نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال بیست و ششم شماره 1 (پیاپی 44، بهار 1386)

در فناوری پینچ و برنامه ریزی ریاضی، فرض بر این است که جریان از مبدل های حرارتی فقط می تواند از داخل لوله ها یا پوسته عبور کند. بر همین اساس یک ضریب انتقال حرارت جابه جایی ''h'' برای کل مسیر محاسبه می شود. این دیدگاه منجر به خطاهای قابل توجهی بین مرحله هدف گذاری با مرحله سنتز در فناوری پینچ و برنامه ریزی ریاضی خواهد شد. در این مقاله یک الگوریتم برنامه ریزی ریاضی بر اساس مدل MINLP برای طراحی شبکه مبدل های حرارتی با لحاظ کردن افت فشار پیشنهاد شده که از مزایای زیر برخوردار است: برآورد افت فشار در بخش لوله و پوسته هر مبدل، محاسبه ضریب انتقال حرارت جابه جایی بر اساس حداکثر افت فشار مجاز به منظور کاستن از سطح انتقال حرارت، تعیین ضریب انتقال حرارت جابه جایی برای هر مبدل به طور اختصاصی و امکان عبور جریان در بخشی از مسیر از لوله و در بخش دیگر از پوسته مبدل های حرارتی در کل مسیر تبادل. مقایسه مدل پیشنهادی با دو مثال مطالعاتی شرح داده شده در کتاب شنوی که با روش پنجه شاهی حل شده است، نشان می دهد که مساحت به میزان 36 درصد کاهش می یابد که این امر می تواند تاییدی بر کارآمدی روش پیشنهادی در استفاده از ضریب انتقال حرارت برای هر جریان به منظور طراحی شبکه مبدل های حرارتی باشد.

هدف از این تحقیق، رده بندی پارامترهایی است که در طراحی عملیات بهره برداری به صورت تزریق دوره ای بخار از مخازن نفت سنگین مورد استفاده قرار می گیرند. با مشخص شدن اهمیت هر یک از این پارامترها و میزان تاثیر آنها بر تولید نفت، می توان به وسیله تزریق بهینه بخار، افزون بر کاهش هزینه های عملیاتی، نفت بیشتری را در دوران تولید استخراج کرد. برای بررسی تاثیر پارامترها یک مدل رایانه ای برای شبیه سازی فرایند در یک نمونه از مخازن نفت سنگین کشور تهیه شده است که این مدل قادر است میزان گرمای خالص رسیده به سازند، دمای تعادلی سازند در زمان های متفاوت و میزان نفت استخراج شده در دوران تولید را محاسبه کند. پارامترهای در نظر گرفته شده عبارت اند از: نرخ تزریق بخار یا حجم بخار تزریق شده، زمان خیساندن، دمای بخار تزریقی و کیفیت بخار. رتبه بندی به وسیله مقایسه وزن هریک از پارامترها بر تولید انباشتی نفت با استفاده از روش Response Surface Methodology انجام شده است. برای این که مقایسه بین پارامترها امکان پذیر شود، پارامترها بدون بعد شده اند.
با توجه به نتیجه های به دست آمده، مهم ترین پارامتر، حجم بخار تزریق شده و پارامترهای بعدی به ترتیب اهمیت، کیفیت بخار، زمان خیساندن و دمای بخار تزریقی هستند.

در این پژوهش، اثر مواد افزودنی (ترکیب های حاوی اکسید سرب و سریم، با درصدهای متفاوت سریم) بر خاصیت الکتریکی سرامیک های تیتانات باریمی مطالعه و بررسی شد و ویژگی های به دست آمده و تغییرهای آن به ویژگی های ریز ساختاری ارتباط داده شد. مقدار سریم از 0.1 درصد مولی تا 0.5 درصد و مقدار سرب جایگزینی 30 درصد بود. نمونه ها از دمای 1200 درجه سانتی گراد تا دمای 1350 درجه سانتی گراد زینتر شدند. پس از پولیش و الکترود گذاری، خواص الکتریکی آنها در ولتاژهای متفاوت بررسی و رفتار ناحیه NTCR و PTCR و سوئیچینگ خودکار نمونه ها بین دو ناحیه و با توجه به ویژگی های ریزساختاری بحث و بررسی شد. بررسی های به عمل آمده مشخص کرد که با افزایش مقدار ناخالصی سریم، مقاومت ویژه در دمای محیط ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد (در هر دو نمونه های بدون سرب و حاوی سرب) و در حدود 3.0 mol % به یک مینیمم می رسد (ضمن تبدیل نارسانای الکتریکی به نیمه رسانا). افزایش سرب باعث افزایش دمای کوری سیستم شد. دمای کوری نمونه های سری اول در نزدیکی 125 درجه سانتی گراد و در نمونه دوم در حدود 180 تا 200 درجه سانتی گراد تعیین شد. بررسی های ریزساختاری آشکار کرد که در نمونه های سری اول به طور عمده از ترکیب باریم تیتانات خالص تشکیل شده و در سری دوم تحت شرایط بهینه شده ترکیب تک فاز سرب تیتانات و باریم تیتانات حاصل شده است.

در این پژوهش که به منظور بررسی بازیابی سرب از باطله حاصل از فرایند لیچینگ کانه اکسیده روی انجام شده، پس از مطالعه های اولیه شناسایی نمونه که از کارخانه دندی (زنجان) گرفته شده و تشخیص فاز سولفاته برای سرب موجود در باطله، مطالعه های آزمایشگاهی برای بازیابی سرب از نمونه ها انجام شد. روشی که در این تحقیق به منظور بازیابی سرب از باطله های لیچینگ روی مورد بررسی قرار گرفت روش لیچینگ با آب نمک موسوم به روش شوراب شویی است که تاکنون در ایران کم تر شناخته و بررسی شده است. در این روش، باطله لیچینگ روی به طور مستقیم تحت عملیات لیچینگ با آب نمک در مجاورت کلریدریک اسید قرار گرفت. در مطالعه ها و آزمایش هایی که در این مورد انجام شد، عامل های موثر بر فرایند شوراب شویی و مقدارهای بهینه آنها به این شرح تعیین شد: زمان لیچینگ: 30 دقیقه، pH پالپ: 1، چگالی پالپ: 50 g/l، سرعت هم زدن: 1000 RPM، دمای فرایند: 20 درجه سانتی گراد. میزان بازیابی سرب در این شرایط 95.22 درصد به دست آمد.

وارونگی فاز در پراکندگی های مایع مایع، پدیده ای است که در بسیاری از فرایندهای صنعتی روی می دهد، اما مکانیسم های حاکم بر این پدیده و چگونگی اثر پارامترهای فیزیکی و هندسی روی آن به خوبی درک نشده است. در این مقاله اثر سرعت هم زدن، نوع سیستم شیمیایی و وجود نمک های معدنی روی این پدیده در ظرف های هم زن دار و در حالت ناپیوسته بررسی شده است. به منظور بررسی پدیده وارونگی، از یک سیستم مجهز به هم زن با دور متغیر و برای مشاهده آن از یک هدایت سنج استفاده شده است. نتیجه ها نشان می دهد که با افزایش سرعت هم زدن، پراکندگی های فاز آلی در آب در مقدارهای کم تری از کسر حجمی فاز پراکنده وارونه می شود، در حالی که پراکندگی های آب در فاز آلی گرایش معکوسی را نشان می دهد. همچنین مشاهده شده است که کاهش کشش بین سطحی پراکندگی باعث انتقال مرزهای ناحیه دوسوگرایی به سمت پایین و پهن شدن آن می شود. افزودن نمک به فاز آبی نیز روی رفتار وارونگی فاز اثر گذار بوده و باعث آسان شدن وارونگی فاز در پراکندگی های فاز آلی در آب شده است، هر چه نمک اضافه شده از قدرت یونی بالاتری برخوردار باشد، این تاثیر بیشتر خواهد بود.

در این مقاله، یک مدل دو فازی که در آن راکتور بستر سیال به دو فاز حباب و امولسیون تقسیم شده و واکنش در هر دو فاز حباب و امولسیون در نظر گرفته شده، ارایه شده است. فاز امولسیون به چند راکتور اختلاط کامل و فاز حباب به چند راکتور قالبی که به طور متوالی قرار گرفته اند تقسیم شده اند. برای محاسبه های هیدرودینامیکی بستر سیال از مدل دو فازی دینامیک استفاده شده است. همچنین معادله های ممان برای سینتیک واکنش پلیمریزه شدن در نظر گرفته شده اند. نتیجه های حاصل از حل مدل و داده های تجربی برای اندیس ذوب پلیمر و مقدار پلیمر تولیدی با هم مقایسه شده و تطبیق خوبی با یکدیگر دارند. نتیجه ها نشان می دهند که حدود 20 درصد از کل پلیمر تولید شده در راکتور، در فاز حباب تولید می شود.

در این تحقیق، دستگاه آزمایشگاهی ساده ای برای اندازه گیری مقدار گاز مصرف شده برای تولید هیدرات به کار برده شده و داده های آزمایشگاهی برای سینتیک تشکیل هیدرات پروپان اندازه گیری شده است.
این آزمایش ها در یک ظرف و در حالت شبه پایدار و در دماهای متفاوت از 274 تا 276 کلوین و گستره فشار از 3 تا 4.7 بار انجام شده اند. مدل ورامینیان دانش برای پیش بینی سرعت تشکیل هیدرات در نیروی محرکه های متفاوت (DT)، به کار برده شده و کارایی این مدل برای ساختار هیدرات نوع مورد بررسی قرار گرفته است.
این کار، نخستین کار برای به دست آوردن داده های سینتیکی برای تشکیل هیدرات پروپان در دما و فشار ثابت می باشد.

عواملی از جمله نیاز به تولید سوخت های پاکیزه (کم گوگرد) برای کاهش آلودگی محیط زیست و تبدیل نفت خام سنگین به برش های سبک تر و دلخواه، ظرفیت مورد نیاز واحدهای هیدروتریتر و هیدروکراکر در پالایشگاه ها و در نتیجه نیاز به هیدروژن بیشتر را به طور مداوم افزایش می دهد. در این مقاله ابتدا فرایندهای تولید کننده، مصرف کننده و بازیابی کننده هیدروژن معرفی و سپس معیارهای انتخاب فناوری سیستم های بازیافت هیدروژن شرح داده شده و چند روش اصلاح شبکه هیدروژن و ارزیابی آنها به اختصار معرفی شده است. مدیریت هیدروژن در پالایشگاه های نفت، مستلزم شناخت منابع بالقوه تولید و مصرف کننده های هیدروژن در آن و انتخاب بهترین شیوه و الگوی مرتبط کردن منابع و مصارف هیدروژن است. با توجه به تعدد الگوهای ممکن ارتباط در مقیاس صنعتی، و نیاز به برآوردهای اقتصادی برای انتخاب بهترین الگو، وجود یک نرم افزار که محاسبه ها را بتوان به کمک آن انجام داد، ضروری است. چنین نرم افزاری تاکنون در منابع علمی بین المللی معرفی نشده است.
در این مقاله نرم افزاری معرفی شده که توسط نویسندگان در محیط ویژوال بیسیک ایجاد شده و قادر است با دریافت اطلاعات مربوط به شرایط موجود و مورد نیاز (با توجه به محدودیت فرایندی) شبکه هیدروژن، گزینه های فرایندی گوناگونی را برای اصلاح شبکه هیدروژن پیشنهاد کند. خروجی های این نرم افزار عبارت اند از: مشخص کردن گلوگاه در شبکه هیدروژن به منظور تجزیه و تحلیل شبکه، تعیین نقطه کار سیستم بازیافت هیدروژن و برآورد اقتصادی جامع طرح های متفاوت اصلاح شبکه که امکان انتخاب گزینه برتر را فراهم می آورد.

اولترافیلتراسیون شیر یک فرآیند غشائی کاملا پیچیده غیر خطی بوده که با استفاده از یک غشاء متخلخل و اعمال اختلاف فشار هیدرودینامیکی صورت می گیرد. در این تحقیق مدلسازی دینامیکی فرآیند با توجه به داده های آزمایشگاهی، توسط سیستم استنتاج فازی انجام شد. روش های متعددی برای ساخت سیستمهای فازی از روی داده های ورودی- خروجی وجود دارد که در این تحقیق از جدول جستجو استفاده شده است. همچنین 14 سیستم فازی مطابق مدل ممدانی و 8 سیستم فازی مطابق مدل تاکاگی- سوجنو با عملگرها، استلزام ها، تجمع ها و غیرفازی سازهای مختلف ساخته و انحراف معیار استاندارد برای خروجی هر سیستم محاسبه گردید و با بدست آوردن نتایج مختلف، بهترین حالت ممکن برای دو مدل بدست آمد. نتایج نشان داد که با استفاده از منطق فازی و دخالت دادن مفاهیم مربوطه، می توان پیشگویی شار پرمیت و مقاومت هیدرولیکی کل را بدست آورده و خطای سیستم را برآورد نمود.

با استفاده از مدل ارایه شده برای انرژی گیبس فزونی مخلوط دو جزیی از کرات سخت با نسبت اندازه بزرگ معادله جدیدی به شکل برای ضریب تراکم پذیری ارایه شده است، که در آن و به ترتیب کسر تراکمی جز 1 و 2 به شکل کرات سخت در مخلوط دو جزیی هستند. نتیجه های محاسبه ها، برای مخلوط های دو جزیی از کرات سخت با نسبت اندازه های بزرگ، با استفاده از Znew و حاصل از 14 نظریه دیگر و مقایسه آنها با ضریب تراکم پذیری مونت کارلو نشان می دهد که Znew دارای خطای کم تری از سایر معادله ها در مقایسه با نتیجه های محاسبه ها از روش مونت کارلو است.

استفاده از جریان های یونی حاصل از احتراق، یکی از جدیدترین شیوه های مورد استفاده در سیستم های مدیریت موتور است، به گونه ای که امروزه از این سیگنال در موتورهای احتراق داخلی برای کنترل عامل هایی مانند نسبت هوا به سوخت، آوانس جرقه، کوبش، احتراق ناقص و... استفاده می شود. از این رو بررسی عامل های موثر بر این سیگنال با اهمیت است چرا که ضعف سیگنال باعث ضعف آشکارسازی و در نتیجه عدم استفاده بهینه از سیگنال می شود. در این مقاله عامل های موثر بر جریان های یونی حاصل از احتراق در موتورهای اشتعال جرقه ای مورد بررسی قرار می گیرند. عامل هایی که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته اند از جمله عامل هایی هستند که بر پارامترهای عملکردی موتور تاثیر گذارند. عامل هایی مانند: دما، نسبت هوا به سوخت، نوع سوخت، بار موتور، بازخورانی محصولات احتراق (EGR)، رطوبت هوا، رسوب گیری و فرسودگی شمع.

ضریب کلی انتقال جرم فاز پراکنده در یک میکسر ستلر ده مرحله ای مجهز به هم زن نوع پیچی برای سیستم آب - تولوئن - استون اندازه گیری شده است. با استفاده از فن عکس برداری، قطر ساتر قطره ها اندازه گیری شده است. همچنین اثر پارامترهای عملیاتی مانند دور هم زن، دبی حجمی فاز پراکنده و دبی حجمی فاز پیوسته روی ضریب کلی انتقال جرم بررسی شده است. در این تحقیق، روشی که بر مبنای ارایه یک رابطه برای نفوذپذیری موثر است، استفاده شده است. این روش نشان می دهد که از مدل گروبر می توان برای پیش بینی شدت انتقال جرم در داخل قطره های واقعی استفاده کرد، اگر نفوذپذیری موثر به دست آمده از آزمایش جایگزین نفوذپذیری مولکولی شود. در نهایت با تصحیح مدل گروبر، مدلی برای ضریب کلی انتقال جرم فاز پراکنده برای این نوع میکسر ستلر بر حسب پارامترهای عملیاتی مرتبط با آن ارایه شده است که چنین رابطه ای با این شرایط عملیاتی تاکنون برای میکسر ستلرها ارایه نشده است

کلسیم هیپوکلریت، Ca(ClO2) با نام تجاری پرکلرین، یک اکسنده قوی است که برای ضد عفونی کردن آب آشامیدنی و آب استخرها جایگزین خوبی برای گاز کلر است. این ماده در واحد پرکلرین مجتمع های پتروشیمی شیراز، تبریز و اصفهان تولید می شود. مواد اولیه لازم برای تولید فراورده دانه ای سفید رنگ کلسیم هیپوکلریت، شامل گاز کلر، سودسوزآور (سدیم هیدروکسید) و آهک پخته شده (CaO) است. هدف از این تحقیق، بررسی اثرهای کلسیم کربنات (موجود در آهک پخته) بر میزان خلوص کیک و فراورده نهایی و نیز فرایند خشک شدن فراورده پرکلرین است. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که با افزایش میزان کلسیم کربنات آهک مصرفی، میزان کلسیم کربنات در کیک و فراورده نهایی افزایش می یابد و در نتیجه میزان آب موجود در فراورده نهایی بیشتر شده و خلوص فراورده نهایی کاهش خواهد یافت.