فهرست مطالب

  • سال سوم شماره 2 (پیاپی 8، تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • عبدالمطلب بیژنی، مجتبی ساعی مقدم، سیدحمید اسماعیلی * صفحات 3-14

    در واحد 107 پالایشگاه گاز فاز 9 و 10 پارس جنوبی محصولات بوتان و پروپان که اجزاء گاز مایع هستند از گاز طبیعی جدا می شوند. غلظت متیل مرکاپتان و اتیل مرکاپتان در پروپان به ترتیب ppm 551 و46 و غلظت این ترکیبات در بوتان به ترتیب برابر ppm 1218 و %8/0 وزنی می باشند. به منظور خارج نمودن مرکاپتانها از محصولات بوتان و پروپان، فرآیند شستشو با محلول آبی هیدروکسید سدیم با غلظت 15 تا 20 درصد وزنی بکار برده می شود. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار Petro-SIM که خاص شبیه سازی واحدهای فرآیندی در صنعت نفت و گاز است، واحدهای 113، 114 و 115 پالایشگاه گاز فاز 9 و 10 پارس جنوبی شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشات تجربی و داده های موجود در اسناد طراحی کارخانه مقایسه شده و تطابق بالایی بین آنها دیده می شود که نشان از صحت شبیه سازی دارد. در ادامه با استفاده از ابزار بهینه ساز نرم افزار به بهینه سازی پارامترهای عملیاتی پرداخته شده است. نتایج بهینه سازی فرآیند نشان میدهد که با افزایش دمای استخراج در واحد 115 به 46 درجه سانتیگراد می توان غلظت مرکاپتان در محصولات را کاهش داد. سایر پارامترهای مستقل بر نتیجه نهایی فرآیند تاثیری ندارند و بدون تغییر مانده اند.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، بهینه سازی، نرم افزار Petro-SIM، گاز مایع، مرکاپتان زدائی
  • عبدالامیر استواری، جمال اعلایی*، سعید بازگیر، صنم سپهری صفحات 15-27
    به منظور توسعه دامنه کاربرد مواد پلیمری در تهیه سیالات حفاری، در این پژوهش آمیزه های مختلفی از نشاسته گندم و پلی اکریل آمید تهیه و رفتار ریولوژی  و سازگاری نمونه ها در شرایط متفاوت  مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی رفتار رئولوژیکی آمیزه های نشاسته-پلی اکریل آمید در آب شیر و آب نمک اشباع نشان داد که در هر دو محیط  با افزایش غلظت پلی اکریل آمید، ویسکوزیته نمونه ها افزایش یافت. با این وجود، آمیزه های نشاسته-پلی اکریل آمید در آب نمک اشباع ویسکوزیته پایین تری نسبت به آب معمولی داشتند. مشاهده شد که در هر دو محیط آب شیر و آب نمک اشباع  پس از 24 ساعت ماندگی در دمای 90 درجه سانتیگراد، ویسکوزیته اکثر نمونه ها افزایش یافت. مقایسه منحنی های مربوط به داده های تجربی ویسکوزیته و پیش بینی قانون مخلوط ها نشان داد که در آب نمک اشباع  و دمای ◦c90 این منحنی ها  بسیار به هم نزدیک بوده و این رفتار می تواند دلالت بر سازگاری اجزاء این آمیزه در محیط آب نمک اشباع باشد. انجام فرآیند پیرشدگی  نمونه ها سبب بهبود سازگاری آمیزه های نشاسته- پلی اکریل آمید شد.
    در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که آمیزه های نشاسته - پلی اکریل آمید در  دمای بالا (◦C90) و محیط آب نمک NaCl اشباع سازگار بوده و بکارگیری این آمیزه ها در تهیه سیالات حفاری می تواند توسعه دامنه کاربرد مواد پلیمری در تهیه این سیالات و سهولت در تنظیم خواص رئولوژیکی آنها را به همراه داشته باشد.
    کلیدواژگان: آمیخته های پلیمری کوپلیمر اکریل آمیدنشاسته گندمرئولوژی
  • اصغر گندم کار*، فاطمه نیری، ندا جوانمرد، هادی عدلو، مهدی شریف صفحات 29-41
    یکی از روش های مرسوم ازدیاد برداشت در مخازن نفتی جهان، روش سیلاب زنی با آب است. اشباع بالای نفت باقی مانده در انتهای فرایند تزریق آب، ناشی از راندمان کم جاروبی و رخ دادن سریع پدیده ی مخروطی شدن می باشد. این مشکل با افزودن پلیمر به آب تزریقی و کنترل تحرک پذیری جبهه تزریقی رفع خواهد شد. در این مطالعه سعی شده است از طریق سنتز نانوکامپوزیت پلی اکریل آمید، تغیرات تحرک پذیری سیال تزریقی، کشش بین سطحی و ترشوندگی سنگ مخزن آهکی مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این، عملکرد پلی آکریل آمید تزریقی در شرایط شوری بالای آب سازند، از طریق افزودن نانو ذره سلیس، کنترل گردید. نتایج تست زتا نشان می دهد که افزودن نانو ذره سیلیس موجب پایداری عملکرد پلی آکریل آمید در شرایط شوری بالا می شود. همچنین نانو کامپوزیت پلی اکریل آمید با غلظت 1 درصد نانو دارای کمترین میزان کشش بین سطحی (mN/m 18.34) و بیشترین تمایل به شرایط آبدوستی را دارد. علاوه بر این، نانو کامپوزیت پلی اکریل آمید با درصد نانو سیلیکای 1، بهترین عملکرد را برروی ویسکوزیته آب مخزن دارد که می تواند موجب بهبود نسبت تحرک پذیری گردد (1.07=M) و تولید نفت را افزایش دهد.
    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت پلی آکریل آمید، کنترل تحرک پذیری، کشش بین سطحی، ترشوندگی سنگ مخزن آهکی، پتانسیل زتا
  • مرتضی اسفندیاری*، محمد علی فنایی صفحات 43-53
    در این مقاله برای بررسی کنترل ولتاژ یک پیل سوختی میکروبی دومحفظه ای از دو نوع کنترل کننده PI کلاسیک و کنترل کننده MPC  استفاده شده است. بدین منظور برای مدلسازی پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای از مدل ارائه شده توسط اسفندیاری و همکارانش[1, 2] استفاده شده است. سپس براساس این مدل، یک کنترل کننده PI کلاسیک مبتنی بر مدل داخلی و یک کنترل کننده MPC طراحی و پیاده سازی شد. بر اساس کنترل کننده های طراحی شده، با تنظیم دبی وروی سوبسترا در برابر تغییراتی که معمولا به صورت اغتشاش مانند غلظت ورودی به سوبسترا یا تاثیر وجود نامعینی در پارامترهای مدل فرآیند مانند  و  به سیستم اعمال شد. که میزان خطای مطلق انتگرالی، زمان خیز و فرارفت به ترتیب برای کنترل کننده PI کلاسیک برابر با 159/13، 75/3 و 091/0 و برای کنترل کننده MPC 908/11، 035/0 و 142/0 می باشد. که نتایج نشان می دهد که کنترل کننده MPC در مقایسه با کنترل کننده PI کلاسیک از عملکرد مطلوب تری برخوردار است.
    کلیدواژگان: پیل سوختی میکروبی، کنترل ولتاژ، PI، MPC
  • محمد علی بابازادگان، احسان معتمدیان* صفحات 55-67
    استفاده از ابزارهای مهندسی ژنتیک برای تولید سویه صنعتی خصوصا از میکروارگانیسم های کمتر شناخته شده همچون سیانوباکترها همواره با محدودیت هایی مواجه است. در این تحقیق، از یک روش سیستمی به کمک دانش بین رشته ای زیست شناسی سامانه ها برای طراحی محیط کشت بجای طراحی سویه استفاده شد و توانمندی آن در افزایش تولید اتانول توسط سیانوباکتر سینکوسیستیس sp. PCC 6803 مورد ارزیابی آزمایشگاهی قرار گرفت. در این روش، مواد با هدف تنظیم فعالیت آنزیم های هدف نه با هدف مصرف توسط سلول به محیط کشت افزوده می شوند و بنابراین محیط کشت طراحی شده، محدودیت های درون سلولی برای تولید محصول زیستی را برطرف می کند. یک مدل متابولیکی برای تعیین حداقل میزان ترشح اتانول و شناسایی ژن هایی که کاهش یا افزایش بیان آنها این حداقل میزان را افزایش می دهند، بکار رفت. سپس، تنظیم کننده های آنزیم های بیان شده توسط ژن های هدف از پایگاه داده Brenda استخراج شد و اثر آنها بر تولید به طور تجربی ارزیابی شد و طراحی آزمایش برای بهینه سازی غلظت ترکیبات انتخاب شده انجام شد. در میان ترکیبات شناسایی شده، دو مهار کننده (اسید سالیسیک و کلرید جیوه) و یک فعال کننده (پیروات) برای افزودن به محیط انتخاب شدند و غلظت آنها با استفاده از روش طرح مرکب مرکزی بهینه سازی شد. محیط کشت تنظیمی پیشنهادی تولید اتانول توسط سینکوسیستیس را از 352 به 1116 میلی گرم بر لیتر افزایش داد که نشان دهنده اثربخشی ترکیبات تنظیمی اضافه شده بر متابولیسم است. روش سیستمی پیشنهاد شده می تواند در طراحی محیط کشت دیگر محصولات مهم صنعت زیست فناوری کشور همچون پروتئین های نوترکیب کاربرد داشته باشد.
    کلیدواژگان: محیط کشت تنظیمی، سوخت زیستی، فعال کننده و ممانعت کننده، پایگاه داده Brenda، طراحی آزمایش، مدل متابولیکی مقیاس ژنوم، سیانوباکتر سینکوسیستیس
  • هژبر صحبت زاده، علی رضا کشتکار*، جابر صفدری صفحات 67-81

    در این پژوهش، توانایی جذب زیستی اورانیم (VI) توسط جاذب ترکیبی Pseudomonas putida @ Chitosan درون ستون بستر ثابت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش غلظت خوراک ورودی از 50 تا mg/L 200 موجب افزایش ظرفیت جذب از 188/76 تا mg/g 429/28 می گردد. بدلیل استفاده حداکثری از اختلاف غلظت خوراک به عنوان نیروی محرکه ی جذب در ستون بستر ثابت، ظرفیت جذب زیستی جاذب درون ستون از مقدار آن در حالت ناپیوسته بیشتر شد. کاهش در دبی جریان ورودی از طریق افزایش زمان اقامت برای نفوذ یا برهم کنش بهتر و نیز دسترسی بیشتر به جایگاه های اتصال برای یون های اورانیم، موجب بهبود عملکرد ستون شد. افت ظرفیت جذب زیستی ناشی از افزایش دبی جریان ورودی ثابت کرد که نفوذ درون ذره ای، مرحله کنترل کننده جذب می باشد. با کاهش اندازه ذرات جاذب از 1/5 به mm 1، یک افزایش محسوس در ظرفیت جذب از 167/02 تا mg/g 296/87 بدست آمد. همچنین با آنالیزهای  FTIR و تیتراسیون پتانسیومتری ثابت شد که 3+NH- تنها گروه عاملی فعال در فرآیند جذب درون کیتوزان است، در حالی که گروه های 3+NH-،3NH-، COOH و -OH- در جاذب ترکیبی فعال هستند. در نتیجه، مطالعه حاضر نشان داد که جاذب زیستی ترکیبی حاضر می تواند برای جذب زیستی اورانیم (VI) از محلول های آبی در حالت پیوسته مناسب باشد.

    کلیدواژگان: جذب زیستی، اورانیم (VI)، ستون بستر ثابت، Pseudomonas putida @ Chitosan
|
  • Abdolmotaleb Bijani, Seyyed Hamid Esmaeili *, Mojtaba Daei Moghaddam Pages 3-14

    Propane and butane that are the contents of LPG are separated from natural gas in the unit 107 of 5th refinery of South Pars Gas Company (SPGC). The concentration of methyl mercaptan and ethyl mercaptan in the propane stream are 551 and 46ppm, respectively, and the concentration of these components in butane stream are 1218 ppm and 0.8%, respectively. In order to remove mercaptans from butane and propane, aqueous solution of sodium hydroxide with 15 to 20% wt. is used for the scrubbing. In this research, using the Petro-SIM software, which is a particular simulator for oil and gas industries, the units 113, 114, and 115 of 5th refinery of SPGC are simulated. The results of the simulation are compared with the data of both experimental data and design documents, and they are goodly match. Then, using the software optimizer the operating parameters is optimized. The optimization results show that by increasing the extraction temperature in the unit of 115 up to 46 ° C, the concentration of mercaptan in the products can be reduced. The other independent parameters do not affect the final result of the process.

    Keywords: Simulation, Optimization, Demercaptanization, Petro-SIM software, LPG
  • Abdolamir Ostovari, Jamal Aalaie*, Saeed Bazgir, Sanam Sepehri Pages 15-27
    In order to develop the scope of application of polymer materials in the preparation of drilling fluids, in this study, various blends of wheat starch and copolymer of sulfonated polyacrylamide were prepared and the rheology and compatibility behavior of samples under different salinity and aging conditions were evaluated. The rheological behavior of starch-polyacrylamide blends in tap water and saturated brine water showed that the viscosity of the samples increased with increasing concentration of polyacrylamide copolymer in the both media. However, starch-polyacrylamide blends in saturated brine had less viscosity than tap water. It was observed that in both tap water and salt water saturated conditions after 4 hours of aging at 90 ° C, the viscosity of most samples increased. Comparison of the curves for empirical viscosity data and prediction of the mixing rule showed that in both of tap water and salt saturated water, positive deviation from the mixing rule is observed, which indicates the compatibility between the blend components. By performing the aging process, although positive deviation was still observed, this positive deviation slightly decreased, which means the negative effect of aging on the compatibility of the starch- copolymer of sulfonated polyacrylamide blend.
    In conclusion, the results of this study showed that the blend of starch- sulfonated polyacrylamide copolymer is compatible at high temperature (90 °C) and saturated NaCl salt wate. Moreover, in some samples, this compatibility exists even after aging.
    Keywords: Polymer blendsacrylamide copolymerwheat starchrheology
  • Asghar Gandomkar*, Fatemeh Nayeri, Neda Javanmard, Hadi Adloo, Mehdi Sharif Pages 29-41
    is one of the most common improved oil recovery method in the world. High residual oil saturation at the end of this method is due to low macroscopic sweep efficiency and viscous fingering. It can be improved by the mobility control during polymer solution injection. In this study, by of silica/ the effect of it on IFT, viscosity, and was investigated. In addition, the performance of in high salinity water was studied by using nano particles. The zeta potential results show that the stability of polymer solution was enhanced in of nano particles in high salinity water condition. Also, the lowest IFT was obtained for contained 1 percent nano silica (18.34 ), and the most tendency to water wet conditions was provided for this concentration. In addition to, 1 percent nano silica/ has the best performance on formation water viscosity and improved the mobility ratio to 1.07, which it can increase the oil recovery.
    Keywords: Silica, polyacrylamide nanocomposite, Mobility control, IFT, Limestone rock wettability, Zeta potential
  • Morteza Esfandyari*, Mohammad Ali Fanaei Pages 43-53
    In this paper, for control Voltage of two chamber Microbial fuel cell, two-type PI controller and MPC controller are used. For this purpose, two compartments of the model presented by Esfandyari  et al. [1, 2] have been used to model the microbial fuel cell. Then, based on this model, a classic PI controller based on the internal model and a MPC controller was designed and implemented. Based on the designed controllers, it was adjusted by adjusting the flow rate of the substrate to changes usually introduced in turbulence, such as the concentration of input to the substrate, or the effect of the uncertainty in the parameters of the process model, such as rmax and Ks. The results show that the MPC controller has a better performance compared to the classic PI controller.
    Keywords: microbial fuel cell, Voltage control, PI, MPC
  • Mohammad Ali Babazadegan, Ehsan Motamedian* Pages 55-67
    The use of genetic engineering tools to produce industrial strains, especially from non-model microorganisms such as cyanobacteria, is always subject to limitations. In this research, a system-oriented method was used to design a culture medium instead of strain designing and its ability to increase ethanol production by Synechocystis sp. PCC 6803 was experimentally evaluated. In this method, compounds are added to the medium to regulate the activity of target enzymes not for the purpose of being consumed by the cells, and thus, the designed culture medium eliminates the intracellular constraints on the production. A metabolic model was used to determine the minimum level of ethanol production and to identify genes that increase or decrease of their expression increase this minimum level. Then, regulators of the enzyme expressed by the target genes were extracted from the Brenda database and their effect on the production was evaluated experimentally and design of experiment was performed to optimize the concentration of the selected compounds. Among the compounds identified, two inhibitors (salicylic acid and mercuric chloride) and one activator (pyruvate) were selected to be added to the medium and their concentration was optimized using the central composite design method. The proposed regulatory medium increased the production of ethanol from 352 to 1116 mg/l, indicating the effectiveness of the added regulatory compounds on the cyanobacteria metabolism. The proposed system-oriented method can be used to design medium culture for other important bio-products such as recombinant proteins.
    Keywords: Regulatory culture medium, bio-fuel, activator, inhibitor, Brenda database, design of experiment, genom-scale metabolic model, Synechocystis
  • Hozhabr Sohbatzadeh, Ali Reza Keshtkar*, Jaber Safdari Pages 67-81

    In current research, Pseudomonas putida @ Chitosan hybrid biosorbent capability for U(VI) biosorption in a fixed bed column was investigated. The results showed that the increase in inlet concentration from 50 to 200 mg/L increased the biosorption capacity from 188.75 to 429.28 mg/g. In the column system, the sorption capacity was higher than that of the batch system because fixed bed column make best use of the inlet concentration difference as sorption driving force. Decrease in inlet flow rate through increase in the residence time for better diffusion or interaction as well as greater access to binding sites for uranium ions caused an improvement in column performance. Decline in the biosorption capacity due to increase in the inlet flow rate demonstrated that intraparticle diffusion was the rate-controlling step. With decreasing in the sorbent particle size from 1.5 to 1 mm, a significant increase in the biosorption capacity from 179.02 to 296.87 mg/g was achieved. FTIR and potentiometric titration confirmed that while –NH3+ was the dominant functional group in the chitosan, –NH3+, –NH3, –OH, –COOH were responsible for the hybrid biosorbent. In conclusion, the present study indicated that Pseudomonas putida @ Chitosan could be a suitable biosorbent for U(VI) biosorption from aqueous solution in the continuous system.

    Keywords: Biosorption, U(VI), Fixed bed column, Pseudomonas putida @ Chitosan