فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 49 (امرداد و شهریور 1389)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 49 (امرداد و شهریور 1389)

  • بهای روی جلد: 20,000ريال
  • تاریخ انتشار: 1389/06/25
  • تعداد عناوین: 11
|
  • مقالات
  • حامد شکرکار، امین سالم * صفحه 4

    رقابتهای جهانی بر سر تولید مونومر استایرن، تحول عمیقی را در تولید و احداث واحدهای مربوط به مونومر استایرن، به علت کاربردهای فراوان آن در صنعت لاستیک سازی، شاهد بوده اند. این امر به نوبه خود، منجر به افزایش چشمگیر ظرفیت تولید مونومر استایرن شده است به طوریکه مطالبات و ظرفیتهای موجود برای تولید استایرن، هنوز هم رو به افزایش است.
    فناوری گوناگونی برای تولید مونومر استایرن وجود دارد. از مهمترین آنها می توان به فناوری (ای بی بی لوموس/یو ا پی)1، فناوری (ای پی آی یوروپا)2، فناوری (شو استون و وبستر بجر)3 که از هیدروژن زدایی اتیل بنزن استفاده می کنند و نیز فناوری هیدروپروکسیداسیون اتیل بنزن اشاره کرد. در این تحقیق، فناوری مربوط به هیدروژن زدایی اتیل بنزن مورد بررسی قرار می گیرد. سپس گونه های مختلف آکنه های مورد استفاده در جداسازی مونومر استایرن و اتیل بنزن و مزایای آنها در مقایسه با ستونهای سینی دار بررسی می گردد. طبق تحقیقات بعمل آمده، حدود 70% کل ظرفیت برجهای تقطیر مربوط به جداسازی مونومر استایرن و اتیل بنزن را آکنه های ملاپک تشکیل می دهند. آکنه های مکس پک، سولزر BX و انتالوکس در رده های بعدی قرار دارند.

    کلیدواژگان: مونومر استایرن، اتیل بنزن، جداسازی، برج آکنده، برج سینی دار، فناوری تولید مونومر استایرن، آکنه
  • مهدی نیک نام شاهرک، یونس دادمحمد، فرهاد شهرکی صفحه 15
    روش های بسیاری به منظور شیرین سازی انواع مایعات هیدروکربنی با توجه به خصوصیات هر جریان وجود دارد که با توجه به کاربردها و محدودیت های هر یک از روش های موجود و همچنین با توجه به خصوصیات میعانات گازی پالایشگاه شهید هاش می نژاد سرخس، فرایند ترکیبی شستشو با کاستیک (سدیم هیدروکسید) و گوگرد زدایی به کمک هیدروژن (HDS) به منظور شیرین سازی میعانات گازی این واحد پالایشگاهی پیشنهاد گردید. راکتور ثابت بستر چکنده (قطره ای) واحد HDS، اساسی ترین نقش را در کاهش میزان ترکیبات گوگردی ایفا می کند. لذا بررسی و تعیین پارامترهای موثر بر افزایش بازدهی راکتور در جهت کاهش میزان ترکیبات گوگردی، مورد مطالعه قرار گرفت. اثر 4 پارامتر دما، فشار، حجم و نسبت طول به قطر بر بازدهی راکتور این واحد توسط شبیه سازی بوسیله نرم افزار هایسیس مورد بررسی قرار گرفت که نتایج حاصل از شبیه سازی نشان دهنده بالاترین کارایی راکتور در تحت شرایط دمای °C 350، فشار bar 30، حجم m3 20 و نسبت طول به قطر 10 می باشد. در نهایت نیز، صحت پیش بینی تاثیر برخی از پارامتر های فوق الذکر بر بازدهی راکتور به کمک شبیه سازی، در مقایسه با کارهای آزمایشگاهی سایر منابع، بررسی گردید که بررسی ها حاکی از تطابق نتایج حاصل از شبیه سازی با کارهای آزمایشگاهی گزارش شده است.
    کلیدواژگان: شیرین سازی، میعانات گازی، گوگردزدایی، راکتور چکنده، شبیه سازی
  • محبوبه کیانی، مرتضی سهرابی، محمد رحمانی صفحه 24
    در مطالعه حاضر سینتیک و رآکتور واکنش سنتز مستقیم دی متیل اتر از گاز سنتز بر کاتالیزگر دو عاملی (مخلوطی از اکسیدهای فلز مس، روی و آلومینیم با گاما- آلومین) مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از یک مجموعه داده های آزمایشگاهی و مدل سینتیکی ترکیبی از مدل گراف برای سنتز متانول و مدل برچیک برای آب زدایی متانول، پارامترهای موثر مدل برآورد شد و پس از آن، مدلسازی فرایند در یک راکتور ثابت بستر انجام گردید. مقایسه نتایج حاصل از مدلسازی با نتایج تجربی تطابق مناسبی را میان مدل و داده های آزمایشگاهی نشان می دهد.
    کلیدواژگان: دی متیل اتر، سنتز مستقیم، برآورد پارامترهای سینتیکی
  • مجید پاکیزه، مهدی نیک نام شاهرک صفحه 33
    در بین روش های جداسازی، مخصوصا جداسازی گازها، فرایندهای غشایی به علت داشتن مزایایی از قبیل مصرف انرژی کمتر، امکان انجام عملیات جداسازی در دمای محیط، سهولت دستیابی به کلیه فازهای جداسازی شده، نصب و عملیات ساده و همچنین عدم نیاز به استفاده از مواد شیمیایی به لحاظ مسائل زیست محیطی، در مقایسه با دیگر روش های جداسازی در چند دهه اخیر، بیشتر مورد توجه واقع شده اند. در میان انواع فرایندهای جداسازی گازها به کمک غشاء، غشاهای کربنی که از زیر مجموعه غشاهای معدنی متخلخل می باشند به علت انتخاب پذیری و تراوش پذیری مناسب و همچنین مقاومت بالا در محیط های با دمای بالا و خورنده، مورد توجه فراوان محققین قرار گرفته اند. اما تلاشها به منظور برطرف نمودن برخی معایب مانند شکننده بودن و هزینه بالای ساخت، همچنان ادامه دارد. در این مقاله سعی شده است تا معرفی جامعی از روش های تهیه و پارامتر های تاثیر گذار بر آن و همچنین کاربرد های این نوع از غشاها در صنایع جداسازی صورت گیرد. لذا در ابتدا مروری جامع بر روش پنج گانه تولید غشاهای کربنی شامل: انتخاب ماده اولیه، آماده کردن ماده اولیه (ساخت غشای پلیمری)، عملیات پیش تصفیه (اولیه)، تفکافت و عملیات ثانویه غشای تفکافته، انجام شده؛ سپس در ادامه به طور کامل مهمترین کاربردهای غشاهای کربنی در جداسازی گازها آورده شده است. در انتها نیز سعی شده است تا با بیان برخی از مزایا، معایب و جهت گیری آینده در مورد غشاهای کربنی، مسیری روشن برای انتخاب موضوعات تحقیقاتی پیش روی پژوهشگران در این زمینه قرار داده شود.
    کلیدواژگان: غشای کربنی، جداسازی غشایی، تفکافت، غشای معدنی
  • غلامحسین صدیفیان صفحه 52
    امروزه، فرایندهای بازیافت دی اکسید کربن از عملیات احتراق در راستای محدود ساختن انتشار گازهای گلخانه ای به نحو قابل ملاحظه ای مورد توجه قرار گرفته است. معمولا روش جداسازی به کمک غشاهای پلیمری چگال برای این هدف، مناسب و پاسخگو نیست، از طرفی مطالعات متعدد نشان می دهد که فرایندهای جذب (از جمله بکارگیری برجهای پر شده یا تماس دهنده های غشایی) بهترین فناوری موجود می باشند. هدف از این مقاله، مقایسه میان فرایندهای حذف CO2 از طریق غشاهای پلیمری چگال و فرایند جذب با حلال آمین است که این مطالعه در وضعیت پسااحتراق نظیر گاز دودکش انجام شده است. همچنین در ادامه، چالش های علمی و کاربردی و نیز چشم انداز پیش رو تبیین می گردد. نتایج مطالعات نشان می دهند که غشاهای پلیمری چگال برای حل مشکل تصفیه گاز دودکش، دارای پتانسیل کمتر از حد انتظار می باشند.
    کلیدواژگان: بازیافت دی اکسید کربن، جداسازی، فرایند پسااحتراق، جذب، غشا، انتخاب پذیری
  • آرش دهقانی، فریدون اسماعیل زاده، داریوش مولا صفحه 62
    مشکلاتی که مهاجرت شن در اثر تولید از چاه های نفتی بر اثر برداشت ازآن ها در پی دارد سبب شده است که راه هایی جهت کنترل حرکت شن هایی که در نزدیکی چاه هستند ارائه گردد. در این تحقیق با دو روش مختلف، شن بدست آمده از مخازن نفتی سیمان بندی شد و در هر روش نمونه هایی از شن سیمان بندی شده جهت انجام آزمایشها تهیه گردید. با مطالعه منابع و بررسی آنها، رزین های مناسب به منظور ماده جامد ساز در این تحقیق انتخاب شدند و پس از تهیه رزین ها، مراحل لازم جهت ساخت نمونه ها انجام گرفت. جهت این امر ابتدا قالب جهت ساخت نمونه با استفاده از لوله پولیکا تهیه شد. سپس دو رزین جهت عمل جامد سازی انتخاب شدند و ساختن نمونه ها بدین صورت انجام گرفت که ابتدا مقدار مشخصی شن به درون یک قالب ریخته شد و به صورت یک بستر شنی (sand pack) در آمد، سپس رزین، حلال و هاردنر با هم مخلوط شد و این مخلوط به بستر شنی اضافه گردید. در این روش درصد های مختلفی از رزین و حلال جهت عمل جامد سازی شن مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت میزان تراوایی، درصد تخلخل و مقاومت فشاری نمونه های ساخته شده بر اساس روش های استاندارد موجود اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که نمونه های ساخته شده از نظر میزان تراوایی، درصد تخلخل و مقاومت فشاری از کیفیت مطلوبی برخوردار هستند.
    کلیدواژگان: حلال، جامدسازی، رزین، تخلخل، تراوایی، مقاومت فشاری
  • سیدمحسن میراحمدی، سید حسن هاشم آبادی صفحه 71
    دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بعنوان ابزاری توانمند جهت شبیه سازی رفتار جریانهای مختلف به منظور طراحی یا رفع مشکلات فرایندی در سالهای اخیر مورد توجه محققین و صنعتگران قرار گرفته است. در کنار مزایای گسترده ای که شبیه-سازی های CFD دارد، وقتگیر بودن محاسبات و تولید هندسه محاسباتی مخصوصا در ساختارهای هندسی پیچیده، مانند محیط های متخلخل، از مشکلات آن است. از اینرو تعدادی از کارهای جدید تحقیقاتی برای توسعه دیگر روش های محاسباتی به منظور رفع این مشکل، اختصاص داده شده است. شبکه بولتسمان (LBM) یکی از این روش ها است. در کار حاضر، روش شبکه ی محاسباتی بولتسمان به عنوان رویکرد جدید معرفی شده و محدودیت ها، مزایا و تفاوت های آن با روش های محاسباتی مرسوم در CFD به طور خلاصه بررسی شده است. در پایان به تعدادی از کاربردهای این دیدگاه محاسباتی، به ویژه در محیط های متخلخل اشاره شده است.
    کلیدواژگان: دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، رویکرد میان مقیاس، شبکه ی بولتسمان
  • سیدسیاوش مدائنی، سعید سمیعی راد صفحه 84
    آلودگی زیر زمینی به وسیله شیرابه مراکز دفن زباله مشکل بزرگی برای محیط زیست است. اگر شیرابه بدون هیچگونه تصفیه ویژه ای در محیط زیست رها شود، باعث کاهش نرخ اکسایش نیتراتها و در نتیجه بوجود آمدن آمونیاک خطرناک می شود. امروزه برای تصفیه شیرابه مراکز دفن زباله از تکنیک های منفرد یا ترکیبی و به صورت سیستم های یک و چند مرحله ای یا زنجیره ای استفاده می شود. با توجه به وجود مواد سمی و غیر قابل تجزیه درون شیرابه، تصفیه بیولوژیکی به تنهایی قادر به از بین بردن مواد آلی غیر قابل تجزیه نیست واین تصفیه آلودگی شیرابه را به مقداری می رساند که دارای مقادیر زیادی سی او دی می باشد که قابل تخلیه در محیط زیست نیست. در نتیجه استفاده از فرایندهای (فیزیکی – شیمیایی) به عنوان پیش تصفیه، پس تصفیه و گاهی تصفیه کامل جهت دستیابی به استانداردهای مورد نظر ضروری می باشند. برای حذف آثار منفی شیرابه مراکز دفن زباله بر محیط زیست می توان از فرایندهای غشایی استفاده کرد. جریان خروجی از غشا را بدون نیاز به تصفیه بیشتر می توان به رودخانه یا آب سطحی هدایت کرد. عمل فیلتراسیون غشایی می تواند برای جداسازی مواد آلی فاضلاب و شیرابه اقتصادی باشد. ترکیب فرایند بیولوژیکی با فرایند های غشایی باعث افزایش در صد خلوص می گردد.
    کلیدواژگان: شیرابه، تصفیه غشایی، مراکزدفن زباله، اسمز معکوس
  • منصور کلباسی، محمودرضا خانلرخانی، امین احمدپور صفحه 94
    خشک کن های پاششی یکی از مهمترین، انواع خشک کن ها می باشند و کاربرد فراوانی در صنایع مختلف از جمله: صنایع غذایی، دارویی، و شیمیایی دارند. بنابراین مدل سازی و شبیه سازی این خشک کن ها می تواند گامی مهم در شناخت هرچه بیشتر این فرایند باشد. هدف اصلی از این تحقیق، مدل سازی خشک کردن پاششی دوغاب آبی آلومین در یک خشک کن همسو می باشد. بدین منظور مدلی جهت پیش بینی دمای محصول خروجی، مدت خشک شدن، وارتفاع خشک کن ارائه شده است که نیز می-توان، بوسیله آن عملکرد خشک کن را در شرایط مختلف عملیاتی پیش بینی کرد. در این مدلسازی، معادلات انتقال جرم، انتقال گرما و انتقال تکانه روی قطرات و جریان هوای داغ نوشته شد و سپس این معادلات توسط یک برنامه کامپیوتری بصورت همزمان حل شدند.جهت بررسی صحت مدل، نتایج بدست آمده از مدل با نتایج تجربی حاصل از خشک کن پاششی آزمایشگاهی مقایسه، و تطبیق خوبی بین نتایج نظری و تجربی مشاهده گردید و در نهایت با استفاده از مدل، تاثیر تغییرات پارامترهای ورودی به خشک کن، بر مشخصات نهایی محصول مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: آلومین، دوغاب، خشک کن پاششی، مدلسازی
  • صفحه 109
  • صفحه 114
|
  • H. Shokrkar, A. Salem Page 4

    World war period witenessed a boom in styrene demand due to its application in the manufacture of synthetic rubber. This led to a dramatic increase in styrene capacity. Since then demand and capacity have grown continuously. There is various Technologies for Styrene monomer production. ABB-lummus/Uop, Epi Europa and Shaw stone&Webster badger Technologies are samples of them. These Technologies used of Ethylbenzene dehydrogenation method. Ethylbenzene hydroperoxidation is other Technology. Present investigation discusses first type (Ethylbenzene dehydrogenation methods). Then various packing types used in Styrene monomer/Ethylbenzene separation, is discussed. Today, more than 70% of the world capacity for styrene monomer distillation have been equipped by Mellapak structured packings. Maxpak, Sulzer BX and Intalox structured packing are in the next grades.

  • M. Nicknam Shahrak, Y. Dadmohammadi, F. Shahraki Page 15
    There are a lot of methods to liquid sweetening with respect of properties of each stream (Feed). With know the application and the limitation of each methods and properties of gas condensate of SARAKHS gas refinery, caustic washing and hydrodesulphurization (HDS) processes were selected for this sweetening. Trickle bed reactor of this unit plays an important role to reduce the sulfur content for sweetening. Hence in this article, specify of effective variables on increasing reactor yield was studied. The effect of four variables such as temperature, pressure, volume and length to diameter ratio was studied with using simulation in HYSYS environment. Results of this simulation revealed that working with reactor under following conditions such as T=350°C, P=30 bar, V=20 m3 and L/D=10 have best reactor yield to reduce sulfur content. At final accuracy of simulation results were compared with another experimental result.
  • M. Kiani, M. Sohrabi, M. Rahmani Page 24
    In the present study the reaction kinetic and modeling of the reactor for syngas transformation into dimethyl ether using a mixture of a metallic oxides, (CuO, ZnO, Al2O3) and an acidic component (-Al2O3) as the catalyst has been investigated. A combination of Graff kinetic model for methanol synthesis and Bercic model for methanol dehydration was correlated with the experimental results obtained in this study. The parameter estimation has been done using a set of experimental data. Then, a fixed bed reactor was modeled with estimated parameters. The comparison of results to experimental data confirms the accuracy of model.
  • M. Pakizeh, M. Nicknom Shahrak Page 33
    Among separation methods, specially gas separation, the membrane separation process has been developed by researchers in last decades due to their advantages such as lower energy consumption, possibility of separation processes and operation in environmental temperature, simple accessibility of the separated phases, artless operation and installation and no requirement to use chemical materials for separation which results in environmental problems due to consumption of chemical materials.Although, carbon membranes in membrane based gas separation processes have been attended by researchers because of their suitable permeability and selectivity and high stability in corrosive and elevated temperature environment, they suffer from some problems such as frangibility and high cost fabrication that don’t permit their application in extreme conditions. Carbon membranes are one type of porous inorganic membranes. This article reviews the fabrication methods of carbon membrane and considers its most effective process parameters. Therefore, at first, this paper reviews the fabrication steps of carbon membranes, i. e., precursor selection, polymeric membrane preparation, pretreatment of the precursor, pyrolysis process and post-treatment of pyrolyzed membrane and then introduces the application of carbon membranes in gas separation processes. Finally, the advantages and disadvantages of carbon membranes are discussed
  • Gh.H. Sodeifian Page 52
    Today, processes of the recovery of carbon dioxide from combustion operations, for limiting greenhouse gas emissions, have attracted significant attraction. To this purpose, separation processes such as dense polymeric membranes are not suitable. Scientific studies shows that absorption processes are the best available technology. This paper aims to compare the processes of amine absorption with dense polymeric membranes while they are used in applications such as post combustion for flue treatment. Scientific and technological challenges are discussed. The results of investigation allow one to conclude that dense polymeric membranes are less capable to apply in order to overcome flue gas treatment problem.
  • A. Dehghani, D. Mowla, F. Esmaeilzadeh Page 62
    Problems of sand migration because of the extraction from oil wells lead to propose some ways for controlling sand migration near the well. In this research, first the proper resins were chosen as the consolidators by studying the resources and evaluating them. After preparing the resins, the necessary phases for making samples were performed. So first a template for making samples was prepared by using pulika pipe. In the first method, the cemented samples were prepared by mixing different kinds of bought resins and different percentages of sand. In the second method, two resins were chosen for the consolidation and samples were prepared as follows: first a certain amount of sand was poured into a template and made a sand pack, then the resin and solvent was used for the sand consolidation Finally, permeability rate, porosity percentage and compressive strength of the prepared samples were measured based on the available standard methods. The obtained experimental data showed that for these methods, the permeability, porosity and compressive strength of the core samples are retained in acceptable values.
  • S. H. Hashemabadi, S. M. Mirahmadi Page 71
    CFD as a powerful tool for flow simulation is used for design and troubleshooting of processes by researchers and engineers. Beside the many advantages of CFD, one of the problems is time consuming of this simulation scheme especially in complex geometries such as porous media. Lattice Boltzmann Modeling (LBM) as a new approach has been developed recently as a solution for this difficulty. In this work, LBM has been introduced as a new approach for flow simulations through complex geometries. The limitations, advantages and difference of this method with other conventional methods in CFD have been discussed. Some applications of LBM have been reported finally.
  • S. S. Madaeni, S. Sameieirad Page 84
    Pollution of underground water due to landfill leachate is a major environmental problem. The discharge of leachate into the environment without any treatment results in a reduction in nitrate oxidation leading to formation of dangerous ammonia. Nowadays individual or hybrid techniques via single or multi-stage systems are employed for treatment of landfill leachate. Biological treatment is not able to destroy all non-decomposable organics. The treated waste with a high COD is not suitable for discharge into the environment. Accordingly phisco-chemical processes are required as pre-treatment, post-treatment or treatment techniques. Membrane processes are able to treat the landfill leachate efficiently. The membrane permeate may be discharged into the rivers or surface water without the requirement of further treatment. The process is technically and economically feasible. The combination of membrane and biological processes enhances the quality of the product.
  • M. Kalbasi, M. Khanlarkhani, A. Ahmadpour Page 94
    Spray dryers are one of the most important dryers and have many applications in the food, drug and chemical industries. In this investigation, a model Is suggested to predict the product temperature, drying time and the dryer height In order to evaluate the dryer performance in different operational conditions. To achieve this, knowledge of the drying kinetics and the transfer phenomenon are necessary. The main aim in this project is, modeling of the spray drying of Alumina Slurry in a co current dryer.In this modeling Mass, heat and momentum transfer equations on droplets and hot air have been written. By writing a computer program for the simultaneous solution of mass, energy and momentum balances, a mathematical model is introduced. In order to evaluate the accuracy of the model, the experimental data were used and results showed good agreement between the theory and the experiments. By using the results of the model, the change in the dryer input parameters and their effect on final product characterizations have been studied.