فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 58 (دی 1390)
  • پیاپی 58 (دی 1390)
  • تاریخ انتشار: 1390/11/25
  • تعداد عناوین: 11
|
  • صفحه 3
  • مقالات
  • احسان کاشانی نیا، امیر صرافی، علی محبی صفحه 4
    پیچیدگی های فرایند احتراق درجا در مخازن نفت سنگین موجب شده است تا محققان جهت بررسی این فرایند به شبیه سازی عددی، در مقایسه با مدل سازی آزمایشگاهی، گرایش بیشتری داشته باشند. از سوی دیگر توسعه نرم افزارهای شبیه سازی مخازن نفت و گاز این تمایل را افزایش داده است. در این تحقیق با ساخت یک مدل به وسیله شبیه سازی عددی توسط نرم افزار، به بررسی تغییرات تولید به روش احتراق درجا در اثر تغییر برخی پارامترها پرداخته شده است. به بیان دیگر با انجام آنالیز حساسیت، میزان اهمیت این تغییرات ارزیابی شده است. متغیرهای عملیاتی که در این تحقیق به آنها پرداخته شده است عبارتنداز: درجه پیش گرمایش، پیش گرمایش با استفاده از بخارآب، شدت جریان هوای تزریقی، همچنین مقایسه تزریق هوای معمولی در مقابل هوای غنی شده (اکسیژن با درصد بالاتر).
    کلیدواژگان: احتراق درجا، نفت سنگین، بررسی حساسیت، جبهه احتراق
  • حمید مقدم دیمه، عبدالرضا صمیمی صفحه 14
    پاشش الکتریکی1 روشی است که با اعمال میدان الکتریکی ثابت یا متغیر، به عنوان نیروی خارجی وارده بر جریان مایع خروجی از یک افشانه، اندازه و توزیع اندازه قطرات را در پاشش مایعات، کنترل می کند. سطح خارجی مایعی با خاصیت هدایت الکتریکی در دهانه افشانه تحت تاثیر میدان الکتریکی با نیروی مشخصی، علاوه بر نیروی ثقل، به سمت پایین کشیده شده و در نهایت با غلبه این نیروها بر نیروی کشش سطحی و پاره شدن سطح مایع، قطره ایجاد می شود. استفاده از نیروی الکتریکی سبب می شود تا قطرات با اندازه های کوچکتر نیز قادر به غلبه بر نیروی کشش سطحی باشند. به عبارتی این امکان وجود دارد که با تغییر نیروی ایجاد شده توسط میدان الکتریکی، قطراتی با قطر دلخواه و توزیع اندازه یکنواخت ایجاد گردند. روش پاشش الکتریکی یکی از چند روش شناخته شده محدود است که قادر به ریزسازی مایعات و تبدیل آنها به قطرات بسیار کوچک و یک اندازه در ابعاد میکرو و نانو، می باشد. هدف این مقاله مروری بر چگونگی تولید قطرات مایع به روش پاشش الکتریکی و بررسی تاثیر متغیرهای موجود بر پیدایش حالت های مختلف این فرایند می باشد.
    کلیدواژگان: پاشش الکتریکی، کنترل اندازه قطرات، توزیع اندازه قطرات، حالت قطره ای، حالت جت
  • بهنام بلوچی، سعید شکری، مهدی احمدی مروست، محمد ایازی صفحه 24
    در فرایندهای شیمیایی، ممکن است هزاران متغیر وجود داشته باشند که اندازه گیری آنها همواره دارای خطاهایی می باشد. در این مقاله یک روش برای پالایش دینامیک و خطی داده های فرایندی معرفی و ارزیابی می شود. در این روش، ابتدا یک مدل پارامتری، خطی و با ساختار ثابت در نظر گرفته شده، سپس با استفاده از داده های ورودی و خروجی دارای خطای فرایند، پارامترهای مدل سیستم توسط یک تخمین زننده بازگشتی محاسبه می شود. برای تخمین پارامترهای مدل به صورت بهنگام از روش حداقل مربعات خطا استفاده شده است. با استفاده از این پارامترها، داده های بدون خطای فرایند به روش صافی کالمن تولید می شود. برای ارزیابی روش پالایش تطبیقی داده ها، از داده های تولید شده توسط شبیه ساز فرایند Tennessee-Eastman استفاده شده است. نتیجه مقایسه خروجی های اصلی فرایند و خروجی های پالایش شده نشان می دهد که نتایج پالایش داده ها با این روش پیشنهادی به شکل مطلوبی قابل قبول است.
    کلیدواژگان: پالایش داده ها، تطبیقی، فرایندهای شیمیایی، صافی کالمن، Tennessee، Eastman
  • ابوالقاسم کاظمی نیاکرانی، شهاب گرامی، سیروس قطبی، عبدالنبی هاشمی صفحه 31
    نفوذ مولکولی در مخازن گاز میعانی شکافدار تاثیر بسیار اساسی در رفتار مخزن از خود نشان می دهد. مقاله حاضر اولین کاری است که به بررسی نفوذ مولکولی در تزریق گاز طبیعی به مخازن گاز میعانی شکافدار می پردازد. در این کار یک تک بلوک در نظر گرفته می شود و فرض می شود که در حالت اول تنها با متان، در حالت دوم با متان و اتان و در حالت آخر با متان و نرمال پنتان اشباع شده باشد. سمت چپ آن با تزریق متان در فشار ثابت نگاه داشته می شود و از سمت راست آن با فشار ثابت، متان تولید می شود. از روش کاملا ضمنی1 و خطی سازی (نیوتن – رافسون)2 برای حل معادلات ناخطی استفاده می کنیم. به منظور بالا بردن سرعت شبیه سازی، از روش برویدن3 برای بروز کردن4 ماتریس جاکوبین5 استفاده می کنیم. در پایان این کار مهمترین نتیجه ای که می گیریم این است که، در حالت تک فازی؛ نفوذ مولکولی در ماتریس بلوک های با تراوائی6 کمتر از 01/0 میلی دارسی، اما در حالت دو فازی، در تراوائی های یک مرتبه بیشتر، یعنی 1/0 میلی دارسی، در این مخازن خود را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: نفوذ مولکولی، مخازن گاز میعانی، مخازن گاز میعانی شکافدار، تراوائی
  • حسن رحیم زاده، بهار فیروزآبادی، محمد موری زاده صفحه 49
    هدف این پژوهش بهبود عملکرد و افزا یش بازدهی در هیدرو سیکلون بوده است.این مهم با ایجاد تغییرات هندسی در داخل بعضی اجزاء و درون هیدروسیکلون مورد بررسی تجربی قرار گرفته است. در آزمایش های صورت گرفته، نمونه هایی متفاوت از قطعه استوانه ای سیکلون به همراه میله های افقی و عمودی اضافه شونده مورد بررسی قرار گرفتند. مشاهدات نشان دادند که عدم استفاده از میله باعث ازدیاد قطر هسته هوایی و کاهش بازدهی در ذرات کمتر از 40 میکرون می شود. به کارگیری میله افقی در قسمت مخروطی موجب کاهش قطر هسته می گردد ولی ناپایداری آن را افزایش می دهد که با اضافه کردن میله عمودی این مشکل کاهش می یابد و هسته هوایی حذف می گردد. اضافه کردن میله های افقی و عمودی موجب افزایش بازدهی و نسبت ته ریز به ظرفیت می شود و حد برش را کاهش می دهد. در تمامی آزمایش های صورت گرفته، بهترین حالت از نظر کارایی، استوانه سهموی بهمراه میله افقی و عمودی، و بدترین حالت، در استوانه هذلولوی فاقد میله است.
    کلیدواژگان: هیدروسیکلون، بازدهی ابعادی، هسته هوایی، حد برش، نسبت ته ریز به ظرفیت
  • کاملیا نجاتی، مهسا منصورفر صفحه 58
    در این کار پژوهشی هدف ما بازیافت رنگدانه زرد GX به عنوان آلاینده محیط زیست در فاضلاب های صنعتی به وسیله نانوذرات هیدروکسیدی لایه ای دوگانه1 است. درابتدا نانو ذره (Fe-Mg-LDH) با ساختاری شبیه به هیدروتالکتیک با استفاده از نمک های نیترات آهن و منیزیم آبدار با نسبت مولی1⁄2(Mg / Fe) = با روش هیدروترمال (دمای بالاتر از C°100) در مخلوط حلال های آب و الکل (1- پروپانول) و ماده فعال در سطح اتیلن گلیکول در10~9 =pH تهیه شد. جهت دستیابی به اطلاعات کیفی در ارتباط با گروه های عاملی بر روی این ترکیبات از طیف بینی مادون قرمز (FT-IR) و برای بررسی خاصیت کریستالی و اندازه متوسط ذرات (با استفاده از رابطه (دبای- شرر)) باتوجه به پیک های تیز و شدید از روش آنالیز پراش پرتو ایکس XRD استفاده شد. همچنین ریخت شناسی نانوذرات نیز توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی ((SEM به صورت ورقه ای مشاهده شد. توانایی جذب رنگدانه اسیدی زرد GX به وسیله هیدروکسیدهای لایه ای دوگانه (Fe-Mg-LDH) به روش مبادله یون در12-2pH= و دماهای C°35، C°45 و C°55 توسط طیف نورسنجی (UV-Vis) مطالعه شد. آزمایش های جذب نشان می دهند که مقدار جذب رنگدانه با افزایش دما، به مرور زمان افزایش می یابد که دلیل بر گرماگیر بودن واکنش بین جاذب و جذب شونده است. به علاوه، گرماگیر بودن واکنش، دلیل بر ناهماهنگی سطوح صفحات اکسید می باشد.
    کلیدواژگان: هیدروکسیدهای لایه ای دو گانه، جذب، رنگدانه، زردGX، طیف نورسنجی (UV، Vis)
  • داود کاه فروشان، اسماعیل فاتحی فر، علیرضا معصومی، محسن صفاریان، مسعود متین فر، نعمت الله جعفرزاده حقیقی فرد صفحه 64
    صنایع تولید و فراوری نفت و گاز یکی از آلاینده ترین صنایع از نظر آلودگی هوا هستند و لازم است میزان آلودگی از منابع آلاینده در این صنایع شناسایی و تعیین شوند. در این مقاله یک واحد فرایند گاز و گاز مایع در ایران به صورت موردی انتخاب و ضرایب انتشار منابع آلاینده در این واحد با استفاده از ضرایب انتشار کلی مراجع و روش آنالیز سوخت تعیین شدند. نتایج نشان داد مهمترین منابع انتشار آلاینده ها در واحد مذکور شامل مشعل گازی، توربین های گازی، پیت و بویلر واحد نم زدایی گاز می باشند. در این میان مشعل گازی بیشترین مقدار آلاینده های THC و CH4 و توربین گازی بیشترین مقدار آلاینده NO2 به محیط را در این واحد منتشر می کنند. ضرایب انتشار فرایندی برای آلاینده های گازی NO2، CO، SO2، THC و CH4 در واحد منتخب به ترتیب 3/513، 2731، 0، 3/1805 و 6/225 بر حسب Kg1000/g گاز مایع تولیدی به دست آمد. بررسی ها نشان داد ضریب انتشار فرایندی برای CH4 به دلیل امکان نشت بالای این گاز می تواند خطای بالایی دربر داشته باشد. برای سایر آلاینده ها با توجه به مشابهت فرایندها و دستگاه ها در صنایع نفت و گاز، ضرایب انتشار ارائه شده می توانند به عنوان تخمین کلی از میزان انتشار آلاینده ها مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: آلودگی هوا، واحد تولید گاز و گاز مایع، ضرایب انتشار، دی اکسید نیتروژن، دی اکسید گوگرد، مونواکسید کربن
  • شهرام نیازی، سید حسن هاشم آبادی صفحه 72
    در سال های اخیر استفاده از انرژی تولیدی در اثر متلاشی شدن میکرو حباب های کاواک زایی صوتی1، در فرایندهای شیمیایی از جمله ارتقای کیفیت نفت خام بسیار مورد توجه قرار گرفته است. برای دستیابی به بیشترین بازدهی باید اثر پارامترهای مختلف فیزیکی سیستم راکتور صوتی بر میزان میکروحباب های کاواک زایی و متلاشی شدن آنها مشخص گردد. در این مطالعه با شبیه سازی CFD انتشار امواج فراصوت2 در توده سیال پیش بینی مناسبی از مکان های فعال برای ایجاد حباب کاواک زایی و تاثیر پارامترهای مختلف هندسی بر بازدهی سیستم راکتور صوتی و کاواک زایی صوتی ارائه شده است. برای مولد موج صوتی با قطر mm 13 در عمق های مختلفی از سیال شبیه سازی ها تکرار و تاثیر عمق مولد صوت در سیال روی توزیع فشار در راکتور صوتی بررسی گردید. مقایسه نتایج شبیه سازی عددی انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی موجود نشان می دهد. لذا با استفاده از شبیه سازی CFD راکتورهای صوتی، شرایط بهینه سیستم برای بالاترین کاواک زایی صوتی و بیشترین انرژی تولیدی مشخص می گردد.
    کلیدواژگان: راکتورهای صوتی، شبیه سازی CFD، کاواک زایی صوتی، ارتقای کیفیت نفت خام
  • مریم وزیری، محمدتقی صادقی صفحه 79
    توزیع جریان دو فازی (گاز- مایع) در آکنه های منظم از اهمیت خاصی در انتقال جرم و گرما بین دو فاز برخوردار است. در سال های اخیر بررسی این سیستم توسط روش های دینامیک سیالات محاسباتی میسر شده است. در این تحقیق سعی شده است که تاثیر انواع شبکه بندی و نیز مدل های آشفتگی مختلف بر روی توزیع و کسر حجمی فاز مایع برای آکنه منظم مونتزپک 1250-YB در حالت پایا با استفاده از روش هایی بررسی شود. برای مدلسازی سیستم از دیدگاه حجم سیال استفاده شده و انواع شبکه بندی های مختلف (چهار وجهی و آلگوریتم کوپر) و همچنین مدل های مختلف آشفتگی استاندارد و RNG و Realizable به کار گرفته شده است. معادلات حاصل با استفاده از روش عددی حجم محدود حل شده اند. توزیع نامناسب فاز مایع به وسیله مقدار (Cv) و کسر حجمی فاز مایع در سرعت های مختلف در شرایط ذکر شده مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با داده های آزمایشگاهی مراجع مقایسه گردیده اند. نتایج حاصل بیانگر تاثیر زیاد انتخاب شبکه بندی و مدل های آشفتگی مناسب در شبیه سازی صحیح هیدرودینامیک آکنه های منظم می باشد.
    کلیدواژگان: جریان دو فازی، مدل های آشفتگی، شبکه بندی، حجم سیال، دینامیک سیالات محاسباتی
  • اخبار و گزارش ها
  • صفحه 94
|
  • E. Kashaninia, A. Sarafi, A. Mohebbi Page 4
    The complications of In-Situ Combustion in heavy oil reservoirs cause the investigators to pay more attention to numerical simulation rather than experimental models. On the other hand, development of numerical simulation softwares supports them in this way. In this investigation an experimental model is simulated by numerical simulation software and sensitivity analysis of crude production in In-Situ Combustion process is evaluated by various parameters. Hence, the value of influence of these parameters is measured by sensitivity analysis. The operational parameters those are selected are pre-heating temperature, pre-heating by steam, air injection rate, and comparison of air injection to oxygen saturated air injection.
  • H. Moghadam, A. Samimi Page 14
    Electro-spraying is a process in which the electric field is applied as an external force to the surface of a liquid capillary to control the size and size distribution of produced droplets. Electric filed exert an external force on the surface of a conductive liquid at nozzle tip in addition of gravitational force. These forces overcome surface tension and leading to elongation of meniscus and consequently separation of droplets. Smaller droplets could be overcoming on surface tension force using a higher electric force. On the other hand, it is possible to produce droplets with desire size and uniform size distribution by changing the external applied electric force. Electro-spraying is one of the known process which able to spraying the liquids into the very small droplets in range of micrometer and nanometer. The aim of this paper is the reviewing of droplets production in electro-spraying method and investigation on the effect of different parameters on the modes of this process.
  • B. Baloochy, S. Shokri, M. Ahmadi Marvast, M. Ayazi Page 24
    A novel method for linear dynamic data reconciliation problem is proposed. The method integrates recursive least square identifier and discrete Kalman filter state estimator. The model used for the method is a black box, linear, discrete, state space, and MIMO model. The structure of the model is fixed but its parameters are estimated with online noisy input-output data of plant using identifier. The identified model parameters along with plant input-output data are used for regeneration of free noise states and outputs. Simulink (toolbox of MATLAB) is used for implementation and simulation of this method. Plant data is entered from workspace of MATLAB. The data is artificially contaminated with white noise in Simulink.The method is tested using input-output data of Tennessee-Eastman (TE) simulator. After simulation and comparison of true process data with reconciled process data, it can be shown that the results of this simulation are satisfactory.
  • A. Kazemi Nia Korrani, Sh. Gerami, C. Ghotbi, A. Hashemi Page 31
    Gas condensate fractured reservoirs are one of those that molecular diffusion plays an important role in their production mechanism. This paper is the first that investigates the molecular diffusion in gas injection for a gas condensate fractured reservoir. Single block approach is used in this work. This single block is firstly saturated with methane, secondly, methane and ethane and lastly, with methane and n- pentane. Pressure at the left side of this matrix block is kept constant by injection while production is done at the constant pressure at the right side of that. Fully implicit with the using of Newton-Raphson technique is applied to solve highly non-linear equations at this simulation model. In order to speed up the simulation technique, Broyden updating approach is used to update Jacobian matrix. At the end, the most important conclusion is, in gas injection in naturally fractured gas condensate reservoirs, diffusion phenomenon is considerable for matrix blocks with the permeability of lower than 0.01 md in the case of single phase flow at the reservoir condition, while this permeability increases to 0.1 md when two phase flow occurs at the reservoir condition.
  • H. Rahimzade, B. Firoozabadi, M. Moorizade Page 49
    The objective of this research is to improve the performance and efficiency of the hydrocyclones by testing four different cylindrical parts with applying vertical and horizontal rods. These parts were; short simple cylinder, long simple cylinder, hyperbolic type cylinder and parabolic type cylinder. Laboratory observations showed that in cases without a rod, a large diameter air core forms and causes some decrease in efficiency in particle sizes less than forty microns. Adding a horizontal rod in conical part leads to decrease in air core diameter, but increases instability in air core. In some cases, air core was eliminated by adding the vertical rod. Results show that adding horizontal and vertical rods increase the efficiency and flow split, and decrease cut size. In order to total efficiency, the parabolic cylinder had the best efficiency, and then long simple cylinder, short simple cylinder and the last was hyperbolic cylinder. In all experiments, the best case was observed by parabolic cylinder with horizontal and vertical rods, and worst case was the hyperbolic cylinder without any rod.
  • K. Nejati, M. Mansourfar Page 58
    In the present work, adsorption of Yellow GX (YGX) pigment by layered double hydroxides from aqueous solutions of wastewater textile industry was investigated. At first we describe our attempts to synthesize Mg-FeLDH was prepared by dropwise addition of a mixed aqueous solution of Mg(NO3)2.6H2O and Fe(NO3)3.9H2O at pH= 9-10 followed by subsequent hydrothermal treatment for 24h in the mixture of water,1-propanol and surfactant (Ethylene glycole).This nanostructured particle is well characterized by infrared spectroscopy, Scanning electron microscope (SEM) and X-ray powder diffraction analysis. SEM images showed that the morphology of Mg-FeLDH is plate-like structure. XRD analysis showed the formation of sharper and intense peaks, which might indicate the larger crystallites size of LDH as well as higher crystallinity. The FT-IR spectra of LDH materials provide many important information, especially about the interlayer anions and hence are very useful to understand the structure of these materials.The ability of these compounds to adsorb YGX pigment by ion exchange in pH=2-12, different temperature (35°C, 45°C, 55°C) has been evaluated by UV-Vis spectrophotometer. The adsorption experiments show that the amount of YGX adsorption increases with increasing temperature. This suggests that the interaction of adsorbate and adsorbent is endothermic in nature. Furthermore, it supports the surface heterogeneity of oxide surfaces.
  • D. Kahforoushan, E. Fatehifar, A.R. Masoomi, M. Saffrian, M. Matinfar Page 64
    Oil and gas processing plants are one of the most air pollutant industries. In this paper, gaseous air pollutants emission factors were estimated for pollutant sources in an Iranian Natural Gas Liquids (NGL) plant using fuel analysis method and published emission factors. The results showed that the main pollutant sources in this unit are gas flare, gas turbines, pit and boiler. Total Hydro Carbons (THC) and CH4 emissions from gas flares and NO2 emission from gas turbine are higher than any other pollutant sources. Activity based emission factors were determined as 513.3, 2731.0, 0, 1805.3 and 225.6 g/1000kg LPG for NO2, CO, SO2, THC and CH4 respectively on the basis of LPG production in the unit. Because of possible gas leakages from the units, CH4 emission factor have larger margin of error. Calculated emission factors can be used for emission estimation of air pollutant in other similar NGL processing units.
  • S. Niazi, S. H. Hashemabadi Page 72
    In recent years, many of research have been focused on energy production in the chemical processes such as crude oil upgrading during the collapse of cavitation microbubbles generated sonolytically. For maximum efficiency of sono-reactors, the effect of various physical and operational parameters must be determined. In present work, cavitation active zone and the effect of various physical and operational parameters on sono-reactor efficiency has been quantified with CFD simulation of acoustic wave propagation in water bulk. With an ultrasonic probe tip of diameter 13 mm, the pressure distribution has been simulated for different probe positions and the effect of probe depth in water has been investigated. Comparison with experimental results has clearly established the correctness of the numerical simulations. The results show for finding of optimum sono-reactor design the highest intensity of acoustic cavitation and produced cavitational energy can be predicted by CFD simulation reasonably.
  • M. Vaziri, M. T. Sadeghi Page 79
    The effects of meshing type and turbulency model on distribution and volume fraction of the liquid phase on the MontzpakB1-250Y structured packing at steady state condition was investigated employing computational fluid dynamics (CFD) technique. The volume of fluid method was used to simulate the liquid distribution, while different meshing types (e.g. tetrahedron and cooper algorithm) and turbulency models (including Standard, RNG and Realizable) were used for modelling the system. Resulted equations were numerically solved employing the finite volume method. Liquid maldistribution was studied using parameter and volume fraction of the liquid phase at various velocities and conditions. The results were compared with experimental data reported in the literature indicating that a proper selection of meshing type and turbulency model can significantly affect hydrodynamics simulation of the structured packing.