فهرست مطالب

  • Volume:5 Issue:1, 2019
  • تاریخ انتشار: 1398/08/21
  • تعداد عناوین: 6
|
  • طلیعه رمضانی، زهرا نرگسی، علی پالیزدار، علی وطنی* صفحات 4-21

    در این مقاله سامانه کنترلی فرآیند مبرد آمیخته چند مرحله ای مایع سازی گاز طبیعی طراحی شده و بررسی گردیده است. مصرف ویژه انرژی (SEC) این فرآیند برابر با kWh/kg LNG 2647/0 می باشد. پس از شبیه سازی استاتیک (پایا) فرآیند مذکور و تعیین اندازه تجهیزات موجود در آن، به منظور کنترل کل فرآیند یک ساختار کنترلی طراحی گردید. علاوه بر این، شبیه سازی دینامیک (پویا) فرآیند انجام شد و عملکرد کنترلرها مورد بررسی قرار گرفت. با شبیه سازی دینامیک، مقدار مصرف ویژه انرژی فرآیند به kWh/kg LNG 2574/0 کاهش یافت؛ که این موضوع نشان دهنده آن است که ساختار کنترلی طراحی شده می تواند فرآیند را به صورت پایدار و صحیح کنترل نماید. به منظور اعتبارسنجی عملکرد و پایداری ساختار کنترلی، تغییرات در دبی جریان و دمای خوراک گازی به عنوان اغتشاش به فرآیند وارد گردید.

    کلیدواژگان: (LNG) گاز طبیعی مایع، MFC فرآیند، کنترل فرآیند، شبیه سازی دینامیک
  • اصغر گندم کار* صفحات 22-31

    تخمین تراوایی در چاه های فاقد مغزه یکی از چالش های مهندسین مخازن است. در این مطالعه، از داده های آنالیز متداول مغزه به همراه داده های چاه پیمایی یکی از مخازن گازی جنوب غرب ایران به منظور تعیین مدل تراوایی با استفاده از مفهوم واحد جریان هیدرولیکی استفاده شده است. روش های آنالیز خوشه بندی شامل آنالیز هیستوگرام و نمودار احتمال نرمال جهت تعیین تعداد گروه های سنگی مورد استفاده قرار گرفت. همچنین، روش خطای حداقل مربعات جهت تعیین تعداد بهینه گروه های سنگی در نظر گرفته شده است. داده های تراوایی از طریق آنالیز چاه آزمایی، مغزه و چاه پیمایی به دست می آید. با این وجود استفاده از داده ای چاه پیمایی از ارزان ترین روش ها است. اهمیت تراوایی سازند در تکمیل چاه، تحریک سازند و مدیریت مخزن تاثیر می گذارد. نتایج نشان می دهد که 6 واحد جریان هیدرولیکی وجود دارد که هرکدام شاخص ناحیه جریانی مربوط به خود را دارد. علاوه براین، یک معادله تجربی بر اساس داده های مغزه و چاه پیمایی جهت تخمین تراوایی با دقت 60/0 ارایه گردید. همچنین، نمودار لرنز نشان می دهد که واحد جریانی 3 و 6 دارای تراوایی و تخلخل قابل توجهی هستند.

    کلیدواژگان: شاخص ناحیه جریانی، واحد های حریانی هیدرولیکی، مخازن گازی، آنالیز هیستوگرام، نمودار احتمال، خطای حداقل مربعات
  • فریدون علیخانی حصاری*، عبدالله عبدالله، امید چهره گشا صفحات 32-41

    واحد جداسازی برودتی هوا جزء لاینفک بیشتر صنایع فولاد، شیشه، شیمیایی و پتروشیمی است که همواره مقدار متنابهی اکسیژن، ازت و ارگون مایع با خلوص بالا مورد نیاز است. برای صنایع، کیفیت (خلوص) اکسیژن، ازت و ارگون، هزینه تفکیک و مایع کردن اجزاء هوا و مصرف انرژی از عوامل تاثیر گذار بر انتخاب و طراحی واحدهای جداسازی برودتی هوا هستند. در این مقاله اثر گذاری این عوامل بر روی طراحی واحد جدا سازی برودتی هوا مورد بررسی قرار گرفته است. طراحی موجود با در نظر گرفتن پیش نیاز های لازم برای یک واحد جداسازی برودتی هوا برای ذوب اهن اصفهان است. خلوص مورد نیاز اکسیژن، ازت و ارگون مایع از نکات کلیدی در طراحی است. کنترل مستعمر و موثر تغییرات فشار و درجه حرارت در برج تقطییر واحد جداسازی برودتی هوا برای ماندن در ناحیه تعادلی لازم بسیار مهم است. تولید سالانه ذوب اهن در حدود 5/2 میلیون است و در نظر است میزان تولید را به 2/3 میلیون تن در سال برسانند. در حال حاضر برای این میزان تولید در حدود 106 × 300 مترمکعب در سال اکسیژن مایع استفاده میکند و در حدود 106 × 86 متر مکعب در سال مازاد بر مقدار فعلی نیاز دارد.

    کلیدواژگان: جداسازی برودتی هوا، نکات طراحی، خلوص، شدت جریان
  • محمد ایرانی*، اصغر علیزاده داخل، یحیی زمانی صفحات 42-51

    در این مقاله یک بررسی تجربی و مطالعه CFD با هدف افزایش تولید بنزین با استفاده از فرآیند فیشر- تروپش در یک رآکتور در مقیاس رومیزی (بنچ) انجام گرفت. یک رآکتور استوانه ای با یک منطقه پیش گرم کن و یک منطقه واکنش بکار گرفته شد. دمای رآکتور با استفاده از یک گرمکن کمربندی دور رآکتور، کنترل گردید. همچنین یک مدل CFD با تقارن ودر نظرگرفتن غیر ایده آلی مخلوط گازی با استفاده از معادله حالت پنگ -رابینسون ، توسعه داده شد. تعداد واکنشهای به کار گرفته شده برای این مدل 23 مورد بود. مدل توسعه داده شده با اطلاعات تجربی اعتبارسنجی گردید. مدل تایید شده برای بررسی اثر شرایط عملیاتی روی کارکرد رآکتور استفاده شد. مقادیر بهینه شرایط عملیاتی شامل فشار ، دما، GHSV ونسبت خوراک برای کارکرد بهینه رآکتور بدست آمدند.

    کلیدواژگان: سنتز فیشر-تروپش، جی تی ال، رآکتور بستر ثابت، کاتالیست نانو آهن، سی اف دی
  • مجید صفاجوجهانخانملو*، مهدی اسکندرزاده، جمال موثق صفحات 52-56

    نانوکامپوزیت های نانو خاک رس اصلاح شده (Cloisite 15A) و گرافن اکساید با لاستیک کلروبوتیل و لاستیک طبیعی SMR20 با موفقیت تهیه شدند. اصلاح سطح نانوذرات باعث بهبود در پراکنش داخل ماتریس لاستیکی شده و خواص قطعه پخت شده مطابق با فرمولاسیون اینرلاینر بهبود قابل توجهی پیدا کرد. ورقه ورقه شدن ذرات گرافن اکساید و نانو خاک رس اصلاح شده توسط آنالیز پراکنش اشعه ایکس و میکروسکوپی الکترونی عبوری (TEM) اثبات گردید، اما در مورد کامپوزیت گرافیت، بین لایه ای شدن اتفاق افتاد. مطالعه خواص فیزیکی حاصل از این نانوذرات نشان داد کامپوزیت های حاوی نانوذرات اصلاح شده خواص بهبود یافته ای از خود نشان می دهند.

    کلیدواژگان: پلی کلروبوتیل، گرافیت، گرافن اکساید، خاک رس نانو و نانوکامپوزیت
  • زهره خلیفات، مرتضی زیودار*، رهبر رحیمی صفحات 57-69

    جدایش جریان چند فازی در جداکننده های گرانشی یکی از فرایند های مهم در صنایع مختلف به شمار می رود. در این مطالعه از یک شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی ((CFDبا استفاده از یک مدل ترکیبی VOF-DPM برای عیب یابی و تحلیل رفتار هیدرودینامیکی فرایند جدایش در یک جداکننده سه فازی صنعتی دارای بوت، استفاده شده است. لازم به ذکر است که با وجود کاربرد گسترده جداکننده های بوت در صنایع مختلف تاکنون هیچ پژوهشی روی این نوع از جداسازها برای بررسی رفتار ماکروسکوپی و میکروسکوپی فرایند جدایش ارائه نشده است. در این پژوهش، نتایج محاسبات عددی بر حسب پروفایل های جریان سه فازی، رفتار فازهای ثانویه ، بازده جداکننده و توزیع اندازه قطرات مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که مدل CFD مورد نظر قادر به تخمین خوبی از رفتار جدایش در یک جداکننده سه فاز دارای بوت است. عیب یابی فرایند جدایش در جداکننده مورد نظر برای تشخیص پارامترهایی که منجر به کاهش راندمان جداکننده می شود نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده کاربرد نامناسب نوع هدایت کننده ورودی، نیاز به وجود نم گیر مناسب در خروجی گاز و همچنین نیاز به یک گرداب شکن در خروجی مایع بوده است. اثر افزایش میزان دبی آب ورودی روی عملکرد جداساز، یکی از پارامترهای مهم دیگری است که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که افزایش دبی آب ورودی در محدوده kg/hr 11823-47295 منجر به افزایش میزان جرم آب در خروجی گاز از 09/0 به kg/hr 6/1 شده است ولی این مقدارافزایش باعث کاهش چشمگیری در عملکرد جدایش در جداساز مورد نظر نشده است.

    کلیدواژگان: جدا کننده گرانشی سه فازی، مدل حجم سیال، مدل فاز ناپیوسته، عیب یابی، تحلیل هیدرودینامی
|
  • Talieh Ramezani, Zahra Nargessi, Ali Palizdar, Ali Vatani* Pages 4-21

    Mixed fluid cascade natural gas liquefaction process control system is designed and analyzed in this study. The specific energy consumption (SEC) of this process is 0.2647 kWh/kg LNG. After steady state simulation and sizing the process components, a control structure is designed to control the whole process. In addition, dynamic simulation is carried out and performance of the controllers is investigated. By dynamic simulation, specific energy consumption is reduced to 0.2574 kWh/kg LNG, which means the designed control structure can stably and accurately control the process. To validate the performance and stability of the control structure, changes in the flow rate and temperature of the feed gas are inflicted as a disturbance to the process.

    Keywords: LNG, MFC Process, Process Control, Dynamic Simulation
  • Asghar Gandomkar* Pages 22-31

    Estimating reservoir permeability in un-cored intervals-wells are a generic problem common for all reservoir engineers. In this paper, routine core analysis and well log data of an actual existing gas reservoir, from southwest west of IRAN, were used to develop a model of matrix permeability in uncored well by using Hydraulic Flow Unit Approach (HFU). The Graphical Clustering Methods such as histogram analysis and probability plot are used to identify the number of hydraulic flow units. Also, the sum of square errors (SSE) method was used as criterion for confirming the optimal number of HFU’s. Permeability data can be obtained from well tests, cores or logs. Normally, using well log data to derive estimates of permeability is the lowest cost method. Formation permeability controls the strategies involving well completion, stimulation, and reservoir management. Results showed that six HFUs were identified from core data and each unit has its own mean Flow Zone Indicator (FZI). In addition, a correlation between FZI calculated from core data and that obtained from well log data was developed for estimating permeability in un-cored intervals-wells with R-Squared Value of 0.60. Also, Lorenz plot shows that the flow units 3 and 6 have a good porosity and high permeability.

    Keywords: Flow Zone Indicator, HFU, Gas Reservoir, Histogram Analysis, Probability Plot, SSE
  • Fereidoon Alikhani Hesari, Abdulla Abdulla, Omid Chehregosha Pages 32-41

    Cryogenic air separation unit is integral part of many industrial manufacturing plants like steelmaking, glass, chemical and petrochemicals industries where high purity argon, oxygen and nitrogen are required. Argon, nitrogen and oxygen quality, its production cost and its energy consumption are important parameters in any cryogenic air separation plant design. In this paper, the importance of parameters which used in designing the cryogenic air separation plant are evaluated. Here, in this paper, ESCO, referred to Esfahan steel company in designing cryogenic air separation unit. Products purity is the main issue in every cryogenic air separation plant design. Pressure and temperature variation must be well controlled within cryogenic air separation unit. The annual steel production of ESCO is about 2.5 Mt pre year and it is planned to increase its production to 3.2 Mt by end of 2016. ESCO requires about 300×106 Nm3 /y (34300 Nm3 /h) of oxygen for its present steel production. ESCO needs an additional 84×106 Nm3 (9600 Nm3 /h) oxygen for its proposed 0.7 Mt crude steel production increase.

    Keywords: Cryogenic Air Separation, Design Consideration, Purity, Flow Rate
  • Mohammad Irani, Asghar Alizadehdakhel, Yahya Zamani* Pages 42-51

    An experimental and computational fluid dynamic (CFD) investigation was carried out to intensify the production of gasoline in a bench-scale Fischer-Tropsch Synthesis (FTS) process. A cylindrical reactor with one preheating and one reaction zone was employed. The reactor temperature was controlled using a heat jacket around the reactor’s wall and dilution of the catalyst in the entrance of the reaction zone. An axi-symmetric CFD model was developed and the non-ideality of the gas mixture was considered using Peng-Robinson equation of state. A kinetic model based on 25 chemical species and 23 reactions was utilized. The model validated against experimental measurements and the validated model employed to investigate the effects of operating conditions on the performance of the reactor. The optimum values of operating conditions including pressure, reactor temperature, GHSV and H2 /CO ratio were determined for maximum reactor performance.

    Keywords: Fischer-Tropsch Synthesis, GTL, fixed bed reactor, Nano Fe Catalyst, CFD
  • Majid Safajou*, Jahankhanemlou, Mehdi Eskandarzade, Jamal Movassagh Pages 52-56

    Nano composites of graphene oxide and modified nanoclay (Cloisite 15A) were produced based on 80 phr chlorobutyl and 20 phr natural rubber according to inner liner recipe. The results show modified nano fillers have remarkable change in dispersion in the matrix. Subsequently Improved cured products properties. Exfoliation of graphen oxide and Cloisite 15A was confirmed by XRD and TEM. In the case of graphite intercalation has happened. Also physical and mechanical properties of this composite was studied.

    Keywords: Chlorobutyl, Graphite, Graphene oxide, Nanoclay, Nanocomposite
  • Mortaza Zivdar*, Zohreh Khalifat, Rahbar Rahimi Pages 57-69

    Multiphase separation in gravity separators is one of the important processes in different industries. This study presents a computational fluid dynamics (CFD) simulation of an industrial three-phase boot separator applying a coupled volume of fluid (VOF)- dispersed phase model (DPM) method for hydrodynamic analysis and troubleshooting of the separation process. Noted that despite the wide application of the boot separator in different industries, no research has been performed on this type of separator to investigate the macroscopic and microscopic behavior of the separation process. The results of numerical calculations based on three-phase flow profile, secondary phase behavior, separator performance, and size distribution of the droplets were investigated in this research. Results showed that the CFD model is well capable of estimating the separation behavior in a threephase boot separator. Troubleshooting of the studied separator was also investigated to detect the parameters that might decrease the separation performance. Based on the results, it is concluded that the separator suffers from the type of the inlet diverter, lack of an efficient mist extractor at the gas outlet and also lack of an appropriate vortex breaker at the oil outlet. The effect of increasing the inlet water flow rate on the separator performance was another parameter that was studied in this research. Results demonstrated that increasing the inlet water flow rate from 11823-47295 kg/hr caused an increase in the mass of droplets at the gas outlet from 0.09 to 1.6 kg/hr, but this increase did not lead to a significant decrease in the separation efficiency.

    Keywords: Three phase gravity separator, Volume of fluid, Dispersed phase model, Troubleshooting, Hydrodynamic analysis