فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 58 (پاییز و زمستان 1387)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 58 (پاییز و زمستان 1387)

  • تاریخ انتشار: 1387/10/11
  • تعداد عناوین: 8
|
  • علی پرتوینیا، فرشته نعیم پور صفحه 3
    خاکهای آلوده به آلاینده های آلی یکی از معضلات محیط زیست اند. زیست سالم سازی یک روش ساده و اقتصادی برای تصفیه خاکهای آلوده به این آلاینده هاست. هدف از این تحقیق بررسی زیست تخریب پذیری هگزادکان با یک باکتری جداسازی شده، برای کاهش مقدار کربن خاک رسی آلوده، است. برای این منظور از یک سیستم مدل، شامل خاک رسی کائولن با اندازه مش 100 و نرمال-هگ زادکان، به ترتیب به عنوان خاک مدل و منبع آلوده کننده معادل با سوخت دیزل، استفاده شده است. خاک آلوده به هگزادکان، به عنوان تنها منبع کربنی باکتری، 20 روز در فاز دوغابی در کشتهای لرزان (دور 200rpm و دمای C°30) گرم خانه گذاری گردیده است. تجزیه هگ زادکان در شرایط مختلف غلظت هگزادکان (10000 و rpm 30000)، نسبت خاک به آب (2/0 و 33/0)، مقدار مایه تلقیح (5 و 10 درصد) و pH اولیه محیط (5/5 و 7) بررسی شد. هگ زادکان در فاز خاک، بر مبنای اندازه گیری مقدار کل کربن آلی (TOC)، تجزیه شد. در شرایط مختلف، 10 تا 70 درصد کاهش در TOC مشاهده شد که نتایج توانایی بالای این باکتری را در تجزیه زیستی هگ زادکان جذب شده در خاک نشان میدهند. حضور بیوسورفکتانتها در محیط های حاوی مواد آلی میتواند موجب افزایش حلالیت این مواد شود، کشش سطحی بهعنوان معیاری از وجود بیوسورفکتانت نیز در این تحقیق اندازه گیری شد و مقادیر 29 تا mN.m-1 60 در شرایط مختلف بهدست آمدند.
    کلیدواژگان: زیست سالم سازی، خاک آلوده، کائولن، نرمال، هگ زادکان
  • مهران رضایی، سید مهدی علوی، سعید صاحبدل فر، زیفنگ یان صفحه 11
    پودرهای نانو کریستالی اکسید زیرکونیوم، با ساختار مزو حفره، با مساحت سطحی ویژه بالا و فاز پایدار کریستالی تتراگونال، پتانسیل بالایی به عنوان پایه کاتالیستهای ریفرمینگ گاز طبیعی با دیاکسیدکربن دارند. نتایج استفاده از این نانو پودرها به عنوان پایه کاتالیست نشان دادند که اکسید زیرکونیوم نانوکریستالی تهیه شده با روش رسوبگیری همراه با افزودن ماده فعال سطحی پتانسیل خوبی به عنوان پایه کاتالیست دارد. اکسید زیرکونیوم نانوکریستالی تهیه شده با این روش مساحت سطح ویژه بالا، فاز پایدار تتراگونال و ساختار مزو حفره دارد. بررسی های کاتالیستی نشان دادند که کاتالیست حاوی 5 درصد نیکل عملکرد خوبی در این واکنش دارد و کاهشی 4 درصدی را در مقدار تبدیل متان بعد از گذشت 50 ساعت از زمان واکنش نشان میدهد. افزودن ارتقا دهنده هایK2O، CeO2، La2O3 و MgO به کاتالیست حاوی 5 درصد وزنی نیکل سبب افزایش پایداری و فعالیت کاتالیست و پراکندگی نیکل و کاهش تشکیل کربن روی کاتالیستها شد. بررسی پایداری کاتالیست 5%Ni-3%CeO2/ZrO2 بعد از گذشت 1550 ساعت از زمان واکنش و در شرایط واکنشی که ریسک تشکیل کک بالاست، نشان داد که این کاتالیست پایداری و عملکرد بسیار خوبی در این واکنش دارد و پایدارترین کاتالیست سنتز شده در فرایند ریفرمینگ خشک متان است.
    کلیدواژگان: ریفرمینگ خشک، گاز سنتز، کاتالیست نیکل، اکسید زیرکونیوم
  • مینا ادیبی، علی مهدی زاده، امیرناصر احمدی صفحه 24
    قابلیتهای منحصر به فرد مایعات یونی مانند فشار بخار ناچیز، پایداری حرارتی خوب و قابلیت انحلال گونه های قطبی، این ترکیبات را جایگزین مناسبی برای حلالهای آلی فاقد چنین ویژگی هایی میکند. به گواهی تحقیقات، امروزه برای ملایمتر کردن شرایط سنتز این ترکیبات بسیار تلاش میشود. متاسفانه معمولا برای ساخت نمکهای چهارتایی پایه های ایمیدازول، پیریدین و پیرولیدین به دمای بالا و زمان طولانی نیاز است که از لحاظ اقتصادی معمولا مقرون به صرفه نیست. در این تحقیق، ضمن بررسی عاملهای موثر بر سنتز هر یک از این نمکها و بهینهسازی این عوامل، شرایط کلی سنتز این سه دسته ترکیب مقایسه شده اند. در این تحقیق مبنای شرایط سنتز بر واکنش آلکیل کلرید با 1- متیل ایمیدازول گذاشته شد. شرایط سنتز (شامل زمان و دمای واکنش، نسبت مولی واکنشگرها و حضور یا عدم حضور حلال برای انجام واکنش) ارزیابی و سپس نتایج این واکنشها برای مقایسه با دو پایه دیگر پیریدین و متیل پیرولیدین تعمیم داده شدند. ملاحظه شد که واکنش آلکیل کلرید با پیریدین و یا N- متیل پیرولیدین، از 1-متیل ایمیدازول در شرایط زمانی و دمایی سختتر، با راندمانهای کمتری انجام میشود.
    کلیدواژگان: مایعات یونی، سنتز، 1، آلکیل، 3، متیل ایمیدازولیوم کلرید، N، آلکیل پیریدینیوم کلرید، N، آلکیل متیل پیرولیدینیوم کلرید
  • احمد توسلی، علی کریمی، معصومه قلبی آهنگری، سونیا جم صفحه 37
    اثر ارتقا دهنده های رنیم و روتنیم بر خواص شیمی- فیزیکی، فعالیت، گزینشپذیری، سرعت غیر فعال شدن و بازیابی فعالیت کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا در سنتز فیشر-تروپش بررسی شده است. 1 درصد وزنی روتنیم و 4/1 درصد وزنی رنیم فعالیت کاتالیست کبالت را به ترتیب 8/2 و 5/2 برابر افزایش دادند. این دو ارتقا دهنده گزینشپذیری فرایند فیشر-تروپش را برای تولید هیدروکربنهایی با وزن مولکولی بالا افزایش دادند. سرعت غیرفعال شدن کاتالیست کبالت، با ارتقا دهنده روتنیم، 33 درصد و کاتالیست کبالت، با ارتقا دهنده رنیم، 53 درصد بیش از کاتالیست بدون ارتقا دهنده است. احیای مجدد در دمای oC 400 سبب بازیابی 99 درصد فعالیت کاتالیست بدون ارتقا دهنده، 7/97 درصد برای کاتالیست دارای روتنیم و 97 درصد برای کاتالیست دارای رنیم شد.
    کلیدواژگان: فیشر، تروپش، کبالت، روتنیوم، رنیم، فعالیت، غیر فعال شدن
  • محمدرضا جعفری نصر، فرناز متوسلی صفحه 47

    امروزه مبدل های صفحهای برای گرم و سرد کردن جریانهای مختلف کاربرد زیادی در صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی دارند. چون بسیاری از سیالات استفاده شده در این صنایع خواص رئولوژیکی غیر نیوتنی دارند، در این تحقیق به کمک دینامیک سیالات محاسباتی یا CFD دو بعدی، رفتار جریان محلول کربوکسی متیل سلولز (CMC) در غلظتهای وزنی 5/0 تا 2 درصد، به عنوان سیال غیر نیوتنی پاورلا در محدوده رینولدز 10 تا 300 و دمای ثابت (20 درجه سانتیگراد)، در زوایای مختلف شورون مبدلهای صفحهای تحلیل شده است. برای ایجاد هندسه و شبکهبندی، حل معادلات حاکم با روش حجم محدود و تحلیل دینامیکی نتایج بهترتیب از نرمافزارهای Gambit، FLUENT و Techplot استفاده شده است. در نهایت روابط عدد رینولدز و ضریب اصطکاک تعیین و تاثیر زاویه شورون و پارامترهای رئولوژیکی بر ضریب اصطکاک و رژیم جریان بررسی شده است. نتایج حاصل از محاسبات CFD با اطلاعات تجربی مقایسه و همخوانی خوبی بین آنها دیده شد.

    کلیدواژگان: مبدلهای قاب و صفحهای، سیال پاورلا، ضریب اصطکاک، CFD
  • محسن بهمنی، سعید صاحبدلفر صفحه 55
    متانول یک محصول و ماده میانی بسیار مهم در صنایع شیمیایی است که با یک فرایند کاتالیستی از گاز سنتز تهیه میشود. علیرغم آنکه بیش از سه دهه از کاتالیست سنتی بر اساس مس ارتقا یافته استفاده تجاری شده است، هنوز برای بهبود کارایی آن تلاش میشود. فرمولاسیونهای موجود این کاتالیست عمدتا با سه روش بهبود شرایط ساخت، اصلاح روش ساخت و افزودن ارتقا دهنده ها در حال توسعه است تا از دیدگاه فرایند شیمیایی درصد تبدیل، گزینشپذیری و پایداری کاتالیست ارتقا یابند. نکته اصلی پژوهشهای کاتالیستی پایه امکان افزایش مقیاس و تجاری کردن آسان، پس از توسعه فرمولاسیون آزمایشگاهی، است. مراحل توسعه یک کاتالیست شامل تهیه، غربالکردن، بررسی سامانه واکنشی، سینتیک، آزمونهای طول عمر و افزایش مقیاساند که در روش سنتی متوالی ولی در رویکردهای جدید مجتمع و همزمان انجام میشوند. در توسعه کاتالیست سنتز متانول، پارامترهای ساخت متعددی مانند ترکیب درصد اجزا، شرایط رسوبگیری، پیرسازی، خشک کردن، عملیات حرارتی و تکلیس برای کاربرد صنعتی باید بهینه شوند. سه پارامتر اول برای رسیدن به ساختار بلوری مناسب و شرایط دیگر در ریختشناسی کاتالیست مهماند. علاوه بر اینها محدودیتهای دیگر را، از جمله حقوق مربوط به مالکیت معنوی، خواسته مشتری در بهکارگیری امکانات موجود، راکتورها و وجود محدودیت در دما، فشار و جریان خوراک، باید در توسعه فرمولاسیون در نظر گرفت. توجه به ملاحظات زیست محیطی، نه تنها در تولیدات و عملکرد فرایندی کاتالیستی، در اجزای خود کاتالیست نیز بسیار مهم است. در نهایت در طراحی یک فرمول جدید، زمانی که هدف توسعه صنعتی کاتالیست است، باید به قابلیت تولید انبوه آن توجه کرد.
    کلیدواژگان: سنتز متانول، کاتالیست بر پایه مس، افزایش مقیاس، گاز سنتز
  • محبوبه سعیدی، سهیلا محبعلی، روا پرهیزکار، سید علیرضا مرتضوی، سید محمد جواد مجتهدی صفحه 64
    در حفاری سازندهای فعال و سست چاه های هیدروکربنی برای ممانعت از تاثیر آب بر آنها سیال حفاری امولسیونی معکوس (W/O) به کار میرود. سیستمهای مختلف سیال حفاری امولسیونی (W/O) شامل جامداتی مانند وزن افزاها و خاکهای حاصل از حفاری هستند که نباید آب جذب کنند و هیدراته شوند. ماهیت آب دوستی وزن افزایه هایی مانند باریم سولفات (باریت) و کلسیم کربنات (کلسیت) را در سیال امولسیونی، مرکب از محلول اشباع کلسیم کلراید یا سدیم کلراید و فاز نفتی، با افزایش مواد فعال سطحی میتوان اصلاح کرد. در این مقاله تاثیر فسفولیپید و الکیل ایمیدازولین به عنوان عوامل رقیقکننده سیال امولسیونی معکوس مطالعه شده است. در مجاورت این دو افزودنی ترشوندگی باریم سولفات و کلسیم کربنات با اندازهگیری خواص رئولوژیکی مانند نقطه واروی و استحکام ژل سیال حفاری امولسیونی معکوس ارزیابی شد. الکیل ایمیدازولین قدرت نفت ترکنندگی بیشتری در کلیه سیستمهای امولسیونی دارد و نقطه واروی و استحکام ژل سیال حفاری امولسیونی معکوس را به شدت کاهش میدهد.
    کلیدواژگان: امولسیون معکوس، سیال حفاری، ترشوندگی، فسفو لیپید، الکیل ایمیدازولین
  • محمد مهدی اصفهانی، رفعت کاوه آهنگر صفحه 71
    مصرف روز افزون MTBE بهعنوان بالا برنده عدد اکتان بنزین میتواند یکی از عوامل آلودگی آبهای زیرزمینی (با توجه به حلالیت زیاد آن در آب) باشد. حمل و نقل، شکستگی خطوط لوله انتقال بنزین و ریختن بنزین در جایگاه های توزیع سبب نشت این ماده میشود. غلظت MTBE در آب چاه مورد نظر ppb 50 بوده است. تصفیه این آب با فرایند جذب کربن فعال گرانول F-600 filtrasorb، که مکانهای جذب پر انرژی دارد، با دو روش RSSCT و مطالعه پایلوتی مطالعه و مقایسه شده است. سیستم RSSCT طوری طراحی شده که مقدار 10min=اEBCT را در مقیاس پایلوتی مشابهسازی کند. مطابق نتایج، زمان عملکرد محاسبه شده با روش RSSCT با مقدار عملی آن در مطالعات پایلوتی کاملا مشابه است.
    کلیدواژگان: کربن فعال گرانول، فرآیند جذب، مطالعه پایلوتی، نقطه شکست
|
  • Page 3
    Soils contaminated with organic pollutants are nowadays one of the important environmental issues. Bioremediation is a simple, economic method for decontamination of such soils. In this work, biodegradability of hexadecane in slurry phase by an isolated bacterium is investigated in order to reduce the carbon content of a polluted clay soil. A model system was used including Kaolin clay soil of mesh size 100 and n-hexadecane (equivalent to diesel fuel) as the model soil and pollutant, respectively. Polluted soil containing hexadecane as the only carbon source for the bacterium has been incubated in slurry phase for 20 days in shaking cultures (200 rpm and temperature of 30 oC). Hexadecane decomposition at various hexadecane concentrations (10000 and 30000 ppm), soil to water ratios (0.2 and 0.33) amounts of inoculum (5 and 10 %) and initial pH (5.5 and 7) has been investigated. Hexadecane decomposition has been assessed based on measurement of total organic carbon (TOC). 10-70 % reduction in TOC was observed under various conditions indicating the high capability of this bacterium in biodegradability of hexadecane in slurry phase. Since the presence of biosurfactants in media containing organic compounds can increase the solubility of such compounds, surface tension was also measured as a criterion for the presence of biosurfactants. Surface tensions of 29-60 mN.m-1 were measured at various conditions confirming biosurfactant production by this bacterium.
    Keywords: Bioremediation, Contaminated Soil, Kaolin, N, Hexadecane
  • Page 11
    The influence of preparation conditions of Cu/ZnO/Al2O3 catalysts by co-precipitation method on its performance in methanol synthesis from syngas was studied. By changing the preparation parameters at two levels, the optimized preparation conditions was determined and confirmed by reactor test of the catalyst prepared accordingly. The influence of the promoters Mn, Mg, Zr, Cr, Ba, Ce and W on catalyst activity and stability was also studied. Cerium exhibited the highest influence on catalyst stability. To investigate the effect of preparation procedure, catalyst samples were prepared by sequential precipitation method under similar conditions. It was found that catalyst prepared by sequential precipitation show higher catalytic activity. Optimized catalyst prepared by both method showed better performance compared to available commercial catalysts. Consequently, the developed formulations are capable of scale-up and commercial production processes.
    Keywords: Methanol Synthesis, Copper, Based Catalysts, Experimental Design, Promoter, Scale, Up
  • Page 24
    Unique properties of ionic liquids such as low vapor pressure, high thermal stability, and their ability to dissolve polar compounds makes them potential alternatives for organic solvents lacking such characteristics. Studies show that substantial efforts are being made to synthesize these ionic liquids under milder reaction conditions. Quaternary imidazolium, pyridinum, and pyrrolidinium based salts are unfortunately prepared at high temperatures over long periods of time, making the syntheses economically inefficient. Parameters involved in the synthesis of each of these salts have been optimized in this work and the synthesis conditions have been compared. Results indicate that the synthesis of dialkyl imidazolium chlorides gives higher yields and requires shorter reaction times in comparison with the other two groups
    Keywords: Ionic Liquids, Synthesis, 1, Methyl, 3, Alkyl Imidazolium Chloride, N, Alkyl Pyridinium Chloride, N, Methyl, N, Alkyl Pyrrolidinium Chloride
  • Page 37
    The effect of the Ru and Re promoters on the physico-chemical properties, activity, selectivity of Fischer- Tropsch synthesis (FTS), deactivation and activity recovery of Co/Al2O3 catalysts are investigated. 1 wt% Ru and 1.4wt% Re increased the activity of the catalyst by a factor of 2.8 and 2.5 respectively. Both promoters enhance the selectivity of FTS is towards the higher molecular weight hydrocarbons. Promoted catalysts deactivated faster than unpromoted catalysts. High temperature H2 treatment (400 oC) restored the catalytic activity of the catalysts by about 98%.
    Keywords: Fischer, Tropsch, Cobalt, Ruthenium, Rhenium, Performance, Deactivation
  • Page 47

    Due to their high thermal effectiveness, good flow distribution and ease of sanitation, plate heat exchangers (PHEs) are widely used for continuous pasteurization of liquid food products. Since most food products in this research are non-Newtonian fluids, flow behavior in various chevron angles of non–Newtonian power law fluids is studied by means of 2D Computational Fluid Dynamics (CFD). For this purpose, aqueous solutions of carboxy-methyl-cellulose (CMC) at different weight concentrations, ranging from 0.5 % to 2% and 10≤Reg≤300 held at a constant temperature of 20oC were considered as operating conditions. To generate geometry and mesh, solve governing equations by finite volume method and analyze CFD results, software applications Gambit 2.0 and FLUENT 6.0.12 were used respectively. Analyses over the relationship between Reynolds number, fanning friction factor and rheological parameters of the fluid and chevron angles of the plates for different concentrations of CMC have been performed. Predictions of CFD calculations were compared to the experimental data, and these results showed a very good agreement.

    Keywords: Plate Heat Exchangers, CFD, Power, Law Fluid, Friction Factor
  • Page 55
    Mesoporous nanocrystalline zirconia powders with high specific surface area and stable tetragonal crystallite phase were prepared by surfactant assisted precipitation method. The obtained results showed that the nanocrystalline zirconia powders have a good potentional as catalyst support in natural gas reforming with carbon dioxide. The activity results indicated that the nickel catalyst with 5 wt.% nickel loading showed stable activity for syngas production with a decrease of about 4% in methane conversion after 50 h of reaction. Addition of promoters (CeO2, La2O3, MgO and K2O) to the catalyst improved both the activity and stability of the nickel catalyst and increased the nickel dispersion and had a positive effect in preventing coke formation. The nickel catalyst (5% Ni–3% CeO2/ZrO2) showed high catalytic stability under severe reaction conditions for more than 1550 h on stream. Based on our knowledge, there is no prior documentation for a nickel catalyst that is comparable to this catalyst in catalyst stability under the reaction conditions employed in this study.
    Keywords: Dry Reforming, Synthesis Gas, Nickel Catalyst, Zirconium Oxide
  • Page 64
    The invert-emulsion drilling fluids are commonly used to drill reactive formations because they inhibit water interaction with sensitive shales and dispersive formations. In an invert-emulsion drilling fluid solid additives should not be wet. In the absence of oil wetting agents, solid particles including weighting agents and shale are usually preferentially water-wet in mineral oils/brine emulsions saturated with calcium chloride or sodium chloride. Phospholipid and alkylimidazoline were used to make the solids oil-wet. Then the wettability of Barite and Calcite in invert-emulsion was studied along with evaluation of yield point and gel strength of drilling fluids. These oil- wetting agents caused Barite and Calcite to be moderately to strongly oil-wet resulting in lower yield point and gel strength for fluid. Alkylimidazoline is the comparatively more effective oil-wetting agent in different invert-emulsion drilling fluids.
    Keywords: Invert, Emulsion, Drilling Fluid, Wettability, Phospholipid, Alkylimidazoline
  • Page 71
    Oxygenated additive (MTBE) widely used as octane enhancer of gasoline. Due to high water solubility of MTBE (50 gr/l), it can pollute ground waters as a result of production, storage, leakages of oxygenated gasoline from pipelines cracking, underground storage tanks in gas stations, transportation and distribution of MTBE. These items are major source of pollution of ground waters. MTBE concentration in a given well was considered 50 ppb. Treating this water with adsorption process on granular activated carbon filtrasorb (F-600) that has high-energy sites was studied by RSSCT and pilot plant methods and their results were compared. RSSCT system was designed to simulate pilot plant scale at EBCT=10 min. According to the results, breakthrough time calculated by RSSCT method was completely similar to operational value in pilot plant study.
    Keywords: Granulated Activated Carbon, Adsorption Process, Pilot Study, Breakthrough Point