فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 53 (بهمن و اسفند 1389)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 53 (بهمن و اسفند 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/12/25
  • تعداد عناوین: 11
|
  • سرمقاله
  • مقالات
  • نوید عزیزی، رضا مسیبی بهبهانی *، محمدعلی عیسی زاده صفحه 4

    استفاده از ضریب تراکم پذیری1 گازهای طبیعی در بیشتر محاسبات مهندسی نفت و گاز ضروری است. ضرورت محاسبه این ضریب، زمانی افزایش می یابد که هیچگونه داده آزمایشگاهی برای گاز، در دسترس نباشد. یکی از پرکاربردترین روش های محاسبه این ضریب، استفاده از فرمول تجربی است.
    دراین مقاله ابتدا یک فرمول تجربی استنتاج شده بر اساس نمودارهای معروف (استندینگ-کتز)2 برای محاسبه ضریب تراکم پذیری ارائه می گردد. مزیت این رابطه صریح بودن آن برحسب این ضریب است، بنابراین برای محاسبه ضریب تراکم پذیری نیاز به حدس و خطا نخواهد داشت و به دلیل صریح بودن، به راحتی در سیستم های کنترل منطقی قابل برنامه ریزی3 قابل استفاده است. در ادامه برای حصول اطمینان از دقت این روش، نتایج به دست آمده از این معادله با نتایج سایر معادلات کاربردی موجود مقایسه می شوند و برتری این فرمول تجربی بر اساس محاسبات میزان خطا مشاهده می گردد.

    کلیدواژگان: ضریب تراکم پذیری گاز، فرمول تجربی صریح، نمودار (استندینگ، کتز)
  • فرشته گل محمد، داود صادقی فاتح، محمدحسن ایکانی صفحه 12
    ایزوپروپیل الکل به روش های مختلف تولید می شود، دو روش تجاری اصلی وجود دارد که ماده اولیه آنها پروپن است. روش اول، آبدهی غیر مستقیم پروپن در حضور کاتالیزگر اسیدی همگن و روش دوم، آبدهی مستقیم در حضور کاتالیزگر اسیدی ناهمگن است. در طرح پژوهشی حاضر از روش متداول آبدهی غیر مستقیم استفاده شده است. آزمایش ها در راکتور تحت فشار یک لیتری در حضور پروپن و اسید سولفوریک در سیستم دوفازی (مایع – گاز) به صورت نیمه پیوسته انجام شده است. آزمایش ها به صورت تک متغیره طراحی وبا غلظت های 65%، 75%، 85%، 95% اسید، در دماهای مختلف C 25، C 35، C 45، C60 تحت فشار psi120 انجام پذیرفت. پس از دستیابی به محصول مورد نظر در شرایط بهینه، عملیات جداسازی و خالص سازی انجام و الکل با خلوص فنی 80% وزنی تهیه شد. پس از جداسازی آب باقی مانده در محصول وخشک کردن آن با سولفات سدیم، سایر آنالیزهای انجام شده با HNMR،FTIR و چگالی، نشان داد که با استاندارد مربوطه مطابقت دارد. همچنین خلوص محصول تهیه شده به کمک روش GC اندازه گیری شده است.
    کلیدواژگان: ایزوپروپیل الکل، آبدهی غیر مستقیم، پروپن، نیمه پیوسته
  • مصطفی کشاورز مروجی، عماد قادری، محمد مروتی پسند، منوچهر وثوقی صفحه 19
    در این تحقیق، گرمادهی اهمی1 به عنوان روشی نوین در سیستم های حرارت دهی در صنایع زیست شناختی، غذایی و دارویی، معرفی و جنبه های تجارتی مختلف آن برای کاربردهای صنعتی و مسیرهای تحقیقات آتی بیان شده و مورد بحث قرار گرفته است. بعد از معرفی این سیستم گرمادهی، مدل های حاضر، بررسی و نتایج تحقیقات انجام گرفته در قالب مدلسازی ها و شبیه سازی ها معرفی می شوند. همچنین ابزارها و سیستم های استفاده شده در کاربردهای آزمایشگاهی و تجاری این تکنیک به طور کامل بیان می شود و حرارت دهی اهمی به عنوان راهکار و جایگزینی مناسب برای روش های گرمادهی سنتی2 معرفی می گردد. در پایان، چالش های مربوط به توسعه این روش بیان شده اند
    کلیدواژگان: گرما دهی اهمی، رسانایی الکتریکی، صنایع غذایی، دارویی، مدلسازی و شبیه سازی
  • حسین دلاوری امرئی، محمدرضا مهرنیا*، محمد مهدی منتظر رحمتی صفحه 29

    دی اکسیدکربن یکی از مهمترین گازهای گلخانه ای است که به طرز گسترده ای از گاز دودکش خروجی از صنایع مختلف در اتمسفر انتشار می یابد. در این مقاله جاذب هایی که قابلیت استفاده به منظور جداسازی دی اکسیدکربن از جریان های گازی خروجی از دودکش ها را دارند مورد بررسی قرار گرفته اند. بنا بر نتایج تحقیقات کربن های فعال مختلف، زئولیت ها، MCM1ها، HTlc2ها، اکسید فلزات و نانو لوله های کربنی جاذب های مناسبی بوده اند. آلومین بازی و HTlcها در دماهای بالا و فشارهای اتمسفری میزان جذب قابل توجهی را نشان داده اند. در همین شرایط، کربن فعال نیز نتایج مناسبی را نشان داده است. همچنین بارورسازی3 کربن فعال توسط عوامل بازی باعث افزایش در میزان جذب آن می شود. هر چند کربن فعال در دماهای زیاد میزان جذب کمتری را نسبت به آلومین بازی و HTlcها نشان داده است، به طور کلی با توجه به قیمت جاذب، میزان در دسترس بودن ماده اولیه تولید آن و همچنین میزان جذب مطلوب جاذب، کربن فعال نسبت به دیگر جاذب ها گزینه مناسبی به نظر می رسد که البته نوع ماده اولیه برای تولید آن و نوع روش های فعال سازی و بارورسازی این جاذب در میزان جذب تاثیر زیادی دارد.

    کلیدواژگان: دی اکسیدکربن، گاز دودکش، جذب سطحی، جاذب ها، دمای زیاد، فشار اتمسفری
  • مجید پاکیزه، مینو سلطانی صفحه 37
    مصرف انرژی کمتر، انجام عملیات جداسازی در شرایط آسان، دست یابی ساده به فازهای جداشده، مسائل زیست محیطی کمتر و دیگر مزایا باعث شده است که استفاده از غشاءها در فرایندهای جداسازی روز به روز بیشتر مورد توجه واقع شود. پیشرفت ها در زمینه غشاءها و فرایندهای جداسازی غشاءئی ادامه دارد و از ایده های جدید در این زمینه، ساخت و تعیین مشخصات ایستایی و دینامیکی غشاءهای نانوکامپوزیت است. غشاءهای نانوکامپوزیت به دلیل خواص منحصر به فرد ساختارشان، نتایج مطلوب تری در مقایسه با سایر غشاءها نشان داده اند. غشاءهای نانوکامپوزیت در یک تقسیم بندی کلی به دو دسته غشاءهای نانوکامپوزیت بر پایه آلی و غشاءهای نانوکامپوزیت بر پایه معدنی تقسیم می شوند، غشاءهای نانوکامپوزیت آلی همان غشاءهای پلیمری می باشند که به آنها موادی در مقیاس نانو به منظور بهبود میزان تراوایی و پایداری گرمایی اضافه می شود. این غشاءها قابلیت صنعتی شدن بالایی دارند. غشاءهای نانوکامپوزیت معدنی در واقع برای برطرف کردن عیوب ساختاری و سطحی غشاءهای معدنی به کار برده می شوند که از جمله آنها می توان غشاءهای الیاف دو لایه (کربن- زئولیت) و غشاءهای (آلومین- زئولیت) را نام برد. مهم ترین ویژگی غشاءهای معدنی، پایداری گرمایی و مکانیکی بالای آنهاست. در این مقاله ابتدا مروری جامع بر انواع غشاءهای نانوکامپوزیت و روش های ساخت آنها در عملیات جداسازی گازها صورت می گیرد و در ادامه، مسیر آینده و چشم انداز آنها بررسی می شود.
    کلیدواژگان: غشاءهای نانوکامپوزیت، جداسازی گازها، روش های ساخت
  • لیلا فیضی، جعفر صادق مقدس، اکرم توکلی صفحه 50
    هیدارت های گازی ترکیباتی بلورین با ظاهری شبیه یخ، ولی از لحاظ ساختاری، متفاوت می باشند، در دمای بالاتر از نقطه انجماد آب و فشار بالا تشکیل می شوند. تشکیل هیدارت های گازی در خطوط لوله انتقال گاز باعث جلوگیری از انتقال گاز و انسداد خطوط لوله می شود. لذا باید از تشکیل هیدارت های گازی جلوگیری شود زیرا هزینه های گرفتگی (انسداد) به سبب تشکیل هیدرات، بالا، و فرایندی طولانی مدت می باشد. برای جلوگیری از تشکیل هیدارت های گازی در خطوط لوله انتقال گاز از بازدارنده های شیمیایی استفاده می شود.این بازدارنده ها به دو نوع، بازدارنده های ترمودینامیکی و بازدارنده های سینتیکی، تقسیم می شوند که دراین مقاله بازدارنده های ترمودینامیکی مورد بررسی قرار می گیرند. بازدارنده های ترمودینامیکی بر روی فعالیت شیمیایی آب اثر می گذارند و باعث می شوند که هیدرات ها در دمای پایینتر و فشار بالاتر تشکیل شوند. در این مقاله معادلات حاکم بر بازدارنده های ترمودینامیکی و استفاده از داده های عملیاتی خطوط لوله انتقال گاز و اعمال آنها در معادلات حاکم و بررسی نتایج بدست آمده از این معادلات انجام شده است، مشخص خواهد شد که متانول، بهترین بازدارنده ترمودینامیکی برای خطوط انتقال گاز است.
    کلیدواژگان: هیدرات های گازی، بازدارنده های ترمودینامیکی
  • مهدی داودپور، هدایت عزیزپور، مجتبی شریعتی نیاسر، مهدی باقری صفحه 61
    شبیه سازی دینامیک مولکولی همواره به عنوان ابزاری ساده جهت بررسی سیستم ها در مقیاس های بسیار کوچک و در حد خواص مولکولی مطرح بوده است. در این بین، یکی از سیستم هایی که بیش از همه مورد مطالعات دینامیک مولکولی قرار گرفته است، سیستم نانولوله کربنی غوطه ور در آب است. در این تحقیق، شبیه سازی های NVT وNPT به ترتیب جهت مقایسه تجمع مولکولهای آب در داخل نانولوله های کربنی مختلف و بررسی اثر فشار بر روی آنها به کار رفته است. نتایج حاصله نشان داد که مولکولهای آب به داخل نانولوله های با قطر کم (قطر اسمی کمتر از 78/6 آنگستروم) وارد نمی شوند و این امر ناشی از خاصیت آبگریزی نانولوله های کربنی می باشد، همچنین اثر مثبت فشار در دمای ثابت بر روی تجمع مولکولهای آب در داخل نانو لوله های کربنی مشاهده شد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، نانولوله های کربنی، شبیه سازی NVT، NPT
  • صفورا رمضانی، حمیدرضا کریمی نیا، محمدرضا فیاض، جلال شایگان صفحه 65
    یکی از شاخص های مهم در تولید سوخت های زیست سازگار قابلیت تجزیه پذیری زیستی، سمیت کمتر و قابلیت تجدید پذیری آن است و زیست دیزل یکی از سوخت هایی است که حائز چنین خصوصیاتی می باشد و آن را می توان از روغن های گیاهی، چربی های حیوانی، ضایعات به وجود آمده از تصفیه روغن های گیاهی و روغن های سرخ شده تولید کرد. از نقطه نظر شیمیایی، زیست دیزل به عنوان مونو آلکیل استر اسیدهای چرب شناخته می شود. روش رایج جهت تولید زیست دیزل، ترانس استری کردن اسیدهای چرب است. در این روش، با استفاده از دو نوع کاتالیزگر شامل کاتالیزگرهای شیمیایی (قلیایی و اسیدی) و آنزیمی، تولید آلکیل استرها صورت می گیرد. واکنش آنزیمی که در آن از لیپاز استفاده می شود را می توان گزینه ای مناسب و زیست سازگار جهت تولید زیست دیزل به شمار آورد.
    در این مقاله علاوه بر بازنگری بر تولید زیست دیزل به روش آنزیمی در ابتدا به طور خلاصه دو روش متداول تولید زیست دیزل شرح داده شده و سپس مروری بر انواع واکنش های آنزیمی موجود مورد استفاده جهت تولید زیست دیزل صورت خواهد گرفت.
    کلیدواژگان: زیست دیزل، استری کردن، آنزیم، لیپاز
  • ماشاالله رضا کاظمی، محمدرضا دهقانی، میثم حاجی لری صفحه 76
    متانول از مهمترین محصولات پتروشیمی می باشد که در سطح گسترده ای در دنیا تولید می شود، و نقش عمده ای در تولید سایر محصولات شیمیایی دارد. امروزه سعی می شود از متانول به طور وسیعی به عنوان خوراک واحدهای اولفین برای تولید سوخت استفاده شود. شبیه سازی، ابزاری توانمند در شناخت پارامترهای اصلی و مؤثر فرایند مطرح است. در این مقاله فرایند تولید متانول تحت لیسانس شرکت دیوی- مکی، و با استفاده از نرم افزار هایسیس، در حالت پایا، شبیه سازی شده و نتایج آن با داده های واقعی فرایند مقایسه گردیده و گزارش شده است. پس از اطمینان از صحت شبیه ‍سازی، شرایط بهینه عملکردی فرایند به منظور کاهش گازهای گلخانه ای و همچنین کاهش مصرف انرژی مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: متانول، دیوی مکی، شبیه سازی، بهینه سازی
  • صفحه 91
|
  • N. Azizi, R. Mosayebi Behbahani, M. Isazadeh Page 4

    Compressibility factor (z-factor) values of natural gases are necessary in most petroleum engineering calculations. Necessity arises when there are no available experimental data for the required composition, pressure and temperature conditions. One of the most common methods of calculating z-factor values is empirical correlation.Firstly, a new correlation based on the famous Standing-Katz (S-K) Chart is presented to predict z-factor values. The advantage of this correlation is that it is explicit in Z and thus does not require an iterative solution as is required by other methods, so it can be utilized at PLC (Programmable Logic Controller) system simply. Secondly, the comparison between new one and other correlations is carried out and the results indicate the superiority of the new correlation over the other correlations used to calculate z-factor.

  • F. Golmohammad, D. Sadeghi Fateh, M. H. Eikani Page 12
    Isopropyl alcohol (IPA) is produced through different routes; there are two main commercial methods which are using propene as the starting material. The first one is indirect hydration method and using sulfuric acid as the catalyst, the second is direct hydration and using heterogeneous polymeric acid catalysts. In this work, common method i. e. indirect hydration with sulfuric acid has been used to produce IPA. All experiments carried out in one liter high pressure reactor with propene and sulfuric acid as reactants by semi –batch process technique. Experimental design was uni variable i. e. different acid concentration (65%, 75%, 85%, and 95%) and temperatures (25C, 35C, 45C, and 60C) by pressure 120psi studied. IPA technical grade (80%) produced in optimum condition. HNMR, FTIR and specific gravity analysis of dried sample by sodium sulfate showed that produced sample is compatible with standard. Also samples purities were determined by GC method. Keywords:
  • M. K. Moraveji, E. Ghaderi, M. Morovati Pasand, M. Vossoughi Page 19
    In this research, Ohmic heating has been introduced as a new method in heating systems for biological, food and medical industries and various commercial aspects of its for industrial application and research efforts have been studied. After introducing this heating system, present models are investigated and theoretical results in simulations and modeling cases were presented. Also, used tools and systems for this heating technique in experimental and commercial usage as an appropriate alternative for traditional heating method were fully explained. Finally challenges related to development of this method are expressed.
  • H. Delavari Amrei, M. R. Mehrnia, M. M. Montazer-Rahmati Page 29

    In this work, some adsorbents that are used to separate carbon dioxide from flue gases, are investigated since much of carbon dioxide as air pollutant released to the atmosphere is from flue gases. Different types of activated carbons, Zeolites, MCMs, HTlcs, Metal oxides and carbon nanotubes are among the adsorbent that are investigated extensively by scientists. At high temperature and atmospheric pressure, basic alumina and HTlcs show suitable results. Under the same conditions, activated carbon has also shown medium adsorption. Also, impregnation of activated carbon by basic reagent increased carbon dioxide adsorption. Although, activated carbon at high temperature has less uptake than basic alumina, the adsorbent price, availability of raw material and a medium level of adsorption, make activated carbon is more suitable than other adsorbents. Also it is important to consider the type of raw material and activation and impregnation methods that can affect the level of uptake.

  • M. Pakizeh, M. Soltani Page 37
    The application of membranes in the separation processes has been increased due to their advantages, such as: lower power consumption, easy separation, accessibility of the separated phases and less environmental problems. Research in the field of membranes and membrane separation processes is in progress. New ideas in this field consist of synthesis and characterization of nanocomposite membranes. The nanocomposite membranes have been more efficient than other membranes due to their unique structural properties. In general, nanocomposite membranes are classified into two categories: organic and inorganic. Inorganic nanocomposite membranes are polymeric membranes in which nanosize inorganic fillers are added to improve their thermal stability and permeability. These membranes enjoy high industrial capabilities. Nanocomposite inorganic membranes are in fact used to eliminate the structural and surface defects of traditional inorganic membranes, among which are the two-fiber membranes of carbon-zeolite and alumina-zeolite. In this article, a comprehensive review has been presented about the classification of nanocomposite membranes and their synthesis routes in the gas separation processes. Finally, the future and prospects of nanocomposite membranes application have been discussed.
  • L. Feyzi, J. Moghaddas, A. Tavakoli Page 50
    Gas hydrates are ice-like crystalline structures but they are different from ice. They form in high pressures and temperatures above water freezing point. Hydrate formation in the gas transmission pipelines may lead to interrupt in gas transmission and pipeline blockage. Because the cost of pipeline blockage is high and time consuming operation. Chemical inhibitors are commonly used in order to prevent the hydrate formation in gas pipelines. These inhibitors are divided into thermodynamic inhibitors and kinetic inhibitors. Thermodynamic Hydrate inhibitors would be explained in this paper. Thermodynamic Hydrate inhibitors effects on water chemical activity and causes the hydrates to form at higher pressure and lower temperatures.In this paper, related equations to Thermodynamic Hydrate inhibitors, gas pipelines operational data’s applications, using these data’s in related equations and finally verifying the obtained results have been accomplished. It is shown that Methanol is the best inhibitor.
  • M. Davoodpour, H. Azizpour, M. Shariaty Niassar*, M. Bagheri Page 61
    Molecular Dynamic Simulation is a simple tool to investigate the molecular properties of the nanoscale systems. One of the most popular systems that is widely considered is Carbon Nano Tubes CNT immersed in water. In this research, NVT & NPT simulations are applied to study water molecule collections within CNT's as well as the effect of pressure on them. Results showed that water molecules can not enter CNT's of less than 6.78 Angestrom diameter. Also the current work confirmed the positive effect of pressure on water molecule's collection within CNTs.
  • S. Ramazani, H. R. Kariminia, M.R. Fayaz, J. Shayegan Page 65
    Among the most critical issues in production of environmental friendly fuels, biodegradability, low toxicity and renewability are the most important factors. Biodiesel, as a renewable fuel can be produced from various sources including vegetable oils, animal fats, waste products of vegetable oil refinery and used frying oil. Chemically, biodiesel is known as monoalkyl ester of fatty acids. Transesterification is a common way to produce biodiesel. Transestrification method involves chemical (acidic or basic) or enzyme catalyzed reaction to produce fatty acid alkyl esters. Enzymatic biodiesel production involving lipase catalyzed reaction is a well known method for biodiesel production. This paper provides an overview on the enzymatic production of biodiesel. First, a brief description about common methods of producing biodiesel has been given and then, the enzymatic reaction and process is explained in particular.
  • M. Reza Kazemi, M. R. Dehghani, M. Hajilari Page 76
    Methanol is one of the most important petrochemical products, which is produced extensively in the world. Recently it has used methanol to olefin plants for production of synthetic fuels. In this paper, methanol process based on Davy Mc Kee Corp., in steady state condition, has simulated using HYSYS simulation software. Finally, the results has compared with practical process data. After validation of simulation basis and its results, it has utilized for process optimization in order to reducing greenhouse gases and energy consumption.