فهرست مطالب

Chemical and Petroleum Engineering - Volume:44 Issue: 1, Apr 2011

Journal of Chemical and Petroleum Engineering
Volume:44 Issue: 1, Apr 2011

  • تاریخ انتشار: 1389/10/11
  • تعداد عناوین: 9
|
  • حامد اعظمی، محمدرضا مهرنیا، محمدحسین صراف زاده، سارا مافی راد، مهسا کاظم زاده، سید سیاوش مدائنی صفحه 1
    در این مقاله اثر حضور کاتیون های فلزی روی خواص لجن فعال و گرفتگی غشا در تصفیه پساب به وسیله بیورآکتور غشایی غوطه ور بررسی شده است. سامانه مورد استفاده شامل غشای مسطح از جنس سلولز استات در یک بیورآکتور غشایی با حجم کاری دو لیتر بود. آزمایش های تعیین مشخصات لخته سازی و آبگیری لجن فعال در غلظت های مختلف از کاتیون های سدیم، پتاسیم، منیزیم و کلسیم در تصفیه پساب های سنتزی حاوی برش های نفتی انجام شده است. نتایج نشان داد که کاتیون ها با تشکیل پیوند با مواد خارج سلولی باعث تشدید فرآیند لخته سازی لجن فعال می شوند. این پدیده به ویژه در مورد کاتیون های دو ظرفیتی منیزیم و کلسیم، به دلیل ایجاد پل بین مواد خارج سلولی شدیدتر است، به طوری که کاتیون های دو ظرفیتی، قدرت لخته سازی را تا میزان دو برابر افزایش می دهند. از طرفی کاتیون ها باعث بهبود خواص ته نشینی و آب گیری لجن فعال می شوند و به ویژه کاتیون های دوظرفیتی میزان گرفتگی غشا را تا 25 درصد لجن فعال کاهش می دهند.
    کلیدواژگان: بیورآکتور غشایی غوطه ور، گرفتگی، آب گیری لجن و ته نشینی لجن فعال، کاتیون های فلزی
  • احسان الوند، علی وطنی، ابراهیم حشمت دهکردی صفحه 9
    با استفاده از فنون غیرمخرب، بدون باز کردن برج های تقطیر، برج های فرایندی، مخازن تحت فشار و غیره اطلاعات مهمی از درون آن ها و فرایند های در حال انجام در آن ها به دست می آید. بهره گیری از فناوری روبش با استفاده از اشعه گاما به عنوان ابزار تشخیص برای روبش برج های سینی دار، برج های با بستر آکنده، مخازن ذخیره سازی و غیره از یکسو و همچنین تعیین چگالی مواد محتوی، ارتفاع سطح مواد محتوی، سطح تماس بین دو سیال مختلف و غیره از سوی دیگر روز به روز افزایش یافته است.
    در این مقاله سعی شده است نارسایی های درون برج سینی دار مدل شود و نحوه تشخیص نارسایی ها با استفاده از پروفایل حاصل از روبش بیان شود. از این مدل پیشنهادی می توان برای شروع کار روبش استفاده کرد و از آن برای کالیبره کردن و تنظیم کردن شرایط کار استفاده کرد.
    کلیدواژگان: آزمایش های غیر مخرب، آشکارساز اشعه گاما، برج سینی دار، روبش گاما
  • امین بازیاری، یدالله مرتضوی، عباسعلی خدادادی، نگهدار حسین پور، میترا بحری صفحه 21
    زئولیت های NaY با نسبت Si/Al چارچوبی متفاوت و به فرم سدیم دار به شکل هیدروترمال سنتز شده و سپس با یون آمونیوم تعویض یونی شدند. مشخصات ساختاری نمونه های سنتز شده به وسیله آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، آنالیز فلورسنس اشعه ایکس (XRF)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) و تعیین سطح ویژه (BET) به دست آمدند. سپس اثر متغیر های عملیاتی آلومینیوم زدایی هیدروترمال یعنی دما، زمان و فشار جزئی بخار آب بر آلومینیوم زدایی چارچوب زئولیت های Y و ساختار آنها به وسیله آنالیزهای XRD و BET تعیین شد. با توجه به آزمایش های انجام شده برای زئولیت با نسبت اتمی Si/Al برابر با 69/1، آلومینیوم زدایی هیدروترمال موفقیت آمیز نبود، در حالی که برای زئولیت با نسبت اتمی Si/Al برابر با 44/2 آلومینیوم زدایی با موفقیت انجام شد. فراوری هیدروترمال سبب خروج تعدادی از آلومینیوم های چارچوبی شده که در نتیجه آن نسبت Si/Al چارچوب زئولیت از 44/2 تا 3/12 افزایش یافته است، به طوری که با سخت تر کردن شرایط فراوری هیدروترمال، میزان آلومینیوم زدایی بیشتر شد، اما درصد کریستالیتی زئولیت از 100 به 68 درصد کاهش یافت. همچنین در اثر آلومینیوم زدایی هیدروترمال، سطح ویژه زئولیت فوق پایدار نسبت به زئولیت Y مادرش تا حدود m2/g 200 کاهش یافت.
    کلیدواژگان: آلومینیوم زدایی، فوجاسیت، زئولیت Y فوق پایدار، هسته افشانی
  • پردیس رفویی، محمد شاهرخی صفحه 31
    در این مقاله، عملکرد کنترل استنتاجی پیش بین غلظت با بهره گیری از شبکه عصبی برای تخمین، در یک برج تقطیر چند جزیی خلوص بالا بررسی شده است. ابتدا یک شبکه عصبی مصنوعی برای تخمین غلظت محصول بالای برج از روی دمای سینی های برج طراحی شده و سپس یک کنترلر پیش بین برای کنترل غلظت تخمین زده شده به کار گرفته شده است. عملکرد سیستم کنترل استنتاجی پیش بین ارائه شده برای حذف اغتشاش و تغییر مقدار مقرر بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که کنترلر پیشنهادی از عملکرد مناسبی بهره مند است.
    کلیدواژگان: شبکه عصبی مصنوعی، کنترل پیش بین، تقطیر چند جزئی، کنترل استنتاجی، تخمین زننده
  • هژبر صحبت زاده لنبر، حسین ابوالقاسمی، محمد قنادی مراغه، امیر خاکپای صفحه 43
    در این مقاله، تاثیر عوامل مختلف (چگالی، گرانروی، کشش بین سطحی و غلظت جزء منتقل شونده) بر ماندگی نقطه وارونگی فاز بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان دادند که تغییر در نسبت چگالی فازها تا حدودی بر ماندگی نقطه وارونگی بی اثر است. همچنین مشخص شد که مهم ترین عامل بر میزان ماندگی نقطه وارونگی فاز، نسبت گرانروی فازها است و افزایش گرانروی هر فاز تمایل آن فاز را برای پراکنده شدن افزایش می دهد. افزایش کشش بین سطحی نیز مشروط بر اینکه نسبت گرانروی فاز پراکنده به فاز پیوسته بزرگ تر از یک باشد، باعث کاهش ماندگی نقطه وارونگی فاز می شود و اگر نسبت گرانروی فازها کوچک تر از یک باشد، سبب افزایش ماندگی در نقطه وارونگی فاز می شود. افزایش غلظت جزء منتقل شونده نیز از طریق تاثیر بر خواص فیزیکی فازها و بر همکنش های الکترواستاتیکی میان قطره ها و فاز پیوسته سبب افزایش تمایل به هر دو نوع وارونگی و می شود.
    کلیدواژگان: جزء منتقل شونده، میکسر، ستلر، پراکندگی مایع، مایع، وارونگی فاز
  • پریسا ظاهری، حسین ابوالقاسمی، محمد قنادی مراغه، مریم ظاهری صفحه 53
    در بیشتر تجهیزات استخراج صنعتی، مقادیر کمی آلوده کننده های فعال سطحی که به طور اجتناب ناپذیر وجود دارد، می توانند اثرات عمیقی بر رفتار قطره ها داشته باشند. بدین منظور آزمایش های متعددی برای بررسی اثر حضور عامل فعال سطحی آنیونی سدیم دودسیل سولفات (SDS) بر اندازه قطره ها در شرایط هیدرودینامیکی مختلف و در حضور جزء منتقل شونده (استن) در یک دستگاه میکسر-ستلر افقی انجام شده است. آزمایش ها در غلظت های مختلف SDS به همراه یک غلظت ثابتی از استن و در هلدآپ ها و دورهای مختلف همزن انجام شده است. نتایج نشان می دهند که در حضور غلظت های پایین از SDS، اندازه قطره ها کاهش شدیدی از خود نشان می دهند، ولی در غلظت های بالا با افزایش آن تغییر در اندازه قطره ها کمتر می شود. همچنین برای غلظت های مختلف SDS، یک مدل تجربی برای میانگین اندازه قطره ها ارائه شده است.
    کلیدواژگان: مدل تجربی، اندازه قطره ها، عامل فعال سطحی، جزء منتقل شونده، میکسر، ستلر
  • رضا عروج، حسین ابوالقاسمی، ضحی وطنی، محمد مهدویان صفحه 63
    برای مدل سازی حلالیت توسط معادلات حالت، به خواص بحرانی ماده حل شونده نیاز است. برای بسیاری از مواد، خواص بحرانی وجود ندارد. روش متداول استفاده از روش گروه های کمکی است که باعث بالا رفتن میزان خطا در مدل سازی می شود. در این مطالعه برای مدل سازی حلالیت توسط معادلات حالت معادله حالت ساو-ردلیش- کوانگ (SRK) و پنگ-رابینسون (PR) از قوانین اختلاط Huron-Vidal استفاده شد. یک تابع جدید بر حسب دما و فشار برای محاسبه C2 (پارامتر قوانین اختلاطHuron-Vidal) ارائه شد. برای مدل سازی حلالیت توسط مدل های نیمه تجربی، فرم جدیدی از معادلات ارائه شده توسط Mendez و Chrastil مورد استفاده قرار گرفت. مدل سازی حلالیت در حلال فوق بحرانی برای 20 ماده توسط روش های ذکر شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که در مدل سازی با استفاده از معادلات نیمه تجربی میزان خطا برای مدل های Charstil، Aguilera، Gordillo، Mendez و دو مدل اصلاح شده توسط این گروه به ترتیب 19.89و34.89و11.71و12.07و11.17و15.70 و در مدل سازی با استفاده از معادلات حالت توسط SRK، PR به ترتیب 14و 19.85 است
    کلیدواژگان: مدل نیمه تجربی، روش گروه های کمکی، مدل سازی، معادلات حالت، حلالیت
  • آرش کدیور، محمدتقی صادقی، رحمت ستوده قره ‎باغ، مهرک محمودی صفحه 73
    در این مقاله شبیه سازی و بهینه سازی رآکتور صنعتی هیدروژناسیون استیلن بررسی شده است. به دلیل پیچیدگی واکنش های هیدروژناسیون استیلن، هیچ یک از سینیتیک های پیشنهاد شده توسط محققان مختلف، نمی تواند سینتیک کاملا دقیق فرایند تلقی شود. یکی از روش های قابل اعتماد در تعیین سینتیک فرایند، انجام شبیه سازی فرایند و سپس حداقل کردن اختلاف داده های واقعی با نتایج شبیه سازی به کمک تکنیک های بهینه سازی برای بازه ای معین از شرایط عملیاتی است. بدین منظور، فرایند رآکتور هیدرژناسیون استیلن روی کاتالیست صنعتی یک واحد پتروشیمی نمونه، در بازه یک ساله برای تخمین عوامل سینتیکی آن در شرایط عملیاتی صنعتی بررسی شد. در تابع هدف مورد بررسی در طی فرایند بهینه سازی، با توجه به وجود نقاط محلی زیاد در فضای حل مسئله و غیرخطی بودن تابع هدف، الگوریتم ژنتیک و نیز روش SA برای بهینه-سازی عوامل سینتیکی واکنش، به کار گرفته شده و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شده اند. همچنین تاثیر عوامل مؤثر بر بازده الگوریتم ژنتیک برای این مسئله، بررسی شده و بهترین عوامل تعیین شد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، کاتالیست، هیدروژناسیون استیلن، الگوریتم ژنتیک
  • محمد معماری، داریوش باستانی، ایرج گودرزنیا صفحه 83
    هدف این مقاله بررسی عددی ناسلت محلی جت متقارن در سیستم های مایع-مایع است. معادله های ریاضی حاصل از بررسی های نظری به صورت مدل کامپیوتری نوشته شده است. برای حصول اطمینان از کار این نرم افزار اطلاعات تجربی حاصل از یک مقاله پژوهشی [1] مورد استفاده قرار گرفت. پس از تنظیمات لازم، نرم افزار مورد نظر داده های آزمایشگاهی را با دقت کافی پیش بینی کرد و به این ترتیب از کار نرم افزار اطمینان حاصل شد. پس از اطمینان از عملکرد نرم افزار تاثیر تغییرات در عوامل هیدرودینامیکی و عوامل حرارتی بر ناسلت محلی مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت معادله ای برای پیش بینی مقدار عددی ناسلت محلی به صورت تابعی از طول جت ارائه شد.
    کلیدواژگان: روش VOF، جت های متقارن مایع، مایع، عدد ناسلت، CFD، انتقال حرارت، سطح آزاد
|
  • Page 1
    This paper presents the results of an investigation on the effects of concentration of cations on activated sludge properties and membrane fouling in submerge membrane bioreactors. The working volume of the experimental setup was two liters. The cellulose acetate membrane was immersed in the bioreactor. The flocculability, settling properties and fouling propensity of activated sludge was measured in various concentrations of cations such as sodium, potassium, magnesium and calcium. Results showed that cations bind with biopolymers and induce flocculation in bioreactors. This phenomenon induced in divalent cations so that flocculability of activated sludge in presence of divalent cations was two-fold of flocculability of activated sludge. On the other hand, cations improve settleability and dewatering properties of activated sludge and especially mitigated membrane fouling, for example, calcium reduced the membrane fouling intensity by 25% of the reference activated sludge.
  • Page 9
    The nondestructive techniques are applied to identify important data from the internal process of distillation towers, process towers, pressure vessels and etc. In recent, the gamma-ray scanning techniques as diagnostic tools for scanning of tray columns, packed columns, storage tanks, level measurement and density measurement of containing materials has been used widely. This paper has tried to model tray column failures. Also failures identification using real time analysis and scan profile interpretation has been investigated. This suggested model can be used before gamma ray scanning technique, calibration and adjustment of working conditions in industrial scale.
  • Page 21
    NaY zeolites with different framework Si/Al ratios were synthesized via hydrothermal technique. Structural characteristics of the synthesized zeolites were determined by using XRD, XRF, SEM, BET analyses. The effects of operating conditions of hydrothermal dealumination, i.e. time, temperature and partial pressure of water vapor on dealumination of the Y zeolites framework and their structure were investigated via XRD and BET analyses. According to the experiments, hydrothermal dealumination of the Y zeolite with Si/Al=1.69 was not successful while it was satisfactorily performed for the other one with Si/Al=2.44
  • Page 31
    Typical production objectives in distillation process require the delivery of products whose compositions meet certain specifications. The distillation control system, therefore, must hold product compositions as near the set points as possible in faces of upset. In this project, inferential model predictive control, that utilizes an artificial neural network estimator and model predictive controller, is developed for an industrial multicomponent distillation column. First, composition control by direct measuring composition is used. This method because of large sampling delay has a poor performance. The selection of the temperature measurement points is done for indirect control of the column. The use of temperature loop leads to an offset in the composition; due to the fact that the temperature set-point must be changed when feed disturbances occurred. An artificial neural network estimator is designed to estimate the product compositions from tray temperature measurements. A model predictive controller is used to control column composition based on composition estimates. The performance of the developed inferential model predictive control system is tested for set-point tracking and load rejection.
  • Page 43
    In this paper, we studied effect of different parameters including density, viscosity, interfacial tension and solute transfer concentration on phase inversion hold-up. The results showed that change in phase density ratio had no effect on phase inversion hold-up. It also disclosed that the phase viscosity ratio was the most effective parameter affecting phase inversion hold-up and each phase had tendency to increase dispersion by rising viscosity of that phase. When the proportion of dispersed phase viscosity to continuous phase viscosity was more than 1, phase inversion hold-up decreased as the interfacial tension increased or Vice versa. Also, increase in the solute transfer concentration by affecting phases physical properties and electrostatic interaction between drops and continuous phase resulted in increasing the tendency toward both types of inversion and.
  • Page 53
    Drop size distribution in a mixer-settler is an essential design parameter, as obtaining drop size distribution will result in optimum performance of equipment. In this paper for obtaining drop size, several experiments have been performed with a single stage horizontal mixer-settler. A video technique has been used in order to measure the drop size in the mixer-settler with the help of a digital camera. The present work examines the influence of an anionic surfactant concentration on the variation of drop sizes in the presence of solute. The results show that in low concentration of surfactant, a significant decrease in mean drop size is observed, but at high concentration, increasing of surfactant concentration doesn’t change mean drop size more. For different concentration of surfactant, a new empirical correlation is derived for estimation of mean drop size. These correlations have a good agreement with experimental data.
  • Page 63
    The critical properties of a solute are required for modeling of the solubility by the equation of state. For many compounds, the critical properties are not available. So, group contribution method is utilized as a common method to estimate these properties. But, it leads to the consecutive errors in calculations of the solubility modeling. In this study, Soave-Redlish-Kowang (SRK) and Peng-Robinson equation of states with Huran-Vidal mixing rules were used for modeling of the solubility. A new method for evaluating of C2 (Huran-Vidal mixing rule parameter) is recommended as a function of temperature and pressure. For solubility modeling by semi-empirical correlation, the new forms of Chrastil and Mendez equations were used. Finally, the modeling of solubility for 20 compounds by these methods has been investigated. Results show that the AARD% for the models with semi-empirical equations (Charstil, Aguilera, Gordillo, Mendez, modified Charstil and modified Mendez) are 12.07, 11.71, 34.89, 19.89, 11.17 and 15.70 respectively; and for SRK, PR EOS are 14, 19.85 respectively.
  • Page 73
    In this study simulation and optimization of an industrial acetylene hydrogenation reactor was studied. Three well known kinetic models were used for a nearly similar catalyst to predict the industrial data. Due to the complexity of the reactions, none of the offered kinetic models could be considered as an exact kinetic model and it is necessary to determine the kinetic parameters. One of the best methods to determine the kinetic of a process is to simulate the process and then minimize the deviations between industrial data and calculated ones. Thus the hydrogenation reactor was simulated at the industrial operating conditions which were taken from an operational petrochemical plant and the optimum kinetic parameters were determined using optimization technique. Since such problem has many local optima, the genetic algorithm (GA) and simulated annealing (SA) methods were used to optimize the kinetic parameters of the three models. Due to the strong dependency of the GA performance on the GA condition, it was tried to investigate the effect of GA parameters on overall GA performance in detail. For this purpose, different GA parameters were used to solve the problem and results were discussed.
  • Page 83
    The aim of this paper is to study the local Nusselt number of the symmetrical liquid-liquid jets emitting from a nozzle. Equations obtained from theoretical works are arranged in the form of a computerized model. The validity of this model was tested by the data from an experimental paper [1]. After few adjustments the model predicted the experimental data with a reasonable accuracy. Making sure of the model acceptable operation the effects of changes of hydrodynamic and thermal parameters on local Nusselt number were investigated which eventually lead to an equation for predicting numerical values of local Nusselt number as a function of liquid jet length.