حالت دو بعدی، با جریان آرام، پایا، و تراکم ناپذیر شبیه سازی و تحلیل شده است. به منظور بررسی حرکت شاره (سیال) در ناحیه فتیله، از قانون دارسی استفاده شده و در ناحیه بخار، معادلات انرژی، پیوستگی و ناویر استوکس حل شده است. نتایج نیمرخ دما بر روی دیواره لوله گرمایی و نیز اندازه فشار و سرعت در محور جریان بخار با درصد خطای 2/0 با
    نمونه های آزمایشگاهی اعتبار سنجی شده است. اثر تغییر قطر فتیله بر عملکرد حرارتی لوله گرمایی به طول (mm) 966 و ضخامت دیواره (mm) 85/0، از جنس مس در شش نمونه، به ترتیب، با ضخامت فتیله (برحسب mm): 356/0 ، 178/0، 712/0، 424/1، 136/2 و 848/2، و با ثابت نگه داشتن سایر متغیرها بررسی شده است. نتایج حاکی از آن است که با کاهش قطر ناحیه فتیله ، شاهد افزایش ضریب جابه جایی خواهیم بود.
    کلیدواژگان: مبدل گرمایی، لوله گرمایی، انتقال گرما، شبیه سازی، فتیله، قانون دارسی، مکانیک شاره های محاسباتی
  • سیده سحر سجادی هزاوه، احد قائمی* صفحه 28
    جذب گازها یکی از فرایندهای مهم در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و همچنین در حوزه حفاظت محیط زیست به شمار می آید. در این تحقیق مدل سازی تکدمای فرایند جذب گازهای کربن دی اکسید و هیدروژن سولفید توسط جاذب های چارچوب های فلزی- آلی به منظور بررسی رفتار سیستم جذب و پیش بینی ظرفیت جذب بررسی شده است. برای مدل سازی از مدل های تکدمای سه پارامتری و چندلایه استفاده شد. از داده های تجربی جذب هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید بر روی چهار نوع جاذب فلزی- آلی برای شناسایی رفتار جذب و محاسبه پارامترهای مدل ها به کار گرفته شد. به منظور ارزیابی عملکرد هر مدل، از ضریب همبستگی استفاده شد. نتایج مدل سازی نشان داد که جذب گازهای کربن دی اکسید و هیدروژن سولفید بر روی جاذب ها فیزیکی بوده و جاذب ها عملکرد بهتری نسبت به جزء کربن دی اکسید دارند. در بین مدل های چندلایه مدل بیت نسبت به سایر مدل ها تطابق خوبی با داده های تجربی نشان داد. همچنین، نتایج نشان داد که این جاذب ها برای جذب گازهای موردنظر ظرفیت زیادی دارند.
    کلیدواژگان: مدل سازی تکدمایی، جذب گاز، کربن دی اکسید، هیدروژن سولفید، چارچوب های فلزی، آلی
  • مهرداد نیا کوثری*، زهرا فرقانی صفحه 41
    ذرات جاذب نانومغناطیس در ابعاد nm100-1 برای فرایند جداسازی مغناطیسی به کار می روند که آنها را بنابر خواص مغناطیسی شان، به گروه های: فرومغناطیسی، فری مغناطیسی، پاد فرومغناطیسی، دیامغناطیسی و پارامغناطیسی تقسیم بندی می کنند؛ که به علت برخورداری از نسبت سطح به حجم زیاد دارای انرژی فراوانی اند و به کاهش سطح انرژی خود گرایش دارند. در نتیجه، دارای ظرفیت زیاد بارالکتریکی و محدودیت پراکندگی اند. نانوذرات مغناطیسی به کمک روش های مختلفی تولید می شوند که متداول ترین آن روش رسوب گذاری هم زمان است. این ذرات به پارامترهایی چون تغییرات pH ، دما، و قدرت یونی بسیار حساس اند و از طریق ترکیب با گروه های کربوکسیل، فسفات و سولفات پایدار می شوند. از این ذرات برای جداسازی بسپارها، زدودن مواد پرتوزا از فاضلاب ها، تصفیه آب های آشامیدنی، درمان سرطان، بی حرکت کردن آنزیم، خالص سازی پروتئین، بسته بندی مواد غذایی و تکنیک ردیابی استفاده می شود. کاربرد این ذرات بسیار ساده، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه و فاقد خطرات جانبی است.
    کلیدواژگان: ذرات نانو مغناطیس، روش، خالص سازی، جداسازی، نافعال، سازی
  • حسین هاشم لو، میترا احمدی*، مجتبی سمنانی رهبر صفحه 49
    آلودگی ناشی از نشت نفت خام مشکل عمده ای است که از بزرگترین تهدیدها برای محیط زیست دریایی به شمار می آید. پس از اقدامات اولیه برای مهار گسترش آلودگی با بهره گیری از روش های فیزیکی و شیمیایی، پاکسازی زیستی بهترین و ارزانترین اقدام برای مبارزه با این آلودگی محسوب می شود. دامنه کیفیت پاکسازی زیستی را می توان با دو روش تلقیح زیستی و تحریک زیستی گسترش داد. تلقیح زیستی ریزاندامگانها از طریق افزودن محیط کشت غنی از مخلوط ریزاندامگانها به آب دریا و تحریک زیستی، شامل افزودن مواد مغذی به محیط آلوده، صورت می گیرد. در این مقاله، اثربخشی این دو روش در پاکسازی زیستی محیط های آلوده دریایی بررسی و مقایسه می شود. نتایج به دست آمده از تحقیقات مختلف نشان می دهد که استفاده از محیط کشت آمیخته ریزاندامگانهای بومی، بازده پاکسازی زیستی را به طور چشمگیری افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: تجزیه زیستی، ریزاندامگان، نفت خام، تلقیح زیستی، تحریک زیستی، آب آلوده به نفت، زیست روآور
  • مجتبی خانی، علی بهرامی* صفحه 62
    زیست بسپار بزرگ مولکولهای زیستی اند که از تعداد زیادی زیر واحد کوچک و شبیه به هم ساخته می شوند که اتصال کووالانسی بین آنها پیوند برقرار می کنند و زنجیره ای طولانی تشکیل می دهند. زیست بسپارها از موجودات زنده از قبیل گیاهان، جانداران و ریزاندامگانها به طور طبیعی تولید می-شوند و از لحاظ زیست محیطی نیز تجزیه پذیرند؛ امروزه مواد زیست بسپاری در شکل های گوناگونی تولید شده اند؛ بنابراین، از ظرفیت استفاده در صنایع گوناگون برخوردارند. به منظور استفاده از زیست بسپارها در صنایع، نیاز به تجاری کردن فرایند تولید و نیز بهینه سازی تولید آن ها حس می شود. نقش عمده زیست واکنشگاه مطلوب نیز در فراهم کردن محیطی کنترل شده به منظور دستیابی به شرایط بهینه رشد و یا تولید محصول درخور توجه است. نوع زیست واکنشگاه مورد استفاده نیز در تولید زیست بسپار تاثیر گذار است. در این مقاله، ضمن مروری بر زیست بسپارها، و انواع زیست واکنشگاه به بررسی زیست واکنشگاه مناسب برای تولید زیست بسپارهای میکروبی پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: زیست بسپار، زیست تخریب پذیر، زیست واکنشگاه
  • علی اکبری چوبر، سید مهدی علوی املشی* صفحه 75
    عمده ترین واکنش برای سنتز فتالیک انیدرید در صنایع پتروشیمی، اکسایش جزئی ارتوزایلن در بستر ثابتی از کاتالیست وانادیم پنتا اکسید بر پایه اکسید تیتانیم است. فتالیک انیدرید یکی از مهمترین محصولات در صنعت به شمار می آید.
    تولید پلاستیک کننده (افزودنی بسپاری برای افزایش انعطاف پذیری) و پلی استر، یکی از مهمترین کاربردهای فتالیک انیدرید است. از مهم ترین عوامل غیرفعال کننده کاتالیست فرایند، تغییر فاز آناتاز به روتایل اکسید تیتانیم و پایدار کردن وانادیم V4+ در شبکه روتایل است. این موضوع سبب کاهش تدریجی گزینش پذیری فتالیک انیدرید در خلال فرایند می-شود. برای مقابله با این امر،
    در سال های اخیر تحقیقات فراوانی انجام شده است ولی هنوز ساختار مطلوب پایه برای جلوگیری از تغییر فاز آناتاز به روتایل حاصل نشده است، به گونه ای که گزینش پذیری فتالیک انیدرید و فعالیت کاتالیست تحت تاثیر قرار نگیرد. این مقاله به مرور کلی در مورد کاتالیست فرایند اکسایش جزئی ارتوزایلن و روش های سنتز آن می پردازد.
    کلیدواژگان: اکسایش انتخابی، ارتوزایلن، فتالیک انیدرید، وانادیم پنتا اکسید، پایه کاتالیست، ارتقادهنده
  • امیر حسین زاده هلاله*، عباسعلی چنگلوایی صفحه 90
    به دلیل عدم موفقیت برخی از عملیات انگیزشی انجام شده در مخزن کربناته سازند داریان میدان اهواز، تاثیر غلظت های مختلف اسید کلریدریک 10، 15 و 28 درصد، در رفع آسیب و افزایش نفوذپذیری سنگ مخزن بررسی شده است. با استفاده از آزمایشهای مربوط به تجزیه و تحلیل مغزه و گزارشهای دستگاه ریزعکس از سازند1 و مطالعات آزمایش چاه2 با استفاده از نرم افزار 4/3PanSystem v، نوع تخلخل این سازند نیز بررسی شد. نتایج بررسی نشان داد که استفاده از اسید هیدروکلریک با غلظت 15% بهترین حالت برای اسیدزنی این چاه است و باید غلظت بهینه را با در نظر گرفتن شرایط چاه و مخزن مورد نظر مشخص کرد. کاهش ضریب پوسته از 5 به 45/4- موفقیت آمیز بودن این عملیات را نیز روشن کرد. ارزیابی نتایج به دست آمده نشان داد که علیرغم کربناته بودن سازند داریان، فرض بودن تخلخل یگانه3 در این سازند منطقی تر به نظر می رسد.
    کلیدواژگان: انگیزش، اسیدکاری، نفوذپذیری، ضریب پوسته، آزمایش چاه، کربناته
  • علی آراسته نوده* صفحه 102
    در این مقاله، به بررسی تاثیر افزایش سیلیکات زیرکونیم در مقادیر 2 تا 14 درصد به لعاب پایه پرسلانی در دمای پخت 1350 درجه سلسیوس بر خواص فیزیکی و نوری و رنگ آن می پردازیم. با افزایش مقادیر یاد شده در لعاب، خواص آن از طریق اندازه گیری دانه بندی، رنگ، ضریب انبساط گرمایی، پراش پرتو X ، و آنالیز شیمیایی، و در نهایت مطالعه تصاویر در زیر میکروسکوپ الکترونی بررسی می شود. نتایج حاکی از آن اند که با افزایش سیلیکات زیرکونیم در دانه بندی و ترکیب شیمیایی ثابت تا 10%، تاثیر بسیار خفیفی بر رنگ مشاهده می شود. تغییرات رنگ در 12% شروع می شود و بعد از آن شدت می گیرد. میزان این تغییر به میزان بلورهای آزاد سیلیکات زیرکونیم وابسته است که ضریب شکست نور و ضریب انبساط گرمایی را به شدت تغییر می دهد. پراکندگی پردامنه نور در ترکیب 14%، به نسبت ترکیب 12%، سطح را از حالت درخشنده به مات تبدیل می کند. علاوه بر این، تعدد بلورهای بادلیت، اکسید زیرکونیم و سیلیکات زیرکونیم با ضریب شکست نور متفاوت، خواص ماتی سطح را افزایش می دهد بنابراین،
    ترکیب 12% می تواند یک نقطه بهینه برای لعاب نیمه کدر (اپک) شفاف با گرانروی مناسب باشد.
    کلیدواژگان: سیلیکات زیرکونیم، لعاب های پرسلانی، لعاب های کدر
  • اخبار و گزارش ها
  • صفحه 115
|
  • H. Mousavi, B. Movahedi*, A. Zarabi Page 6
    Owing to magnetic nanoparticles have the specific properties, they have been used in different sciences especially in medical applications. Therefore, the synthesis of magnetic nanoparticles is the most important topics. In this review paper, the investigation and comparison between different synthesis methods such as
    co-precipitation, sol-gel, thermal decomposition, micro-emulsion and hydrothermal are studied and then magnetic nanoparticles as a diagnosis-therapeutic agent are introduced. The previous studies showed that the methods included thermal decomposition and hydrothermal are the most appropriate process to synthesis nanoparticles in small and uniform distribution sizes, while the co-precipitation is the easiest method in among the others. The general limitation of this process is difficulty in control of the exact particle sizes. However, in the micro-emulsion technique there is a more ability to control the size and morphology of the particles. In sol-gel method it is possible to synthesize magnetic nanoparticles in different phases after the post heat treatment process. It is important to note that magnetic nanoparticles have a high potential for drug delivery, cancer diagnosis and therapy as well as magnetic resonance imaging.
    Keywords: Magnetic Nanoparticles, Iron Oxide, Drug delivery, Diagnosis, Therapeutic
  • Z. Fazeli, M. R.Jafari Nasr* Page 17
    Simulation of a heat pipe was carried out assuming 2D, incompressible, steady state, laminar flow in both vapor region and wick structure. The Darcian model based in porous wick to determine liquid flow in liquid-wick section. The governing equations in vapor region are included; continuity, Navier-Stocks and energy equation. The result of axial outer wall temperature, centerline pressure and velocity magnitude were to be in well agreement with cylindrical heat pipe operation with an error of 0.2% . The effect of variation of wick diameter has been analyzed while the others parameters are considered in fixed values of length 966(mm), wall thickness of 0.85(mm) and wick thickness of 0.356, 0.178,1.424,2.136 and 2.848 (mm). The results showed that the heat transfer coefficient increases by decreases of the wick’s diameter.
    Keywords: Heat Exchanger, Heat Pipe, Heat Transfer, Simulation, Wick, Darcy's Law, CFD
  • S. S. Sajadi Hezaveh, A. Ghaemi* Page 28
    Adsorption of gases is one of the important processes in the oil, gas, petrochemical industries and also environmental protection. In this research, modeling of carbon dioxide and hydrogen sulfide gases adsorption was investigated using metal organic frameworks to obtain adsorption system behavior and adsorption capacity prediction. Three parameters and multilayer isothermal models were used in the modeling. Experimental data of carbon dioxide and hydrogen sulfide adsorption on four metal organic frameworks were used to obtain the model parameters. The correlation coefficient was used to evaluate the models performance. The modeling results showed that the adsorption process of CO2 and H2S was physical and the adsorbents have best performance for carbon dioxide adsorption. Between multilayer models, BET model showed a good agreement with experimental data than other models.
    Keywords: Isothermal Modeling, Gas Adsorption, Carbon Dioxide, Hydrogen Sulfide, Metal Organic Frameworks
  • M. Niakosary*, Zahra Forghani Page 41
    Magnetic nanoparticle adsorbentswith a size of 1-100 nm are used for magnetic separation processes and are classified into different groups based on their magnetic properties: ferromagnetic, ferrimagnetic,
    anti-ferromagnetic, diamagnetic, and paramagnetic. Due to their high surface to volume ratio, they have high energy levels and tend to reduce their energy levels. As a result, they have high loading capacity and limited dispersion. Magnetic nanoparticles are produced by different techniques, the most common of which is simultaneous deposition. These particles are very sensitive to parameters such as pH and temperature changes and ionic strength, and become stable by combining with carboxyl, phosphate and sulfate groups. These particles are used for polymer separation, removal of radioactive materials from wastewater, drinking water treatment, cancer treatment, enzyme immobilization, protein purification, food packaging and tracking techniques. These particles are extremely simple to use, cost-effective and low-risk.
    Keywords: Nanomagnetic Particles, Technique, Purification, Separation, Deactivation
  • H. Hashemlou, M. Ahmadi*, M. Semnani Rahbar Page 49
    Oil spills have caused major concern over their major threat on many different ecosystems. After initial efforts to curb the spread of pollution by chemical and physical techniques, bioremediation as an attempt to combat this pollution is the best and cheapest. Bioremediation features a great strategy on removal of oil spills through application of bioaugmentation and biostimulation as two complementary methodologies. Briefly, bioaugmentation works through application of oil degrading indigenous microorganisms and biostimulation works by stimulation of the growth of indigenous hydrocarbon degraders through addition of specific nutrients (mainly N&P) or other growth-limiting nutrients. In this report, we compared the effectiveness of strategies; autochthonous bioaugmentation and biostimulation in successful remediation of polluted marine environments. The results obtained from various literatures showed a significantly increased biodegradation of crude oil using local microbial consortiums.
    Keywords: Biodegradation, Microorganisms, Crude Oil, Bioaugmentation, Biostimulation, Oil, Polluted Water, Biosurfactant
  • M. Khani, A. Bahrami* Page 62
    Biopolymers are biological macromolecules that have been made a large number of small units and similar which are connected covalently to make a long-chain. Because of the biopolymers are produced naturally of the living organisms such as plants, animals and microorganisms therefor are biodegradable, they are very good. biopolymers have been developed in various forms, therefore have capacity to use in various industries. In order to use biopolymers in industry to commercialization the production process and optimize its production. Regard to the main role a well bioreactor, providing a controlled environment in order to achieve optimal conditions for growth or production, Type of Bioreactor also affects the production of biopolymers. In this study, an overview of the biopolymers and various bioreactor and have been investigated suitable bioreactor for the production of microbial biopolymers.
    Keywords: Biopolymer, Biodegradable, Bioreactor
  • A. Akbari Choubar, S. M. Alavi Amlashi* Page 75
    The main process to produce phthalic anhydride in the petrochemical plants is selective oxidation of o-xylene within a fixed bed reactor with TiO2 supported V2O5 catalyst. Phthalic Anhydride (PA) is the one of the most applicable within industry. Production of plasticizer (polymeric additive to increase flexibility) and polyester is the one of the most important usage of PA. The most important deactivation factors of catalyst, is phase change from anatase to rutile and stabilization of vanadium V inside the rutile structure. This phase change causes a gradual decrease in selectivity to phthalic anhydride in procedure. In recent years, plenty of investigations have been carried out to deal with it. However, it has not obtained desirable structure of support for preventing the phase change from anatase to rutile, so that selectivity and catalytic activity will not be affected. This paper presents an overview of the oxidation catalyst process of o-xylene and synthesis methods.
    Keywords: Selective OxidationOXylene, Phthalic Anhydride, Vanadium Pentoxide, Support of Catalyst, Promoters
  • A. Hosseinzadeh Helaleh*, A. A. Changalvaee Page 90
    Due to the failure of some stimulation operations which have applied on carbonate reservoirs of Darian’s formation of Ahwaz oilfield, in order to improvement in formation damage and increase in permeability, the effect of several acids (HCL with 10%, 15% and 28% dosages) was evaluated by comprehensive research on a candidate well. Moreover, the porosity type of this formation was evaluated due to another research by using core analysis tests, FMI Tool reports and well testing analysis by PanSystem v3,4 software. According to the results, high concentration of acid, it is not always in tune with its increasing performance and the optimum concentration on the conditions of each reservoir and oil wells should be consider. Consequently, using HCL 15% is creating the best condition to this stimulation process. Success of this operation is also clear due to decreasing in skin factor of 5 to -4.45. Since there is a disagreement between the reservoir engineers regards to the being single or dual porosity of Darian’s formation, notwithstanding of its carbonate reservoirs, being single porosity of this formation is more logical, according to the evaluation’s results.
    Keywords: Stimulation, Acidizing, Permeability, Skin Factor, Well Testing, Carbonate
  • A. Arasteh Nodeh Page 102
    This study deals with investigating the effect of different amounts (2-14%) of zirconium silicate (ZrSiO4) on the physical and optical properties of porcelain glaze at 1350C firing point. The study was performed using different amounts of ZrSiO4 in porcelain glaze and scanning electron microscopy (SEM) images, X-ray diffraction spectra (XRD), X-ray fluorescence (XRF) and colorimetric tests were used to study the mentioned properties. Result shows that by increasing ZrSiO4 content from 2% to 14% the color, whiteness, opacity, and thermal expansion coefficient (TEC) changed significantly and all of these parameters were in their optimum point at 12% ZrSiO4. High diffraction in glaze with 14% zircon decreases shines because of baddeleyte, zirconium oxide and zircon crystals.
    Keywords: Zirconium Silicate, Porcelain Glaze, Ppaque Glaze