فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 60 (فروردین و اردیبهشت 1391)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 60 (فروردین و اردیبهشت 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/03/13
  • تعداد عناوین: 13
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • وحید جهانگیر، اقبال صحرایی*، علیرضا طباطبایی نژاد صفحه 4

    امروزه استفاده از روش های ازدیاد برداشت، به منظور برداشت بیشتر از مخازن نفتی از اهمیت بسیاری برخوردار است. از جمله روش های ازدیاد برداشت تزریق بسپار می باشد که به تنهایی یا به همراه دیگر روش های ازدیاد برداشت از آن استفاده می شود. در این مقاله استفاده از بسپار به عنوان یکی از روش های ازدیاد برداشت مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از از محلول بسپاری پلی اکریل آمید با غلظت های 100، 300 و ppm 500 استفاده شده است. تزریق بسپار به عنوان بازیابی مرتبه سوم است. در این تحقیق پس ازسیلابزنی با آب، هنگامی که 80% میزان بازیافت سیال را برش آب تشکیل داد 3/0 حجم فضای خالی محلول بسپاری به مدل تزریق شده و مجددا تزریق آب از سر گرفته شده است. کلیه آزمون ها در دمای C60 انجام گرفته اند و نتایج حاصله نشان دهنده افزایش بازیافت به میزان 15 تا 26% بیش از تولید تحت سیلابزنی با آب می باشد.

    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، تزریق بسپار، پلی اکریل آمید، مدل شن فشرده
  • سمک مکوندی، سید مهدی علوی املشی صفحه 9
    تجزیه کاتالیزی متان در مقایسه با فرایندهای رایج تولید هیدروژن، مانند ریفرمینگ (تبدیل) بخار متان، روشی ساده و پاک بشمار می آید زیرا هیدروژن حاصل از این فرایند عاری از گازهای گلخانه ای است. علاوه بر هیدروژن، ساختارهای کربنی ارزشمندی همچون نانو رشته های کربنی نیز قابلیت تولید در این فرایند را دارند. در این مقاله واکنش تجزیه کاتالیزی متان، معرفی و چالش های موجود در مسیر اجرای این فرایند در مقیاس صنعتی مورد بررسی قرار گرفته اند. مهم ترین چالش در ارتباط با این فرایند، افت سریع فعالیت کاتالیزگر در اثر تجمع کربن بر روی سطح کاتالیزگر است. به همین دلیل عمده پژوهش های صورت گرفته در جهت رفع این مشکل به تهیه کاتالیزگرهایی با فعالیت و پایداری زیاد و ایجاد شرایط عملیاتی مناسب جهت افزایش طول عمر کاتالیزگر اختصاص یافته است. در ادامه، خلاصه ای از نتایج مهم ترین تحقیقات صورت گرفته در این زمینه به منظور ایجاد یک چارچوب مفید جهت تعیین مقدار بهینه عوامل موثر بر بازدهی واکنش، ارائه شده است.
    کلیدواژگان: تجزیه کاتالیزی متان، تولید هیدروژن، نانو رشته های کربنی
  • مظفر عبدالهی فر، محمد حقیقی، رضا علیزاده صفحه 20
    تری ریفورمینگ (تبدیل سه گانه) که شامل ترکیبی از تبدیل متان با دی اکسید کربن، بخارآب و اکسایش جزئی آن می باشد، برای تولید گاز سنتز با نسبت مطلوب (CO/H2) مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق به ارزیابی ترمودینامیکی این فرایند برای به دست آوردن شرایط بهینه عملیاتی از نقطه نظر تعادل ترمودینامیکی پرداخته شده است. محاسبات ترمودینامیکی با استفاده از روش حداقل سازی انرژی آزاد گیبس سیستم و با استفاده از نرم افزار CHEMKIN انجام گرفته است. در این کار از ترکیبات متغیری از خوراک اولیه (شامل متان، CO2،H2O،O2) در محدوده دمایی K1000-500 و در فشارهای مختلفی، برای تولید گاز سنتز استفاده شد. نتایج نشان می دهند که برای بالا رفتن تبدیل متان،CO2 و H2O، نسبت های (CH4:CO2:H2O:O2) برابر با (1/0: 2/0: 4/0: 1)،(1/0: 475/0: 475/0: 1) و (1/0: 5/0: 2/0: 1) بهترین ورودی ها در دمای K1000 برای این فرایند می باشند. ضمنا، افزایش نیتروژن به همراه خوراک، تاثیر بسیار اندکی در تبدیل متان،CO2 و H2O دارد. در فشارهای بالا، درصد تبدیل واکنشگرها به گاز سنتز کمتر است، بنابراین فشار اتمسفر برای فرایند تبدیل سه گانه بسیار مناسب است.
    کلیدواژگان: تبدیل سه گانه، متان، گاز سنتز، مدل ترمودینامیکی
  • فریده قوی پنجه، ژیلا ضیایی راد، فرهاد قوی پنجه صفحه 30
    در این مقاله، واولکانش (پخت زدایی) تایرهای مستعمل با استفاده از میکروارگانیزم ها به منظور حذف گوگرد از شبکه بسپار پخت شده مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، یک نوع تایر بازیافتی، و یک نوع پودر تایر مستعمل در سه اندازه مش (45-16، 100-60 و بزرگتر از 80) توسط چند کنسرسیوم میکروبی که از خاک های مناطق نفتی جدا شده اند و چند سویه خالص باکتری به نام های سودوموناس پوتیدا (DSMZ 291)، رودوکوکوس اریتروپولیس IGTS8 (ATCC 53968) و دو سویه مختلف اسیدو تیوباسیلوس فرواکسیدانس (PTCC 1646) و PTCC 1647)) مورد آزمایش قرار گرفتند. پس از پنج هفته تماس میکروارگانیزم ها با پودر تایر، سولفات محیط کشت که معادل گوگرد آزاد شده از شبکه بسپار است، اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که باکتری های اسیدو تیوباسیلوس فرو اکسیدانس بیش از سایر باکتری های مورد آزمایش، سولفات محیط کشت را (در حدود 12 درصد) افزایش دادند.
    کلیدواژگان: تایر فرسوده، بازیافت، واولکانش، پخت زدایی، فروشویی زیستی
  • محمود معصومی، بهاره استکی صفحه 36
    پلی اولفین ها به علت قیمت ارزان و خواص قابل قبول جزء پر مصرف ترین مواد بسپاری به حساب می آیند، اما آزمایش ها نشان داده اند که بسپار های این خانواده در مقابل پرتوهای فرابنفش موجود در نور خورشید مقاومت مناسبی ندارند و به همین دلیل نیاز به پایدارسازی نوری شدیدا در آنها احساس می شود. در این مقاله به بررسی اثر استفاده از پایدارکننده های مختلف در ایجاد پایداری نوری پلی اولفین ها پرداخته می شود. این پایدارکننده ها به چهار گروه کلی صافی های فرابنفش، جاذب های فرابنفش، فرونشاننده های حالت برانگیخته و زداینده های رادیکال آزاد تقسیم می شوند. از میان این پایدارکننده ها زداینده های رادیکال آزاد و به ویژه HALS1 ها پایداری نوری قویتری ایجاد می کنند. اما برای دست یابی به بهترین نتیجه از سیستم های حاوی چند پایدار کننده استفاده می شود. آزمایش های انجام شده در این زمینه ترکیب سه تایی یک HALS، یک نوع ضد اکسنده و دوده را به عنوان بهترین سیستم پایدارسازی نوری معرفی می کند.
    کلیدواژگان: پایدارسازی، پلی اولفین، پرتوهای فرابنفش، پایدارکننده های نوری، دوده
  • امیرحسین حاجی علیرضایی، امیرحسین نوارچیان، حسن سبزیان صفحه 48
    بررسی و بهبود خواص نانوچندسازه های بسپاری از جمله نفوذ گازها در این مواد و یا خاصیت انسدادی آنها در برابر عبور گاز مستلزم بررسی و شناسایی در سطح مولکولی است. انجام مطالعات آزمایشگاهی در این مقیاس علاوه بر لزوم صرف زمان زیاد، با هزینه های بالا و خطاهایی همراه است. روش های شبیه سازی راهکارهای جایگزین مناسبی برای این منظور هستند. با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی می توان بر مبنای نظری و با صرفه جویی در زمان و هزینه، رفتار سامانه های نانوچندسازه ای را مورد مطالعه قرار داد و اطلاعات مفید بیشتری به دست آورد. در این مقاله، ابتدا اصول شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است و سپس مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه نفوذ گازها در سامانه های بسپاری و خاصیت انسدادی آنها در برابر عبور گازها صورت گرفته و انواع نرم افزارهای موجود برای شبیه سازی دینامیک مولکولی این خواص معرفی شده است. در پایان، نرخ انتشار مقالات با موضوعات فوق طی سالهای اخیر مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، نانوچندسازه های بسپاری، نفوذ، میدان نیرو
  • محمدعلی تکاسی، اسماعیل جیریایی، ابوالقاسم حبیبی، حسین تقوی مقدم صفحه 59
    آب موجود در مخازن نفت در ضمن عملیات بهره برداری مشکلاتی را ایجاد می کند و باعث بالارفتن هزینه حمل و نقل و ایجاد خوردگی در لوله ها و مخازن نفت می شود. از آنجایی که آب همیشه دارای نمک است باعث پدیده رسوب و گرفتگی در تبادلگر های حرارتی، تجهیزات جداسازی و پالایشی می گردد. میزان آب و نمک موجود در نفت حد معینی دارد. بنابراین از لحاظ اقتصادی، جداسازی آب شور از نفت خام در واحد های بهره برداری شرکت های نفتی دارای اهمیت فراوان است.
    مطالعات نظری مربوط به ساخت امولسیون شکن، طیفی از مواد شیمیایی را به ما معرفی کرده که آنها می توانند به عنوان شکننده امولسیون عمل کنند. امولسیون شکن های ساخته شده مخلوطی از چندین مواد شیمیایی هستند که جزء اصلی تشکیل دهنده هر امولسیون شکن در این مطالعه نفتای سنگین آروماتیک است.
    سایر مواد شیمیایی مورد استفاده که به عنوان واکنش دهنده به کار رفتند عبارت اند از:ایزوپروپانول، نفتالن، اتیل بنزن، زایلن. در یک امولسیون شکن که شامل نفتای آروماتیک سنگین، ایزوپروپانول، نفتالن و اتیل بنزن بود حد اکثر 78% جدا سازی آب از امولسیون آب و نفت سفید انجام گرفت.
    کلیدواژگان: امولسیون، نفتای آروماتیک سنگین، امولسیون شکن
  • لطف الله سوادکوهی، انور شلماشی، شیوا مسعودی، فاطمه امانی صفحه 70
    در این بررسی سنتز زیست دیزل از روغن سویا با استفاده از امواج فراصوت مورد بررسی قرار گرفت و به بهینه سازی پارامترهای موثر پرداخته شد. نتایج با سنتز زیست دیزل به طریق سنتی، مقایسه شد. نتایج این بررسی نشان داد با استفاده از امواج فراصوت می توان زیست دیزل 98 درصد را در نسبت مولی متانول به روغن 6:1، درصد وزنی کاتالیزور 5/0، دمای 25 درجه سلسیوس و زمان 10 دقیقه سنتز کرد. نتایج در مقایسه با سنتز به شیوه معمولی کاهش قابل ملاحظه ای را در زمان و دمای مورد نیاز برای واکنش نشان دادند. بر اساس نتایج کسب شده یک سیستم تولید پیوسته زیست دیزل در مقیاس آزمایشگاهی با استفاده از تکنیک فراصوت طراحی و ساخته شد. آزمایش های بررسی پارامترهای فیزیکی و آزمون موتور برای زیست دیزل تولید شده به طور کامل انجام شد و نتایج مناسب بودن زیست دیزل تولید شده را به عنوان سوخت تایید کردند.
    کلیدواژگان: زیست دیزل، استری شدن ترانس، فن فراصوت
  • امین کولیوند، سید حسن هاشم آبادی صفحه 81
    در این مطالعه، یک هیدروسیکلون جداکننده آب از نفت از نوع (کولمن1 – تئو2)، به صورت سه بعدی با استفاده از روش CFD شبیه سازی شده است. برای مدلسازی جریان مغشوش از مدل RSM و برای تحلیل جریان دو فازی، از مدل (اولرین- اولرین) استفاده شده است. صحت نتایج شبیه سازی با مقایسه بازدهی و درصد جریان خروجی از پایین هیدروسیکلون با نتایج تجربی گزارش شده، تایید شده است. این نتایج، خطای متوسط 9% و 7% را به ترتیب برای بازدهی و نسبت جدایش، در مقایسه با مقادیر آزمایشگاهی، نشان می دهند. همچنین نتایج نشان می دهند که با کاهش طول قسمت استوانه ای ورودی از h=1.5D به h=0.29D، بازدهی و بازدهی کلی به طور متوسط به مقدار 20% افزایش می یابند. همچنین با استفاده از یک قسمت مخروطی به جای قسمت استوانه ای، بازدهی و بازدهی کلی هیدروسیکلون به طور متوسط 10% بهبود می یابد.
    کلیدواژگان: هیدروسیکلون، آب، نفت، استوانه ورودی، شبیه سازی CFD
  • اخبار و گزارش ها
  • صفحه 92
  • صفحه 96
  • صفحه 103
|
  • V. Jahangir, E. Sahraei, A. Tabatabaeinejad Page 4

    In recent years, utilizing EOR methods in order to increase oil recovery from reservoirs is of great importance. One of these methods is polymer injection which may be even used separately for EOR or with other EOR methods to control injection profile. In this paper, injection of low concentration polyacrylamide in concentrations of 100, 300 and 500 ppm studied. In all cases, test temperature was 60C and the polymer solution was prepared using distilled water. Polymer injected after water flooding as tertiary recovery when water cut reaches 80%. A polymer slug of 0.3 PV injected in the sandpack and then injection of water is resumed till no more oil recovered.. Results shows that incremental recovery is 15 to 26% more than waterflooding.

  • S. Makvandi, S. M. Alavi Amlashi Page 9
    Methane catalytic decomposition is an alternative method than conventional hydrogen production processes such as methane steam reforming, because this method almost emits no green-house gases. In addition, carbon deposited usually as useful nano-filaments are produced in this process. In this paper methane catalytic decomposition is introduced and difficulties of operating in industrial scale are presented. The main drawback of dealing with this process is fast deactivation of catalyst owing to carbon agglomeration on the surface of catalysts. So, the main part of researches are dedicated to solve this problem by developing high activity and stability catalysts, and providing appropriate reaction condition to prolong catalyst lifetime. In this regard, the paper also presents a summary of most important obtained results to make a frame for choosing appropriate amount of factors that influence the reaction yield.
  • M. Abdollahifar, M. Haghighi, R. Alizadeh Page 20
    Tri-Reforming, comprises of steam and CO2 reforming as well as partial oxidation of methane, has became attractive by many researchers for production of suitable H2/CO ratios, which can be employed in chemical industries for utilization of abounded natural gas. In this research, thermodynamic equilibrium modeling of involved chemical reactions in Tri-reforming of methane has been conducted using CHEMKIN software via Gibbs free energy minimization method. For this work, various mixtures of initial feed (methane, CO2, H2O and O2) at different temperatures of 500-1000 K and pressures ranging from 1-50 atm. It is shown that, CH4:CO2:H2O:O2 ratios of 1:0.4:0.2:0.1, 1:0.475:0.475:0.1 and 1:0.2:0.5:0.1 are suitable feed composition at 1000 K in terms of methane/CO2/H2O conversion. In thermodynamic viewpoint, high pressure is not desirable and production of syngas is decreased.
  • F. Ghavipanjeh, Zh. Ziaei Rad, F. Ghavipanjeh Page 30
    In this paper, devulcanization of used tires using microorganisms was investigated in order to remove sulfur from the polymeric network of the vulcanized tires. For this purpose, a kind of used tire powder in three different mesh sizes (16-45, 60-100 and >80) and a kind of reclaimed rubber were examined by different mixed cultures and pure cultures. The microorganisms were four microbial consortia prepared from petroleum polluted sites, two species of Acidothiobacillus ferrooxidans (PTCC 1646 & PTCC 1647), Pseudomonas putida (DSMZ 298) and Rhodococcus Erythropolis IGTS8 (ATCC 53968). After five weeks of contact between tires and microorganisms at 30 ºC and 140 rpm, the amounts of sulfate in the culture media were measured indicating the reduction of sulfur from the tire matrix. The results showed that both species of Acidothiobacillus ferrooxidans were best able to increase the amount of sulfate in the culture medium up to 12%.
  • M. Masoomi, B.Esteki Page 36
    Polyolefins are one of the mostly used polymeric materials due to low prices and acceptable properties.But these polymers have low UV resistance and therefore it is highly recommended to stabilize them against UV light. This article reviews the effect of different stabilizers and combinations of them on the UV stability of polyolefines.These stabilizers are divided into four general categories: UV screeners, UV absorbers, excited state quenchers and free radical scavengers. Although the latter leads to an acceptable UV resistance in polyolefines, but to achieve the best results a combination of these stabilizers is used. Researches have recommended a trilogy combination of a HALS, a type of antioxidant and carbon black as the best stabilizing system for polyolefines.
  • A. H. Haji Alirezaie, A. H. Navarchian, H. Sabzyan Page 48
    Investigation and optimization of polymeric nanocomposite properties including gas diffusion and barrier properties requires characterization study at the molecular level. Experimental methods at this scale are time consuming, expensive and in most cases associated with many experimental errors. Simulation approaches including molecular dynamics simulation (MDS) are very appropriate, fast and low expense alternatives for this purpose to study the properties at nanometric length scale. In this article, the structures of polymer-filled nanocomposites are described at molecular level, and the principles of MDS are introduced. Then, the literature is surveyed in the field of MD simulation of gas diffusion through polymer systems and their barrier properties. The softwares used for the study in this area is also introduced, classified and compared. The trend of the number of published papers during the last decade on this subject are finally described and discussed.
  • M. A. Takassi, A. Jiriaei, A. Habibi Malek Kolaee, H. Taghavi Moghadam Page 59
    Crude oil generally is blended with water. The water creates many problems and increases the cost of oil production. The produced water must be separated from oil. Water in crude oil exists either as free water which settles out rapidly or in the form of an emulsion. A normal oil field emulsion is a dispersion of water droplets in oil. Emulsions can be difficult to treat and may cause several operational problems in wet-crude handling facilities and gas/oil separating plants. Emulsions can create high-pressure drops in flow lines, lead to an increase in demulsifier use, and sometimes cause trips or upsets in wet-crude handling facilities. In present study a blend of chemicals have been investigated which seems can be effective for Demulsification process and it can be used as a demulsifier. The Demulsification effects of heavy aromatic nafta, isopropanol, xylene, naphthalene, ethylbezene were studied using water-kerosene emulsion. A blend of heavy aromatic nafta, isopropanol, naphthalene, ethylbezene demonstrated a 78% separation of water from a stable water-kerosene emulsion.
  • L. Savadkuhi, A. Shalmashi, S. Masoudi, F. Amani Page 70
    In this investigation the synthesis of biodiesel from Soybean oil by assistance of low frequency ultrasound waves (24 kHz) was studied. The influence of different parameters on reaction progress was studied and was compared with the traditional method. The results showed that using ultrasonic waves could produce biodiesel with 98% conversion in methanol/oil molar ratio of 6:1 and 0.5 wt. % catalysts in reaction mixture, and 10 minutes reaction time at temperature 25°C. The results showed the significant decrease in reaction time and temperature in compare with traditional method. A continuous system was made by assistance of ultrasonic waves to produce biodiesel with high conversion in a reduced condition of time and temperature in atmospheric pressure. The physical factors, engine performance and exhaust emissions was also studied.
  • A. Kolivand, S. H. Hashemabadi Page 81
    In this work, a Colman-Thew hydrocyclone type has been simulated utilizing CFD method. In order to take into account the turbulent and multi-phase flow RSM approach and Eulerian-Eulerian model has been applied, respectively. Moreover, for verification obtained results, a comparison between results and reported experimental data are drawn in term of hydrocyclone separation efficiency and split ratio. These results show 9% and 7% average errors for separation efficiency and split ratio respectively. Furthermore, the results show that by decreasing the length of the cylindrical section of hydrocyclone from h=1.5D to h=0.29D, efficiency and overall efficiency incrase 20% and conic shape instaed of cylindrical section, improves the hydrocyclone performance 10%.