فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 48 (خرداد و تیر 1389)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 48 (خرداد و تیر 1389)

  • بهای روی جلد: 20,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1389/05/05
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • علی آراسته نوده صفحه 5
    امروزه تولید چینی مظروف به شکل گسترده ای از حالت سنتی به حالت پیشرفته با تکنولوژی مدرن فشردن گرانول با رطوبت کمتر از 3 درصدتا مرز 300 بارفشار تغییر یافته است و استفاده از پلیمرها در این میان جهت ایجاد استحکام در گرانولها و قطعات پرس شده به یک نیاز تبدیل شده است. در این مقاله به جهت انتخاب و چگونگی استفاده از این پلیمرها، ابتدا نحوه سوختن دو نوع پلیمر عمده پلی ساکارید و پلی وینیل الکل بررسی شده و سپس این مواد با درصدهای مختلف به ترکیب بدنه اضافه می شود و در دماهای متفاوت، پخت و استحکام آنها اندازه گیری می گردد. نتایج نشان می دهند که با افزودن 6/0 درصد پلی وینیل الکل در زنجیره های متفاوت می توان به استحکام مناسب در قطعات پرس شده دست یافت به شرط آنکه با پخت در کوره ای با شرایط اکسیدی تا دمای 400 درجه سلسیوس وخروج گازهای سوختی، بتوان عوارض ناشی از مصرف آنها را حذف نمود.
    کلیدواژگان: بایندر، پلی وینیل الکل، چینی مظروف، استحکام خام، پرس ایزواستاتیک
  • عباس والی، جعفر صادق سلطان محمدزاده، علی اکبر بابالو *، علی گودرزی، ثاروین عطاردی صفحه 10

    نانولوله دی اکسید تیتانیم (TiO2) یکی از مهمترین مواد نانومتری است که بخاطر خواص فیزیکی و شیمیائی خوب، مورد توجه محققان قرار گرفته است. از خواص مطلوب این ماده می توان به سطح ویژه بالا، تانسیل خوب نورکاتالیزی و توانایی تعویض یونی بالای آن اشاره کرد. در این مقاله، ابتدا روش های سنتز نانولوله دی اکسید تیتانیم (TiO2) بررسی و شرح داده می شود و سپس اهمیت کاربرد آن در صنایع مختلف ارائه می گردد. با توجه به نوع کاربرد نانولوله TiO2، مشخصات شیمیائی و مورفولوژیکی (ریخت شناختی) آن مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین با تعیین مشخصات نانولوله تولید شده، می توان موارد کاربرد آن را تعیین کرد. اصلی ترین آزمونهای مربوط به تعیین مشخصات نانولوله TiO2، آنالیز پراش اشعه X (XRD)، گرفتن تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری) (TEM، اندازه گیری سطح ویژه، حجم تخلخل و اندازه حفرات با روش جذب گاز می باشند.

    کلیدواژگان: نانولوله، دی اکسید تیتانیم، تعیین مشخصات، کاربردها
  • مریم ملاشاهی، حسن هاشمی پوررفسنجانی صفحه 18
    هیدرات گاز متان در فضاهای متخلخل جاذبهایی مانند کربن فعال، در دماهای پایین (نزدیک به C0) و فشارهای نسبتا بالا (MPa 4-5/3) تشکیل می شود. در فشارهای پایین (کمتر از فشار مورد نیاز برای تشکیل هیدرات)، مقادیر جذب در جاذب مرطوب کمتر از جاذب خشک است. با افزایش فشار با تشکیل هیدرات، مقدار جذب گاز توسط جاذب مرطوب زیاد می شود و این مقدار با رطوبت موجود در جاذب نیز تغییر می کند. در نسبت رطوبت بهینه بیشترین مقادیر گاز درون جاذب ذخیره می شود. این نسبت برای اغلب جاذبهای کربنی با هر نوع ساختاری نزدیک به 1 است. با استفاده از بعضی افزودنی ها فشار تشکیل هیدرات، کاهش و سرعت تشکیل و تجزیه هیدرات و مقدار گاز ذخیره شده افزایش می یابد. تشکیل هیدرات با کاهش آثار حرارتی بر شرایط جذب و آزاد سازی گاز و در نتیجه افزایش ظرفیت ذخیره سازی گاز توسط جاذب همراه است.
    کلیدواژگان: متان، جذب سطحی، کربن فعال، هیدرات
  • علی اکبر ساعی، سیدمحمود موسوی صفوی، نرمین بهرامی آده صفحه 28
    یکی از بحث انگیزترین موضوعات تحقیقاتی در صنایع پتروشمی، تبدیل مستقیم متان به اتیلن از طریق فرایند «جفت شدن اکسایشی متان» یا به اختصار OCM1 است. برای اینکه OCM با روش های رایج تهیه اتیلن قابل رقابت باشد باید تبدیل متان به 35% و گزینش پذیری C2+ به 85% برسد. در این فرایند، هم واکنش های فاز گاز و هم واکنش های سطح کاتالیزگر در آن نقش دارند. طبق مکانیزم فرایند، پس از تشکیل رادیکال متیل، دو مسیر وجود دارد، یکی که به تشکیل ترکیبات اکسیژن دار ختم می شود HCHO)، CO و CO2) و مسیر دوم که حاصلش هیدروکربن های C2+ است. برای کنترل فرایند در جهت ارتقای گزینش پذیری اتیلن، سنتز کاتالیزگر و همچنین طراحی رآکتور مناسب در دستور کار کلیه مراکز تحقیقاتی معتبر است. برای بهبود بهره واکنش و اقتصادی تر شدن OCM راهکارهای دیگری از جمله تزریق درصدی اتان به خوراک، بازگردانی2 متان و تلفیق آن با فرایندهای گرماگیر3 تحت بررسی است. با الهام از فرایندهای (اکسایش- کاهش) و هیدروژن زدایی درون سلولی و بررسی آنزیمهای آن، می توانیم به کاتالیزگرها یا زیست کاتالیزگرهایی دست یابیم که ضمن کاهش دمای واکنش، بهره و گزینش پذیری آن را ارتقاء دهند.
    کلیدواژگان: جفت شدن اکسایشی متان، تولید اتیلن، مکانیزم، رآکتور، کاتالیزگر
  • فهیمه گلستانی، محمد کاظمینی صفحه 38
    در این تحقیق، یک مدل ریاضی از اکسایش مستقیم سولفید هیدروژن به گوگرد، در یک راکتور سیال بستر با امکان گردش خارجی ارائه شده است. درصورت غیرفعال شدن کاتالیزگر در بستر سیال، می توان آنرا وارد مخزن کاهش کرد و در آنجا با حرارت دهی گوگرد تا دمایی بالاتر از دمای شبنم، آنرا از کاتالیزگر جدا ساخت. با نرم افزار MATLAB مدل راکتور حاصل شد که در آن روند تغییرات درصد تبدیل H2S و تولید و مصرف محصولات و واکنشگرها، در مقایسه با نتایج راکتور ثابت بستر، منطقی بوده و می توان با تحلیل نتایج، شرایط عملیاتی مناسبی را برای آزمایش های بعدی پیشنهاد کرد. نتایج نشان می دهند که در شرایط مطلوب که عبارت اند از دمای بین C◦130-100 و مقدار هرچه بیشتر کاتالیزگر مورد استفاده، با داشتن یک کاتالیزگر با فعالیت و پایداری بالا، می توان در راکتور سیال بستر به درصد تبدیل 100 درصد دست یافت.
    کلیدواژگان: اکسایش مستقیم H2S، بستر سیال، مدلسازی ریاضی
  • سیدسیاوش مدائنی، امیرهوشنگ طاهری صفحه 46
    در طول 20 سال اخیر فرایندهای غشائی در مقایسه با سایر روش های متداول جداسازی از قبیل تقطیر، جذب، دفع، استخراج و غیره پیشرفت وسیعی داشته اند. یکی از مهمترین فرایند های غشائی، میکروفیلتراسیون است که کاربرد های بسیار گسترده ای در صنایع مختلف دارد. غشاءهای میکروفیلتراسیون از مواد مختلفی تهیه می شوند که از جمله این مواد، می توان به پلیمر ها اشاره کرد. در این مقاله به معرفی روش های ساخت غشاءهای پلیمری میکروفیلتراسیون پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: غشاء پلیمری، میکروفیلتراسیون، ساخت، روش کششی، روش پخت، روش حک اثر، روش جدائی فاز
  • حمیدرضا مهدی پور، مهدی محمدی، جواد علایی، مرتضی تاجریان، سعید بروجردی صفحه 56
    در فرایند جدید گوگردزدایی با هیدروژن (HDS) با برج واکنشی، با حذف جداکننده ها2، و برج دفع3، ضمن کاهش سرمایه گذاری مورد نیاز، امکان تعدیل شرایط عملیاتی نظیر دما و فشار وجود دارد. برای بررسی کلیه جوانب طراحی و عملیاتی برج های واکنشی، انجام شبیه سازی رایانه ای امری ضروری است. این کار با استفاده از شبیه ساز توسعه یافته در پژوهشگاه صنعت نفت ایران که از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است، در شرایط متفاوتی، از جمله شرایط دمایی و فشاری مختلف، برای خوراک گازوئیل انجام شد. در این مقاله نتایج جایگزینی معادلات سینتیکی (لانگموییر – هینشلوود)4 بجای معادله سینتیک توانی5 در شبیه سازی جهت بررسی اثر تغییرات فشار و نتایج حاصل از تغییر دمای خوراک و نحوه گرمایش برج، ارائه شده است. نتایج حاصله ضمن اثبات کارایی شبیه ساز در بکارگیری مدل های پیچیده سینتیکی و حصول جواب، تاثیر فشار عملیاتی و نحوه گرمایش را بر عمکرد برج واکنشی HDS مشخص نمود.
    کلیدواژگان: گوگردزدایی با هیدروژن، شبیه سازی برج واکنشی، معادله سینتیکی (لانگموییر - هینشلوود)
  • مهرناز قراگوزلو صفحه 68
    اکسیدهای فلزی نانومتخلخل دسته مهمی از مواد متخلخل را شامل می شوند. به کمک روش های مختلف می توان سطح ویژه آنها را افزایش داده و تخلخل هایی منظم با هندسه خاص و یکسان و با ابعاد از پیش تعیین شده برای کاربردهای مورد نیاز مانند جداسازی مولکولی در غشاها، انتخاب مولکولی با دقت بالا در فرایندهای کاتالیزوری و دیگر کاربردهای مربوط به سطح تهیه نمود. مواد نانومتخلخل با روش های متداول شامل هیدرولیز پیش ماده های معدنی (معمولا آلکوکسید1 فلزات) در محیط اسیدی، بازی و یا خنثی در حضور ماده فعال سطحی به عنوان ترکیب آلی شکل دهنده ساختار تهیه می شوند. اخیرا ثابت شده است که کاربرد روش صوت شیمی در سنتز اکسیدهای فلزی نانومتخلخل اثرات چشمگیری ایجاد می نماید. این روش زمان سنتز را تا چندین برابر کاهش می دهد و همچنین ساختارهای بسیار پایدار با سطح ویژه افزایش یافته ایجاد می کند. نتایج آزمایشگاهی بسیار خوبی در زمینه استفاده از صوت شیمی در تهیه اکسیدهای فلزی نانومتخلخل نظیر تیتانیم اکسید، سیلیس، زیرکونیای پایدار شده با ایتریا (YSZ) و اکسیدهای آهن به دست آمده است. در این مقاله، سنتز صوت شیمیایی، مشخصه یابی و کاربرد اکسیدهای فلزی نانومتخلخل به روش شکل دهی با مواد فعال در سطح بیان می شود. در انتها تکدماهای جذب- واجذب، توزیع اندازه منافذ و کاربردهای اکسیدهای فلزی نانومتخلخل SnO2، Fe2O3 و Co3O4 مقایسه می شوند.
    کلیدواژگان: سنتز صوت شیمیایی، مواد نانومتخلخل، اکسیدهای فلزی، ماده فعال در سطح
  • علی صمدی افشار، حسین عطار صفحه 78
    در این پژوهش، تولید لوواستاتین و توده زیستی میکروبی توسط آسپرژیلوس ترئوس تحت تاثیر منابع مختلف کربنی و منابع نیتروژنی بررسی شده است. یکی از این منابع مهم نیتروژنی، کنجاله سویا است که به دلیل بومی بودن و ارزانی آن در ایران در این مقاله مورد توجه قرار گرفته است. برای طراحی آزمایش ها از روش تاگوچی در بررسی تاثیر چهار عامل غلظت کربن، غلظت نیتروژن، غلظت اکسیژن و مدت تخمیر بر روی غلظت بیومس (زیست توده) و لوواستاتین تولید شده در یک کشت غیر مداوم توسط آسپرژیلوس ترئوس ارزیابی شد. کربن، نیتروژن، اکسیژن و مدت تخمیر در این آزمایش در گستره معین به ترتیب زیر ارزیابی شدند: 48-24 گرم بر لیتر، 46/0-23/0 گرم بر لیتر، 80-40 % و 11 تا 14 روز. در شرایط بهینه 48 گرم بر لیتر لاکتوز به عنوان منبع کربن، 23/0 گرم بر لیتر کنجاله سویا به عنوان منبع نیتروژنی با 60% حجمی اکسیژن و در مدت 11 روز، 530 میلی گرم بر لیتر لوواستاتین تولید شد. بر اساس نمودار، تولید لوواستاتین بر حسب مدت تخمیر بیش از 80 درصد غلظت تولیدی لوواستاتین از روز هفتم به بعد بود.
    کلیدواژگان: لوواستاتین، آسپرژیلوس ترئوس، بهینه سازی فرایند تخمیر، تاگوچی
  • اخبار و گزارش ها
  • بخش انگلیسی
  • صفحه 95
|
  • A. Arasteh Nodeh Page 5
    Today, producing of tableware has been changed from traditional to modern technology. In the new technology, granulate is pressed with 3% moisture up to 300 bar. The polymer could be used to make up moisture shortage and increase green strength in granulate and mechanical strength in pressed item. This paper presents results of using selected polymer in body mixture. For this purpose, two selected polymers were heated to find their burning curve and were added in different amount in body mixture and were heated in different temperatures to find their influence on mechanical strength. The results of the test showed adding polyvinyl alcohol with different chain could increase mechanical strength without any problem in oxidation atmosphere up to 400°C.
  • A. Vali, J. S. Soltan Mohammadzadeh, A. A. Babaluo, A. Ghodarzi, A. Atarodi Page 10

    Titanium Dioxide nanotube is one of the best nanometric materials attended by researchers because of its good physical and chemical properties, such as: high surface area, high photocatalytic activity and high ion-exchange capability. In this paper, first the synthesis methods of TiO2 nanotubes were reviewed then importance of their application in various industries was explained. Due to the application of TiO2 nanotubes, their physical and chemical properties were investigated. In the other words, by the characterization of the synthesized TiO2 nanotubes, their application can be determined. The main characterization methods of TiO2 nanotubes were X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), measuring of surface area, porosity and pore size of samples via gas adsorption method.

  • M. Molashahi, H. Hashemipour Page 18
    Natural gas hydrate is formed within pores of porous adsorbents such as activated carbon at low temperature (around 0C) and relative high pressure (3.5-4 MPa). Amount of adsorbate on wet adsorbent is lower than dry adsorbent at low pressure. This amount is changed with adsorption pressure and moisture content. Maximum gas adsorption is taken place in the optimum moisture ratio which is around unit for all hydrate structure. Using some additives cases deceasing hydrate formation pressure, adjustment of hydrate formation and dissociation rate and increasing adsorption gas amount. In addition, hydrate formation affects on heat of adsorption and therefore improves the gas adsorption capacity.
  • A. Akbari Saei, S. M. Mousavi Safavi, N. Bahrami Adeh Page 28
    One of the most interesting research subjects in the petrochemical industries is direct methane conversion to ethylene through the “Oxidative Coupling of Methane, OCM” process. For OCM to be economically competitive with current methods, the process must achieve C2+ selectivity and CH4 conversion of approximately 85 and 35% respectively. Both gas-phase and surface reactions have critical role in this process. In the base of OCM mechanism, there are two reaction pathways, after methyl radical is formed. The first one leads to the formation of oxygenated species (i.e. HCHO, CO, CO2) and the second one leads to the formation of C2+ hydrocarbons. The major research centers attempt to either synthesis of proper catalyst or design the reactor for process control in order to increase of ethylene selectivity. Economically, in order to maximize the reaction yield there are another remedial ways such as ethylene co-feeding, methane recycle and combine with endothermic process. By inspiration of intercellular redox reactions and dehydrogenation process, relevant enzymes, catalysts and biocatalysts that are able to either decrease reaction temperature or increase yield and selectivity, will be developed.
  • F. Golestani, M. Kazemeini Page 38
    A mathematical model of direct oxidation of H2S to elemental sulfur in a fluidized bed reactor with external circulation has been developed in this research. If the deactivation takes place in the fluidized bed, the catalyst will be send to the regeneration zone and then by heating the catalyst up to the sulfur dew point, sulfur will be removed from the catalyst. In this model the changes in H2S conversion, reactants consumption and product generation in comparison with fixed bed reactor results, has shown reasonable trends and by analyzing the results, one may suggest appropriate operational conditions for next step of experimental studies. The results show that in good operational condition (that is the temperature between 100 – 130 ◦C and high bed density) and having a catalyst with high activity and stability, direct oxidation of H2S to elemental sulfur in the fluidized bed reactor may lead to 100% H2S conversion.
  • S. Madaenie, A. H. Taheri Page 46
    During the last 20 years, membrane processes were comprehensively expanded compared to the conventional separation techniques such as distillation, absorption, extraction etc. One of the most important membrane processes is microfiltration with an extensive application in various industries. Microfiltration membranes are prepared using several materials such as polymers and metals. In this article the most common techniques for preparation of polymeric membranes are discussed.
  • H. R. Mahdipoor, M. Mohammadi, J. Alaei, M. Tajerian, S. Brojerdi Page 56
    In the new Hydrodesulphurization (HDS) process, by integrating the reaction and separation units in a single reactive column, the fixed cost and operational costs can be reduced, as well as more flexible operating conditions will be achievable. Computer simulation is necessary for investigating both the design and operating aspects of reactive columns. This study was performed in different condition such as various temperatures and pressure for gas oil feed, using the software developed in Research Institute of Petroleum Industry (RIPI) which possesses high flexibility. In this paper, the results of substitution Langmuir - Hinshelwood instead of Power low kinetic equation in model for investigating the pressure variation effect, and the results of changing the feed temperature and column heating method are presented. The achieved results show the effect of operating pressure and heating method on the performance of the HDS reactive column. Moreover, simulator capability for applying the rigorous kinetic models and computation convergence was confirmed.
  • M. Gharagozlou Page 68
    Nanoporous metal oxides are an important class of porous materials. It is possible to increase their surface area by different methods and prepare regular pores with specific and similar geometry and also preset dimensions for required applications such as molecular detachment in membrane, molecular selection with high accuracy in the catalytic processes and other applications related to the surface. Nanoporous materials are prepared by conventional methods including hydrolyzing the inorganic precursors (usually metal alkoxide) in an acid, basic or neutral medium in the presence of a surfactant as an organic structure-directing agent. Recently, it has been proved that the application of the sonochemical method in the synthesis of nanoporous metal oxides has great effects. This method reduced the time required for such synthesis by many fold and also produced more stable structures with increased surface area. Excellent experimental results for the use of sonochemistry in the synthesis of silica, titania, yittria-stabilized zirconia (YSZ) and Fe2O3 have been achieved. In this article, sonochemical synthesis, characterization and application of nanoporous metal oxides by the surfactant templating method was presented. Finally adsorption-desorption isotherms, pore size distribution and application of SnO2, Fe2O3 and Co3O4 nanoporous metal oxides were compared.
  • A. Samadiafshar, H. Attar Page 78
    Production of lovastatin and microbial biomass by Aspergillus terreus were influenced based on the carbon and nitrogen sources by Aspergillus terreus were investigated. In this work, Taguchi experimental design was used to investigate the effect of C, N, oxygen content and fermentation time on the concentration of biomass and lovastatin production in batch process. The values of the various factors in the experiment ranged widely, as follows: 24–48 g/L C-concentration; 0.23–0.46 g/L N-concentration; 40–80% (v/v) oxygen and 11-14 days fermentation time. According to optimum conditions 48g/L lactose and 0.23 g/L soybean meal, 305 mg/L lovastatin produced during 11 days. Moreover 80% of maximum lovastatin production was obtained after 7 days of incubation.