فهرست مطالب

مهندسی شیمی ایران - پیاپی 64 (آذر و دی 1391)

دوماهنامه مهندسی شیمی ایران
پیاپی 64 (آذر و دی 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/11/17
  • تعداد عناوین: 12
|
  • صفحه 3
  • مبینا علی محمدی، مرتضی مغربی صفحه 4
    لازمه یک راهبرد پژوهشی در هر علمی، شناسایی حیطه و سمت و سوی تحقیقات اخیر در آن عرصه می باشد. در این تحقیق، مقالات مرتبط با کاتالیزگرها که در سال 2008 در سایت ISI نمایه شده بودند، مورد داده کاوی قرار گرفتند. با استفاده از نرم افزار Refviz تمام کلیدواژه های پرتعداد این مقالات، در 11 گروه دسته بندی شده، و تحلیل شدند. این بررسی ها از اجزاء و نحوه ساخت کاتالیزگرها تا فرایندها، مواد واکنش دهنده و نیز نوع نگاه علمی و صنعتی به آنها را شامل می شود. بررسی ها حاکی از غلبه نسبی راهکارهای سنتز و آنالیز ارزان قیمت، پیچیده شدن دانش کاتالیز و محدود شدن کاتالیزگرها به بازار انرژی و محیط زیست می باشد.
    کلیدواژگان: داده کاوی، کاتالیزگر، پایگاه داده ISI، دسته بندی موضوعی مقالات
  • زینب بلباسی، علی اکبر بابالو *، مصطفی یدالهی صفحه 20

    با توجه به اینکه فناوری نوین غشایی در مقایسه با دیگر فرایندهای جداسازی اهمیت بیشتری دارد، در این مقاله کارایی فناوری غشایی و مشخصات غشاهای به کار برده شده در کارهای پژوهشی پیشین- اعم از انتخاب گری و عبوردهی آن ها در جداسازی هیدروکربن های خطی و ناخطی- بررسی شده است. بیشتر غشاهای استفاده شده برای این منظور، از نوع غشاهای زئولیتی MFI بودند و غشاهای بسپاری به دلیل کارایی پایین، کمتر مورد توجه قرار گرفته اند. چون غشاهای نوع MFI انتخاب گری های بالایی را در جداسازی هیدروکربن های خطی و ناخطی نشان داده اند، مکانیزم جداسازی هیدروکربن های خطی و ناخطی توسط این نوع غشاها مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین اثر حضور فلزات مختلف در ساختار شبکه بلوری زئولیت MFI به عنوان روشی موثر در بهبود کارایی جداسازی این نوع غشاها بررسی شد که بر پایه دستاوردهای بدست آمده از کارهای پژوهشی و مقالات ارایه شده، از میان غشاهای جانشین شده، غشای (B-ZSM-5) دارای بالاترین انتخاب گری است.

    کلیدواژگان: جداسازی، هیدروکربن های خطی و ناخطی، غشای زئولیتی MFI، جانشینی فلزات
  • سید سیاوش مدائنی، سیروس زین الدینی صفحه 26
    در طول دهه گذشته، فعالیت های محققین به طور قابل توجهی در زمینه نانومواد افزایش یافته است. در این میان نانولوله-های کربنی به علت نسبت طول به قطر زیاد، مساحت سطح خارجی قابل دسترسی بزرگ، و واکنش پذیری مطلوبی که دارند، به عنوان جاذبی بسیار کارآمد برای حذف فلزات سنگین، ماکرو مولکول ها، و میکروارگانیسم ها به کار می روند. همچنین از این مواد در فرایند های غشایی به منظور دستیابی به شار و انتخاب گری بالا استفاده شده است. اضافه کردن نانولوله های کربنی موجب افزایش بازدهی فوتوکاتالیزگرها برای حذف آلودگی ها نیز شده است. با عامل دار کردن نانولوله های کربنی، می توان از تجمع آنها در محلول جلوگیری کرده، باعث افزایش کارایی و پخش شدن یکنواخت آنها گردید.
    کلیدواژگان: نانولوله های کربنی، جداسازی، تصفیه، غشاء، جذب سطحی، عامل دار کردن
  • ستوده بیات، الهام قبادی، محمدرضا دهقانی، مهسا عربی صفحه 36
    لیتیم برمید که به دلیل دارا بودن خواصی چون گرمای ویژه کم، جذب زیاد رطوبت، به عنوان جاذب در چیلر (خنک کن)های جذبی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از لیتیم برمید در خنک کن های جذبی مشکلاتی چون بازدهی کم، تبلور را به همراه دارد. برای رفع تبلور و همچنین افزایش بازدهی، امروزه مواد دیگری در ترکیب با لیتیم برمید مورد مطالعه قرار گرفته اند. در این مقاله به انواع مختلف خنک کن های جذبی پرداخته شده و همچنین پارامترهای اصلی در عملکرد چرخه خنک کن جذبی بر اساس لیتیم بروماید مورد مطالعه قرار گرفته است. خواص و محدودیتهای لیتیم برمید به عنوان جاذب در عملکرد خنک کن های جذبی بررسی شده است و افزودنی های مناسب که قادرند این محدودیتها را برطرف کنند ارائه شده اند. در این مقاله تحقیقات و نتایج تجربی سایر محققین جمع آوری شده و افزودنی های پیشنهادی محققان در مقایسه با مخلوط لیتیم برمید (بدون افزودنی)، ارائه شده است.
    کلیدواژگان: لیتیم برمید، خنک کن جذبی، بازدهی، مخلوط جاذب
  • سلمان احمدی اسبچین صفحه 49
    کادمیم یکی از عناصر سمی زیست محیطی است که از طریق آب، هوا و غذا وارد بدن می شود و همراه با متالوتیونین ها در کلیه ها تجمع یافته، سبب بروز اختلال در فعالیت های طبیعی بدن می گردد. در این تحقیق جذب کادمیم به وسیله جلبک قهوه ای مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به بازدهی مناسب جذب فلزات سنگین به وسیله جاذب های زیستی این روش انتخاب گردید. بدلیل آنکه، جلبک قهوه ای در بین دیگر جلبکها کارایی بالاتری در جذب فلزات سنگین دارد از آنها استفاده شده است. دراین تحقیق مشخص گردید که نقش کلیدی را درجذب یون کادمیم گروه های فعال سطح آلژینات بویژه بنیان های کربوکسیل برعهده دارند. با استفاده از دستگاه طیف سنج مادون قرمز (FT-IR) این گروه های سطحی مشخص شدند. کینتیک جذب کادمیم به وسیله جلبک نشان داده است که زمان تعادل حدود 300 دقیقه است. از معادله لانگموییر برای تفسیر تکدمای جذب کادمیم استفاده شده است و بیشینه جذب برای کادمیم حدود 85/0 میلی مول بر گرم بوده است.
    کلیدواژگان: جذب زیستی، جلبک قهوه ای، تعویض یونی، کادمیم
  • محمدعلی ملاحسنی مجدآبادی، اکبر زمانیان، مرتضی بقالها، محمد کاظمینی صفحه 55
    در این مقاله تحقیقی، دو فرایند ریفرمینگ ترکیبی و خشک گاز طبیعی برای انجام مقایسه فنی و اقتصادی شبیه سازی شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. گازسنتز به دست آمده از فرایندهای مذکور دارای نسبت یکسانی از هیدروژن و مونواکسیدکربن است که برای تولید 2- اتیل هگزانول در پتروشیمی اراک به کار می رود. برای تولید گاز سنتز با ترکیب مذکور در دمای C900 (دمای راکتور) و فشار کل bar 15، نسبت اجزای خوراک ورودی به راکتور ریفرمینگ برای کل کربن ورودی و همچنین گاز دی اکسیدکربن و بخار آب [CH4 + equivalent carbon in other hydrocarbons: CO2: H2O] به ترتیب برای ریفرمینگ ترکیبی و خشک برابر است با]15/2: 5/2: 1[و]33/0: 1: 1[. نتایج به دست آمده از شبیه سازی های مذکور، درصد کاهش مصرف سوخت، انرژی، آب و دی اکسیدکربن در فرایند ریفرمینگ خشک نسبت به ریفرمینگ ترکیبی را مشخص ساخت. شرایط و هزینه های مربوط به جریان های انرژی و مواد در این کار مطابق واحد تولید گازسنتز مجتمع پتروشیمی اراک در نظر گرفته شده است. شرایط عملیاتی هر دو شبیه سازی ریفرمینگ گاز طبیعی نیز، برگرفته از همین واحد می باشد. مقایسه این دو شبیه سازی نشان داد که در صورت تبدیل واحد فعلی در پتروشیمی اراک به ریفرمینگ خشک، هزینه کل عملیاتی آن به میزانی کمتر از نصف رقم فعلی تقلیل خواهد یافت.
    کلیدواژگان: ریفرمینگ ترکیبی، ریفرمینگ خشک، گاز سنتز
  • علی کرم کیانی زاده، رضا آذین، فرخ شعاعی فرد صفحه 65
    روش های فرازآوری مصنوعی به طور گسترده در میدان های نفتی که توانایی تولید طبیعی نفت را ندارند به کار گرفته می شوند. میدان نفتی مورد نظر هم اکنون در حال تولید طبیعی است، اما به علت افت فشار و همچنین افزایش آبدهی چاه ها تولید به شدت کاهش یافته است و استفاده از روش های فرازآوری مصنوعی را در آینده ضروری می سازد. برای گزینش روش بهینه فرازآوری مصنوعی، نخست شش روش فرازآوری با یکدیگر مقایسه می شود. همچنین روش های فرازآوری مصنوعی مورد استفاده در میدان های نفتی ایران مورد مطالعه قرار گرفته و مشکلات آنها بررسی می شود. سپس عملیات فرازآوری با گاز برای یکی از چاه ها شبیه سازی می شود. در پایان با توجه به مقایسات و شبیه سازی انجام شده روش فرازآوری با گاز به عنوان روش بهینه فرازآوری مصنوعی انتخاب می گردد.
    کلیدواژگان: مخزن نفتی، فرازآوری مصنوعی، آبدهی، فرازآوری با گاز
  • نازنین کافی، علی حقیقی اصل، رامین کریم زاده صفحه 75
    در طی شکست حرارتی هیدروکربن ها، معمولا کربن (کک) بر روی دیواره های راکتور یا در فاز گازی تشکیل می شود. تشکیل کک معمولا یک فرایند غیرمطلوب و ناخواسته می باشد، از این رو معمولا از ترکیبات گوگرددار به عنوان یک اضافه کننده به منظور جلوگیری از تشکیل کک و تولید مونوکسیدکربن استفاده می شود. مهم ترین مکانیسم در تشکیل کک اولیه در شکست حرارتی هیدروکربن ها، مکانیسم کاتالیزگری کک می باشد. در این مقاله مکانیسم کاتالیزگری تشکیل کک در حضور H2S در شکست حرارتی اتان مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات سرعت تشکیل کک از طریق مکانیسم های پیشنهادی به دست آمده است. ضرایب سرعت موجود در مدل ها با استفاده از روش بهینه سازی ناخطی (مارکوارت- لونبرگ) تعیین شده اند. از مجموع مربعات انحرافات1 بین داده های آزمایشگاهی و مدل به عنوان تابع هدف استفاده شده و به حداقل مقدار خود رسیده است. در آخر، نتایج خروجی آزمایشگاهی و مدل مقایسه شدند و یکی از مدل ها با دقت بهتری با نتایج آزمایشگاهی منطبق شده است.
    کلیدواژگان: شکست حرارتی، مکانیسم کک کاتالیزگر، ضرایب سرعت، مجموع مربعات انحرافات
  • حسین حسین زاده، جلال شایگان * صفحه 85

    سالونت سابلیشن یکی از فرایندهای غیرکف زای جداسازی به روش جذب سطحی روی حباب می باشد، که در آن ترکیبات آب گریز و فعال در سطح موجود در محلول های رقیق آبی، روی سطح حباب های در حال صعود جذب و سپس در یک لایه آلی غیر قابل امتزاج با آب که بر روی سطح فاز آبی شناور است، حل می شوند. هدف این مقاله مرور مکانیسم های انتقال جرم، مدل های ریاضی ارائه شده و برخی از عوامل موثر بر عملکرد این فرایند می باشد. در انتها نیز به طور خلاصه به تعدادی از مطالعات صورت گرفته برای حذف ترکیبات آلی و همچنین پیش تغلیظ مقادیر ناچیز یون های فلزی موجود در محلول های آبی اشاره شده است

    کلیدواژگان: سالونت سابلیشن، جداسازی به روش جذب سطحی روی حباب، محلول های رقیق آبی، مدل ریاضی
  • صفحه 102
|
  • M. Alimohammady, M. MaghrebiƑx Page 4
    To have an effective contribution in any scientific field, one should be familiar with the recent research directions. In this study, a data mining was conducted on the catalyst articles published on 2008 indexed in website ISI. The all significant keywords were categorized in 11 groups by Refviz software ranging from ingredients and preparation approaches of catalysts to processes and industrial and scientific focus to them. The studies indicated a relative dominance of less-expensive approaches of synthesis and analysis, complexity of catalyst knowledge and restricting catalysts to energy and environmental market
    Keywords: Data mining, Catalyst, ISI Database, Thematic Categorizing, Refviz
  • Z. Belbasi, A. Babaluo, M. Yadollahi Page 20

    Regarding to the importance of membrane technology in comparison with other separation processes, in this paper the used membranes characteristics and performance such as their permeability and selectivity in the separation of linear and nonlinear hydrocarbons were investigated. The most of used membranes for this purpose were inorganic MFI zeolite membranes, because the polymeric membranes showed slight performance in the separation of linear and nonlinear hydrocarbons. Due to the high performance of MFI-type membranes, the mechanism of linear and nonlinear hydrocarbons separation via this type of membranes was studied. Also, the effects of various metals presence in the MFI zeolite crystalline framework were considered to modify and improve this type of membranes separation performance. Regarding to the obtained results in the literature; among the substituted membranes, B-ZSM-5 membrane had the highest selectivity in the separation of linear and nonlinear hydrocarbons.

    Keywords: Separation, Linear, Nonlinear Hydrocarbon, MFI Zeolite Membrane, Metals Substitution
  • S. S. Madaeni, S. Zinadini Page 26
    Since the last decade, researcher activities in the field of nano-materials have been considerably increased.Carbon nanotubes has exploited as efficient adsorbent for removal of heavy metals, macromoleculars and microorganism due to high length to diameter ratio, large accessible external surface area, and favorite reactivity. These materials are used in membrane processes in order to achieve high flux and selectivity. Adding CNT to photocatalysts increases the removal efficiency of pollutants. By functionalization of carbon nanotubes, their aggregations have suppressed in solutions. This leads efficiency improvement and uniform dispersion.
    Keywords: Carbon Nanotubes, Separation, Treatment, Membrane, Adsorption, Functionalization
  • S. Bayat, E. Ghobadi, M. R. Dehghani, M. Arabi Page 36
    Lithium bromide aqueous solution is used as working fluid in absorption chillers because of low heat capacity as well as high water absorption capacity. However there are some difficulties such as salt crystallization and low efficiency. Usually mixtures of chemical additives and salt mixtures have been used to prevent the crystallization problems and increase the efficiency. In this paper, different types of absorption chillers have been reviewed; meanwhile the main effective parameters in the performance of lithium bromide absorption cycle have been studied. Considering different properties of Lithium Bromide and its limitations for application in absorption chillers, required additives that can be used in absorbent mixture has been investigated. In this work, previous experimental and researches on these mixtures have been studied and a collection of all the suggested additives by researchers has been presented comparing Lithium Bromide (without additives).
    Keywords: Lithium Bromide, Absorption Chiller, Efficiency, Absorbent Mixture
  • S. Ahmady, Asbchin Page 49
    One of the toxic element cadmium is environmentally and through water, air and food into the body and be associated with Metallothionein accumulated in the kidneys, causing disturbance in the body are normal activities. In this work, the brown alga (Fucus serratus) used as a low cost sorbent has been studied for the biosorption of Cadmium (II) ions in batch reactors. Cadmium ions adsorption by the biosorbents on tap wasselected for high efficiency. In this research it became clear that a key role in the uptake of cadmium ions alginate surface active groups, especially carboxyl foundations are responsible. Firstly, the characterization of the surface functional groups was performed with the method, a qualitatively analysis with the study of FT-IR spectrum. The equilibrium time was about 3. 0 min and the adsorption equilibrium data were well described by the Langmuir's equation. The maximum capacity has been extrapolated to 0/85 mmol. g-1. Finally; theefficiency of this biosorbent in natural tap water for the removal of cadmium was also investigated.
    Keywords: Biosorption, Brown Algae, Ion Exchange Capacity, Cadmium
  • M. A. Mollahasani Madjdabadi, A. Zamaniyan, M. Baghalha, M. Kazemeini Page 55
    In this study, two units of production of synthesis gas has been stimulated into 2 forms of natural gas complex reforming and dry reforming. they have been examined from technical and economical views. The product from this process is synthesis gas by the unit ratio of Hydrogen and Carbon Monoxide (H2/CO =1) which isused in Arak petrochemical complex for producing 2EH. For producing this synthesis gas in 900C (reactor temperature) and 15 bar of total pressure, the ratio of feeding parts into reforming reactor for total input carbon (methane and other hydrocarbon) and Carbon dioxide gas and water vapor in representation [CH4 + equivalent carbon in other hydrocarbons: CO2: H2O] for complex reforming equals [1: 2.5: 2.15], and for dry reformingequals [1: 1: 0.33]. The Result of mentioned simulation clarifies the percentage of saving fuel gas, Electrical Energy, water and Carbon dioxide in dry reforming to complex reforming. In this study, operational conditions and costs of energy and materials are the same real costs in production unit of synthesis gas in Arak petrochemical complex. By comparing the results out of the two simulated units it is shown that the total operational costs of the current unit will decrease more than twice in case of changing to dry reforming
    Keywords: Complex Reforming, Dry Reforming, Synthesis Gas
  • A. Kianizadeh, R. Azin, F. Shoaeifard Page 65
    The artificial lift methods are widely used for which oil fields can not produce oil naturally. The oil field under study is naturally producing at the moment, but due to pressure loss and increasing water cut, oil production has been decreased. So it is necessary to use an artificial lift technique for this oil field in future. To select the optimum artificial lift system, 6 artificial lift methods are compared together and currently artificial lift techniques in Iranian oil field are studied and reviewed. Then the gas lift is simulated forone of wells. At last, upon the comparison and simulation for this field, the gas lift is offered as the optimumartificial lift method.
    Keywords: Oil Reservoir, Artificial Lift, Water Cut, Gas Lift
  • N. Kafi, A. Haghighiasl, R. Karimzadeh Page 75
    Generally, during the thermal cracking of hydrocarbons, carbon (coke) are formed either on the wall of the reactor or in the gas phase. Coke formation is an unwelcome and undesirable product. Hence, the sulfur compounds usually are used as an additive in order to prevent coke formation and CO production. The most important mechanism in the coke formation in the thermal cracking of hydrocarbons, is the catalytic mechanism. In this work, catalytic coking mechanism in the presence of H2S in the thermal cracking of ethane hasbeen investigated. The coke rate equations has been proposed by suggested mechanisms. The rate coefficients for these models were determined using non-linear Marquardt-Levenberg optimization. The sum of squares of the deviations between the calculated and experimental data was used as the objective functionandminimized. Finally, the experimental and calculated data were compared and one of the mechanisms agrees with the experimental data in a better accuracy.
    Keywords: Thermal Cracking, Catalytic Coke Mechanism, Rate Coefficient, The Sum of Squares of the
  • H. Hosseinzadeh, J. Shayegan Page 85

    Solvent sublation is one of the non-foaming adsorptive bubble separation techniques for the removal of hydrophobic compounds from dilute aqueous solutions, in which surface-active compounds are adsorbed on the surface of rising bubbles and then are extracted into an immiscible organic layer placed on the top of the aqueous phase. This paper aims to review mass transport mechanisms, proposed mathematical models and theeffects of some important parameters on the performance of this process. At the end, a number of conducted studies have been mentioned briefly in the removal of organic compounds and also preconcentration of trace metal ions in aqueous solutions.

    Keywords: Solvent Sublation, Adsorptive Bubble Separation Technique, Dilute Aqueous Solutions, Mathematical Model