فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 24 (مهر و آبان 1385)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 24 (مهر و آبان 1385)

  • 124 صفحه، بهای روی جلد: 6,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1385/10/25
  • تعداد عناوین: 14
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • تقیه سریریچی، رضا روستا آزاد، سید محمد موسوی، داریوس عربیان، اصغر مولایی، منوچهر مثوقی صفحه 3
    فرآیند فروشویی زیستی روی، از سنگ معدن سولفیدی کم عیار با استفاده از میکروارگانیسم های اتوتروف اسیددوست، مورد مطالعه قرار گرفت. در این رابطه تاثیر عوامل مختلفی نظیر دما، نوع میکروارگانیسم و غلظت یون آهن II بر روی استخراج بررسی شد. طی مدت 30 روز، در بهترین شرایط حدود 60% و در بدترین شرایط در حدود 15%، روی استحصال شد. علت استحصال روی، در سخت ترین شرایط که فعالیت میکروبی در حداقل است، وجود محیط اسیدی و گرما است.
    کلیدواژگان: فروشویی زیستی، سنگ معدن های سولفیدی کم عیار روی، میکروارگانیسم های اتوتروف اسید دوست
  • فاطمه نفیسی، امیرعباس ایزدپناه، فرشاد ورامینیان، محسن وفایی سفتی صفحه 9
    در این تحقیق، سینتیک تولید هیدرات پروپان در حجم ثابت به وسیله یک وسیله آزمایشگاهی ساده بررسی و برای مدل سازی، از مدل یک پارامتری ورامینیان دانش استفاده شده است. این مدل در فشار ثابت و برای ساختار I هیدرات کاربرد دارد. از آن جایی که پروپان ساختار II هیدرات را تشکیل می دهد، کارایی مدل مذکور در این حالت و حالت حجم ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها در محدوده دمایی 274 تا 276 کلوین و محدوده فشار2تا5/4 بار انجام شده است. نتایج نشان می دهد که این مدل می تواند توصیف خوبی از شرایط تشکیل هیدرات در حالت حجم ثابت و ساختار IIکریستال هیدرات داشته باشد.
    کلیدواژگان: سینتیک، پروپان، شرایط تشکیل هیدرات
  • مرتضی زیودار، مرتضی محمدی صفحه 16
    برج تقطیر (Dividing Wall Column) DWC، یکی از انواع برج های تقطیر کوپل گرمایی است که در سال های اخیر برای جداسازی مخلوط های چندجزئی، مورد توجه قرار گرفته است. این برج دارای قابلیت صرفه جویی هزینه های انرژی و تجهیزات، در مقایسه با انواع برج های تقطیر معمولی است. برای به دست آوردن پارامترهای طراحی و شبیه سازی این برج با استفاده از نرم افزارهای موجود، باید این برج به برج های ساده تر مدل شود. در این تحقیق طراحی و شبیه سازی یک DWC برای خالص سازی 1-بوتن از خوراک بخش تقطیر واحد 1-بوتن مجتمع پتروشیمی تبریز انجام شده است. برج DWC، مدل سازی شده و بر اساس اطلاعات موجود در واحد 1-بوتن با نرم افزار HYSYS طراحی و شبیه سازی شده است. مقایسه نتایج نشان می دهد که با جایگزین کردن یک DWC بجای دو برج موجود در واحد، صرفه جویی قابل ملاحظه ای در انرژی مصرفی حاصل می شود. برای غلظت های موجود در واحد، بار حرارتی در چگالنده 3/13% و در جوش آور 4/15% کمتر از حالت معمولی است.
    کلیدواژگان: برجهای کوپل گرمایی، Dividing Wall Column، پیش جداساز، برج پتلیوک، روش طراحی میان بر، HYSYS
  • فخری سیدین آزاد، امیر رحیمی صفحه 30
    در این مطالعه، اثر جریان برگشتی بر عملکرد راکتورهای همزده (CSTR) سری، در آرایش های مختلف از جریان برگشتی در حالت های همدما و غیرهمدما مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور و پس از تبیین معادلات ریاضی حاکم، براساس معادلات موازنه جرم و انرژی که برای آرایش های مختلف از سه راکتور به صورت سری و در عین حال با جابجایی محل جریان برگشتی بین این سه راکتور صورت گرفته، این معادلات با استفاده از روش های ریاضی تحلیلی و عددی، حل و بر اساس کدهای کامپیوتری نوشته شده، یک نرم افزار کارآمد برای بررسی تاثیر شرایط عملیاتی مختلف بر عملکرد این نوع از سیستم های عملیاتی، تهیه شده است. با استفاده از نرم افزار تهیه شده، اثر پارامترهای عملیاتی مانند دمای خوراک، دبی ورودی و انتقال حرارت بر توزیع دما در راکتورهای سری و غلظت سه راکتور در مورد واکنش هیدرولیز اتیل استات، مورد مطالعه قرارگرفته است. نتایج حاصل از این مطالعه که به صورت مقایسه اثر جریان برگشتی در حالت های مختلف روی میزان تبدیل، تغییرات دما بین سه راکتور و دما و غلظت پس از نقطه اختلاط ارائه شده است، مبین این نکته است که تاثیر جریان برگشتی، بخصوص در شرایط عملیاتی غیرهمدما، قابل ملاحظه است، به طوری که در برخی شرایط، برخلاف تصور موجود مبنی بر کاهش درصد تبدیل در صورت افزایش نسبت برگشتی، این پارامتر به دلیل تاثیر ناشی از افزایش دما، سیر صعودی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: مدل سازی ریاضی، جریان برگشتی، راکتورهای همزده، همدما، غیرهمدما
  • حسن رحیم زاده، سیدسعید بهشتی، شهرام هاشمی مرغزار صفحه 42
    جدایش آب از دوغاب پساب باطله ها در فرآیندهای بعضی معادن، نقش موثری در بهره گیری از مصالح باطله و همچنین سودمندی اقتصادی در ساخت سد های باطله دارد، دراین فرآیند استحصال مجدد آب، اهمیت ویژه ای در کاهش نیاز آبی معادن دارد.
    در مدار عبوری جریان در هیدروسیکلون، توصیف واقعی جریان های برگشتی و چرخشی در طراحی بهینه آنها بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش ساخت یک مدل هیدروسیکلون آزمایشی برای تعیین میزان بهره وری فرآیند هیدروسیکلونی با مشخصات خوراک معین در تحلیل فرآیندهای هیدروسیکلونی مورد بررسی و به کار گرفته شده است.
    این مدل آزمایشی از نظر هندسی، انعطاف پذیراست و نتایج حاصل از این آزمایشات و تحلیل آن به خوبی می تواند در معتبرسازی یک کد عددی شبیه ساز جریان مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: هیدروسیکلون، دوغاب، حد برش، کلاسیفایر
  • یعقوب بهجت، شاهرخ شاه حسینی*، سید حسن هاشم آبادی، محمدعلی دهنوی صفحه 50

    در تحقیق حاضر، هیدرودینامیک بستر سیال گاز جامد در حالت ناپایا با استفاده از روش های CFD شبیه سازی شده است. برای این منظور جریان جتی از گاز در بستری از ذرات جامد سیال شده به صورت دو بعدی با تقارن محوری مورد مطالعه قرار گرفته است. برای مدل سازی سیستم از دیدگاه اولری اولری برای هر دو فاز گاز جامد استفاده شده است. مدل، شامل معادلات پیوستگی، مومنتم برای هر دو فاز و معادله دمای دانه ای برای ذرات جامد است. این معادلات با استفاده از روش عددی حجم محدود در محیط نرم افزار MFIX حل شده اند. تاثیر سرعت جت بر هیدرودینامیک بستر و تاثیر پارامترهای دانسیته، اندازه ذرات، سرعت جت و ارتفاع اولیه بستر بر افت فشار بستر، مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی نتایج به دست آمده نشان می دهد که ارتفاع اولیه بستر و دانسیته ذرات، پارامترهای موثرتری بر افت فشار بستر در مقایسه با سرعت جت و اندازه ذرات هستند. مقایسه نتایج مدل برای اندازه حباب با داده های ارائه شده در منابع علمی تطابق خوبی را بین آنها نشان می دهد. هچنین جریان گاز در داخل حباب با مدل Davidson مقایسه شده است که نتایج این شبیه سازی منطبق با این مدل است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی CFD، بستر سیال حبابی، جریان گاز، جامد، هیدرودینامیک بستر
  • مهدی رازی فر، سعید مقصودی صفحه 60
    موم گیری به کمک حلال و موم گیری به روش کاتالیستی از جمله فرآیند های متداول برای جداسازی موم از محصولات تقطیر شده پالایشگاهی است. امروزه در بین فرآیندهای مختلف موم گیری، فرآیند آیزودیوکسینگ (ایزومریزاسیون هیدروژنی) به دلیل کیفیت و راندمان بالای تولید محصول، ارجح است. در این مقاله ابتدا به معرفی و سپس در ادامه به مدل سازی سینتیکی این فرآیند پرداخته شده است. در بخش مربوط به مدل سازی سینتیکی، 6 مدل ممکن برای این فرآیند پیشنهاد شده است. معادلات حاصل به روش تحلیلی، حل شده و در نهایت ثوابت سرعت واکنش ها از روش حداقل کردن یک تابع هدف تعیین می شوند که حل آن با استفاده از روش مینیمم سازی Nedler-Meadدر نرم افزار MATLAB، منجر به یک مجموعه از ثوابت سرعت واکنش می شوند. سپس داده های تجربی منتشر شده توسط گیرجیس و تاسو (Girgis & Tsao) در زمینه ایزومریزاسیون هیدروژنی نرمال هگزادکان]1[برای ارزیابی مدل های لامپ به دست آمده مورد استفاده واقع شدند، که نتایج حاصل، تطابق خوبی را با نتایج مقاله]1[نشان می دهند. بخش آخر این مقاله شامل آزمایش های تجربی است. در این بخش ابتدا راکتوری برای این منظور طراحی و ساخته شد. 5 آزمایش با خوراک نرمال هگزادکان در دمای360 درجه سانتیگراد، فشار 60 بار و نسبت کاتالیست به خوراک 10% در زمان های مختلف 5/0، 5/1، 3، 5 و 7 ساعت صورت گرفته و با توجه به نتایج آزمایش ها، مدل سینتیکی مناسب هم پیشنهاد شد. یک آزمایش دیگر نیز با شرایط مشابه با تغییر در نسبت کاتالیست به خوراک 15% و زمان 3 ساعت انجام شد. در این آزمایش افزایش 5 درصدی نسبت کاتالیست به خوراک باعث افزایش حدودا 200 درصدی میزان تبدیل کلی شده است. آنالیز نمونه های آزمایش ها به روش کروماتوگرافی جرمی (GC/MS) انجام شده است.
    کلیدواژگان: ایزومریزاسیون هیدروژنی، آیزودیوکسینگ، مدل سازی سینتیکی لامپ، نرمال هگزادکان
  • اسماعیل فاتحی فر، مجید احمدلوی داراب، اقبال صحرایی صفحه 75
    برج های آکنده، در صنعت، برای جذب گازها کاربرد زیادی دارند که می توان به استفاده از برج های آکنده برای جذب و کنترل آلاینده های هوا (جذب SO2، NOx، مرکاپتان ها و...) و یا جذب CO2 حاصل از احتراق سوخت ها که در صنایع مختلف مثل نوشابه سازی از آن استفاده می شود، اشاره کرد. در این تحقیق با توجه به کاربرد وسیع برج های آکنده و نیاز به وجود چنین برج هایی در مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاه های پژوهشی دانشگاه ها، برج آکنده ای در مقیاس آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است که دارای قطر mm68 و ارتفاع موثر mm 850 است و جنس آکنه های آن شیشه ای و از نوع حلقه راشینگ می باشند. در نهایت با انجام آزمایش هایی برروی جذب CO2، دستگاه، راه اندازی و دستور کار آن به عنوان یک دستگاه آزمایشگاهی تهیه شده است. از جمله نتایج حاصله می توان به کاهش pH آب خروجی از 7 به 4 تا 5/4 اشاره نمود. همچنین افزایش شدت جریان آب ورودی به ازای یک شدت جریان ثابت از گازCO2 باعث افزایش pH آب خروجی می شود. علاوه بر این بروز پدیده طغیان باعث افزایش pH آب خروجی می شود که حاکی از کاهش میزان انتقال جرم است. لازم به ذکر است که این دستگاه در آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه صنعتی سهند تبریز مورد استفاده قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: برج جذب آکنده، جذب CO2، طراحی، ساخت، مقیاس آزمایشگاهی
  • پویا متحدین، محمدنادر لطف اللهی، علی حقیقی اصل، علیرضا نصیری صفحه 82
    در ایران، حدود 30 درصد نفت خام به صورت طبیعی از مخازن برداشت می شود و برای برداشت 70 درصد باقی مانده، باید از روش های ازدیاد برداشت استفاده کرد. امروزه برخی از کارشناسان داخلی معتقد هستند که به دلیل پیشرفت کم در اعمال روش های ازدیاد برداشت، نزدیک به ده میلیارد بشکه از نفت خام کشور، در داخل مخازن باقی مانده اند. همین نکته اهمیت روش های ازدیاد برداشت را نشان می دهد. در این مقاله، پیشرفت های گزارش شده در منابع علمی درباره روش تزریق آب برای ازدیاد برداشت نفت مرور می شود. ضمنا، با توجه به امکان تشکیل رسوب پس از تزریق آب، موضوع انتخاب منبع آب مناسب و آماده سازی آب قبل از تزریق نیز بررسی می شود. مطالعات انجام شده نشان می دهد که با مدل سازی و پیش بینی تشکیل رسوب قبل از تزریق آب و با اعمال روش های بهبود کیفیت آب، می توان مشکلات ناشی از تزریق آب به مخازن نفتی را کاهش داد.
    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، تزریق آب، تجانس آبها، پیش بینی تشکیل رسوب، روش های بهبود کیفیت آب
  • سیداحسان مجتبوی، جلال الدین شایگان صفحه 97
    صنعت سیمان به دلیل مصرف بالای انرژی، در گروه صنایع، به شدت انرژی بر و از نظر تولید آلاینده ها نیز جزء صنایع آلوده کننده محیط زیست محسوب می شود. انرژی مصرفی در کارخانه های سیمان به دو دسته حرارتی و الکتریکی تقسیم می شود. انرژی حرارتی حدود 88 درصد و انرژی الکتریکی حدود 12 درصد انرژی مصرفی در کارخانه های سیمان را تشکیل می دهند. راهکارهای بهینه سازی مصرف انرژی حرارتی و الکتریکی به طور مجزا و یا به طور همزمان بررسی می شوند. این راهکارها در کارخانه های سیمان به دو دسته راهکارهای کوتاه مدت و بلند مدت(بازگشت سرمایه بیش از 5 سال) با توجه به حجم سرمایه گذاری، تقسیم می شوند. کنترل قابلیت پخت خوراک کوره به عنوان یکی از راهکارهای کوتاه مدت کاهش انرژی حرارتی و جلوگیری از نوسانات کیفیت مواد به عنوان یکی از راهکارهای بلندمدت کاهش انرژی حرارتی و الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته است. تولید انواع سیمان های آمیخته نیز کاهش انرژی حرارتی و الکتریکی مواد را به طور همزمان به دنبال دارد و به دلیل میزان حجم سرمایه گذاری، در گروه راهکارهای کوتاه مدت کاهش انرژی الکتریکی و حرارتی قرار می گیرد. آسیاب های سیمان و مواد درکارخانه های سیمان عمده ترین مصرف کنندگان انرژی الکتریکی هستند. به کارگیری تکنولوژی های جدید آسیاب های سیمان و مواد، در کارخانه های سیمان می تواند به طرز قابل ملاحظه ای مصرف انرژی الکتریکی را کاهش دهد. ولی از آنجا که هزینه سرمایه گذاری برای به کارگیری این آسیاب ها بالا است، استفاده از این راهکار در هنگام ایجاد طرح های جدید سیمانی می تواند مصرف انرژی ویژه الکتریکی را به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش دهد.
    کلیدواژگان: سیمان، انرژی، بهینه سازی مصرف انرژی
  • معرفی، اخبار و گزارش ها
  • صفحه 111
  • صفحه 118
|
  • T. Saririchi, R. Roosta Azad, S. M. Mousavi, D. Arabian, A. Molaie, M. Vosoughi Page 3
    The bioleaching of zinc sulfide ore using acidophilic autotrophic microorganisms has been studied. The effect of temperature, microorganism, and concentration of Fe(II) in the zinc extraction were assessed. Extraction of zinc from low-grade ores up to 60% after 30 days could be obtained with optimized conditions, and 15% after 30 days without any optimization. The extraction of zinc without any optimization is because of high temperature and acidic environment.
  • F.Nafisi, A.A. Izadpanah, F. Varaminian, M. Vafaie Sefti Page 9
    In this research the kinetic of propane hydrate production In constant volume was performed using simple laboratory instruments. For modeling, one-parameter Varaminian-Danesh model was used. Since the propane comprises the structure II of hydrate, the performance of the aforementioned model was evaluated at this state. The experiment was conducted at the temperature range of 274 to 276 K, and the pressure range of 2.9 to 4.3 bar.
  • M. Zivdar, M. Mohammadi Page 16
    Dividing Wall distillation Column (DWC) is one of the thermally coupled distillation columns that has been interested for separation of multi-component mixtures in the recent years. This type of columns has energy and equipment cost saving ability compared with conventional columns. To obtain design and simulation parameters of this column with existing softwares, this column must be modeled to simpler columns. In this paper, design and simulation of a DWC for purification of 1-Butene from the feed of distillation part of 1-Butene unit of Tabriz Petrochemical Complex has been performed. A DWC has been modeled, designed and simulated based on the available data of the unit by HYSYS. The results show that by replacing the two existing sequenced columns with a DWC, a considerable energy saving can be achieved. For existing concentrations in the unit, condenser and reboiler duties reduce 13.3% and 15.4%, respectively.
  • F. Seyedeyn-Azad, A. Rahimi, E. Mostafavi Page 30
    In this study, the effect of recycle flow, in different configurations on the performance of a set of mixed flow reactors for isothermal and non-isothermal conditions has been investigated. In addition, the effect of operational factors, such as feed temperature, feed flow rate, and heat transfer on temperature distribution and concentration of the reactors, for hydrolysis of ethyl acetate, has been studied.The mathematical equations for mass and energy balances for different configurations of recycle stream for a set of three reactors in series have been derived. The equations have been solved using analytical and numerical methods. For this purpose, an effective computer program has been prepared in order to study the effects of operational parameters on the performance of the system.The results show that the role of recycle flow, especially in non-isothermal conditions, is considerable. It is shown that in some situations, the conversion increases with an increase in recycle flow ratio by increasing temperature.
  • H. Rahimzade, S.Beheshti, Sh. Hashemimarghzar Page 42
    Separation of water from mine tailing in mining process as well as wastewater resulted from highly concentrated tailings can play a significant role in water recycling and reduce water demand in the mines. An understanding of flow and turbulence can contribute a major task to design hydro cyclone. Therefore, construction of an experimental model with a known characteristic in put can help to analyze hydro cyclone process. This model could possibly be simple, albeit it can behave very closely to prototype. Results and analysis from the model may be employed to verify a numerical simulation.
  • Y. Behjat, S. Shahhosini, S. H. Hashemabadi, M.A. Dehnavi Page 50

    In this research, unsteady state behavior of gas-solid fluidized beds has been investigated using CFD simulation methods. For this reason, a two dimensional system of jet gas flow in a fluidized bed with axial symmetry has been studied. In order to model this system Eulerian-Eulerian approach has been applied for both gas and solid phases. The model includes continuity equations as well as momentum equations for both phases and the equations for granular temperature of solid particles. MFIX software that applies finite volume method has been employed to solve the model equations. The effects of jet velocity on the bed hydrodynamic as well as the influence of particle density and size, jet velocity, and initial bed height on the bed pressure drop were investigated. The results revealed that, compared with jet velocity and particle size, initial bed height and particle density have more impact on pressure drop. A comparison of predicted bubble size with the corresponding data in the literature indicates a good agreement between them. Also gas flow inside the bubble compared with Davidson model and result of this simulation shows good agreements with this model.

  • M.Razifar, S.Maghsoudi Page 60
    Catalytic and solvent dewaxing are the current major processes for removing wax from refined wax distillate. The proposed hydro-isomerization scheme would be superior to the other lubricant dewaxing processes because of their high yield and high quality of dewaxed products. In this work, at first, it has been collected useful information about hydroisomerization of n-alkenes (isodewaxing process) with various catalysts. Then it is pointed to the kinetic modeling and process reactor simulation approach. For the kinetic modeling it has been developed 6 possible models for this process. We examine hydroisomerization of n-hexadecane as a vehicle to establish a modeling protocol and kinetic parameters.Girgis and Tsao have published data for the hydroisomerization of n-hexadecane on various catalysts [1]. These data have been used in the present work to determine and evaluate lump kinetic models.The rate constants were determined by minimizing a merit function which contained the weighted sum of the square of the residual. The non-linear regression analysis was carried out with a computer program which uses nedler-mead algorithm for the minimization of the merit function. In the experimental section of this work a high pressure batch reactor was designed. 5 final experiments has been done with n-hexadecane at 350 °C, 60 bar and with catalyst to feed ratio of 10% in various retention times of 0.5, 1.5, 3, 5 and 7 hr. with respect to the experiment's results, properly model was suggested. Another experiment was carried out with same condition but with difference in catalyst to feed ratio of 15% at 3 hr. it was seen that 5% increasing in the catalyst to feed ratio was leaded to 200% increasing in total conversion. Analysis of the all experimental samples has been done with mass chromatography.
  • E. Fatehifar, M. Ahmadloye Darab, E. Sahraei Page 75
    Packed bed towers are used in many industries for absorption of gases. For example, they are used for absorbing and control of gaseous air pollutants (like SO2 and NOx, …) and absorption of CO2 from flue gases of fuel combustion for using in drink industries.In this work with respect to many uses of packed bed towers and necessity for having this kind of towers in research centers and university research and educational laboratories, a packed bed tower in laboratory scale was designed and made. After that, by doing some experiments on CO2 absorption, tower was started-up and its working guide manual as a laboratory equipment was prepared. Now, this tower is used in unit operation laboratory of Sahand university of technology.
  • P.Mottahedin, M.N.Lotfollahi, A. Haghighi Asl, A.R.Nasiri Page 82
    In general, about 30 percent of crude oil can be recovered naturally. To recover the rest of crude oil, it is necessary to use enhanced oil recovery (EOR) methods. Based on the scientific investigations, there are about ten billion barrels of unrecovered crude oil in Iranian reservoirs. This point indicates the importance of enhanced oil recovery methods. In this paper, the improvements of water injection methods are reviewed. In water injection method, scale formation is one of the main problems. This problem decreases the permeability of core. To prevent this problem, the formation water and injection water should be compatible. In this regard, selection of proper source of water is also important. It can be concluded that the thermodynamic models can be used to predict scale formation. These methods are used to increase the oil recovery efficiency.
  • S.E. Mojtabavi, J. Shaygan Page 97
    Cement industry is categorized in energy intensity industries for high consumption of energy. Energy in cement factories consists of 88% thermal energy and 12% of electric energy. Thermal and electric energy optimization strategies can perform separately or simultaneously.These strategies are divided in to short-term and long-term (with the term of return more than 5 years). Control of the burnability of raw material is known as a short-term strategy and avoidance of quality fluctuation in raw material as long-term strategies. Production of various types of blended cement can reduce both thermal and electric energy simultaneously. This method is determined as a short-term strategy due to its volume of investment. Cement and raw material mills are considered as the main consumers of electric energy. Applying the new mill technologies can also reduce electric energy significantly. But due to the high cost of these technologies these methods are only applied in new projects.