فهرست مطالب
نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال سی و سوم شماره 1 (پیاپی 71، بهار 1393)
- تاریخ انتشار: 1393/07/13
- تعداد عناوین: 10
-
-
صفحه 1در این کار پژوهشی، بلورهای کادمیم اکسید خالص و ناخالص شده با عناصر لانتانیدی گادولینیوم ولوتتیوم به روش سل ژل در دمای °C 900 تهیه شد. ساختار، اندازه و ریخت شناسی ذره های تهیه شده با روش های الگوبنیاب SEM، XRD، FT-IR مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اندازه های شبکه بلوری کادمیم اکسیدبا استفاده از نرم افزارCelref Version 3 تعیین شد. ویژگی های نوری نمونه های تهیه شده ناخالص شده با عناصر لانتانیدی، با بهره گیری از الگو بنیاب جذبی UV-Vis بررسی شد. همچنین کاتیون های لانتانیدی (Gd3+،Lu +) در ذره های تهیه شده کادمیم اکسید، آلایش شد و ویژگی های جدید آنها مورد مطالعه قرار گرفت.
کلیدواژگان: ساختارمکعبی، روش سل، ژل، گادولینیوم اکسید، لوتتیم اکسید، گاف انرژی -
صفحه 9تولید پساب های بودار در صنایع غذایی و تمایل به استفاده از روش های غیر مخرب برای حذف آنهامنجر به پژوهش های بسیار در زمینه ی جداسازی غشایی شده است. در این پژوهش به مدل سازی و شبیه سازی جداسازی غشایی یک محلول با سه جزء خوش بو توسط تماس دهنده غشایی الیاف توخالی پرداخته شده است.
شبیه سازی فرایند با استفاده از نرم افزارهای COMSOL و MATLAB به طور همزمان انجام شد و اثر پارامترهای فرایندی مانند شدت جریان خوراک، حلال و همچنین غلظت ورودی بر نرخ انتقال جرم از میان غشا بررسی شد. تماس دهنده غشایی، سطح تماس مورد نیاز دو سیال را تامین می کند و ترکیب های خوش بو با مکانیسم نفوذ و جابه جایی از یک فاز به فاز دیگر منتقل می شوند. تغییر شدت جریان خوراک تاثیر زیادی روی نرخ انتقال جرم مواد خوش بو از جریان در برگیرنده آن دارد. همچنین افزایش غلظت خوراک نیز اثری همانند افزایش شدت جریان خوراک برروی نرخ انتقال دارد. در این فرایند به دلیل پایین بودن نرخ انتقال جرم، تغییر شدت جریان حلال تاثیر زیادی روی نرخ انتقال جرم ندارد و قابل چشم پوشی است. شبیه سازی انجام شده با داده های تجربی مقایسه شد، که مطابقت خوبی با آن داشت (با افزایش سرعت جریان ها خطا نیز افزایش می یابد و میانگین خطای محاسبه شده در همه سرعت ها 17 % می باشد).
کلیدواژگان: بازیابی، مواد خوش بو، شبیه سازی، تماس دهنده غشایی، غشای الیاف توخالی، استخراج غشایی -
صفحه 21جداسازی گازها با تماس دهنده غشایی، دارای متغیرهای گوناگونی است که می بایست اثر آن ها در کارایی و عملکرد تماس دهنده در جداسازی مورد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش سعی شده است یک واحد آزمایشگاهی برای جداسازی گازها با استفاده از تماس دهنده غشایی و با نگرش امکان مطالعه متغیرهای اثرگذار بر جداسازی طراحی و ساخته شود. برای بررسی عملکرد تماس دهنده نیز غشا از جنس پلی اترسولفون به صورت تخت ساخته شد و کارایی آن در جداسازی هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید از متان آزمایش شد. جاذب استفاده شده در این پژوهش محلول آبی متیل دی اتانول آمین (MDEA) بود. ساختار غشای ساخته شده با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت و نشان داد که غشای ساخته شده دارای ساختار متخلخل می باشد. نتیجه های آزمایش های انجام شده نشان داد که در شدت جریان ثابت گاز، افزایش شدت جریان مایع موجب افزایش جداسازی می شود و در صورت ثابت بودن شدت جریان مایع نیز، افزایش شدت جریان گاز منجر به افزایش جداسازی می شود. اثر تغییر دما بر عملکرد تماس دهنده ی غشایی با کمک مخلوط سه جزیی انجام شد و نتیجه ها نشان داد که افزایش دما میزان جداسازی هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید از متان را افزایش می دهد.
کلیدواژگان: جداسازی، هیدروژن سولفید، کربن دی اکسید، تماس دهنده غشایی، پلی اتر سولفون -
صفحه 31سوخت مایع نوین دی متیل آمینو اتیل آزید (DMAZ)، بنا به ویژگی های شیمی فیزیکی و عملیاتی، جایگزینی مناسب برای سوخت های هیدرازینی در صنایع فضایی می باشد. نکته اساسی پس از تولید این سوخت، انبارداری آن می باشد. نشت احتمالی این سوخت از مخزن، ایجاب می کند که شعاع انبارداری آن برای ایمنی کاربران در منطقه نگهداری مخزن تعیین شود. برای تعیین شعاع انبارداری این سوخت، نیاز به اطلاعات ضریب نفوذ آن در هوا می باشد. در این پژوهش، ابتدا با داشتن معادله پایه انتقال جرم، رابطه شعاع انبارداری در حالت کلی استخراج شد. سپس ضریب نفوذ این سوخت در هوا به صورت تجربی با روش لوله استفان در فشار اتمسفری اندازه گیری شد. با معین شدن ضریب نفوذ، می توان شعاع انبارداری این سوخت را در دماهای گوناگون مشخص نمود. نتیجه ها نشان داد که در فشار اتمسفری و در دماهای ° C 15/95، °C 25/05، °C 39/45 و °C 60/05 شعاع انبارداری به ترتیب برابر m 2/9، m 3/2، m 3/7 و m 24/2 است.
کلیدواژگان: DMAZ، انبارداری، شعاع انبارداری، ضریب نفوذ، روش استفان، ماکسول -
صفحه 37در این پژوهش، برای افزایش بازده الفین های سبک، بارگذاری عناصر سریم و زیرکونیم بر روی HZSM-5 به روش تلقیح مورد بررسی قرار گرفت. کاتالیست ها به کمک 2 و 8 درصد وزنی از عناصر سریم و زیرکونیم ساخته شدند. به منظور تعیین دقیق مشخصات، کاتالیست ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف پراش اشعه ایکس (XRD)، جذب و دفع هم دمای نیتروژن (BET) و دفع به روش برنامه ریزی دمایی (NH3-TPD)آنالیز شدند. آزمون راکتوری کاتالیست ها برای شکست نفتا، در یک راکتور بستر ثابت در دمای ̊C650 و ̊C 700، نسبت بخار به هیدروکربن g/g 0/5 و WHSV برابر60h-1 انجام شد. کاتالیست با بارگذاری 2% وزنی زیرکونیم به دلیل داشتن اسیدیته متوسط، بهترین بازده را در تولید الفین های سبک از خود نشان داد.
کلیدواژگان: شکست کاتالیستی گرمایی، الفین های سبک، HZSM، 5، سریم، زیرکونیم -
صفحه 49در این مقاله یک شبکه عصبی مصنوعی برای محاسبه حلالیت اکسیژن در حلال های آلی مورد بررسی قرار گرفته است. حلال های بررسی شده شامل متانول، پروپانول، اکتان، تولوئن، دی اتیل اتر و 2-متیل تترا هیدروفورن هستند. داده ها برای بازه وسیعی از دما (K3/29 48 – 298/2) و فشار (MPa 9/2338 - 0/0535) بررسی شده اند. ورودی های شبکه عصبی شامل جرم مولکولی، ضریب اسنتریک، دمای کاهیده و فشار کاهیده حلال مورد نظر هستند و خروجی شبکه عصبی حلالیت اکسیژن است. بهینه طراحی ممکن برای شبکه عصبی، شبکه پیش خور با الگوریتم پس انتشار خطا، تابع آموزش انتشار رو به عقب لونبرگ مارکوارت، تابع فعال سازی سیگمودی برای لایه مخفی با 13 نرون در این لایه و تابع فعال سازی خطی برای لایه خروجی است. نتیجه ها نشان می دهند که توسط شبکه عصبی بهینه می توان مقدارهای حلالیت را با ضریب همبستگی (R2) برابر 0/999997، درصد میانگین انحراف نسبی (ARD%) برابر 0/8103 و درصد میانگین انحراف مطلق (AAD%) برابر 0/0042 پیش بینی کرد. تحلیل حساسیت نشان می دهد که دمای کاهیده بیشترین تاثیر را بر روی خروجی شبکه عصبی یعنی حلالیت داراست.
کلیدواژگان: حلالیت اکسیژن، حلال های آلی، شبکه عصبی، لونبرگ مارکوارت، تابع فعال سازی -
صفحه 57اکسایش فتوکاتالیستی در راکتورهای گوناگون به عنوان یک روش پذیرفته شده از نظر اقتصادی و زیست محیطی، برای حذف ترکیب های آلی فرار به کار می رود، و در میان راکتورهای گوناگون، راکتور بستر سیال به عنوان یک راکتور کارآمد برای این منظور استفاده می شود. مدل-سازی و شبیه سازی راکتورهای بستر سیال فتوکاتالیستی به منظور افزایش اندازه های راکتور از مقیاس آزمایشگاهی به مقیاس صنعتی و بهینه سازی و کنترل کارکرد آن ضروری است. برای این منظور در این پژوهش، متیل اتیل کتون (MEK)، تری کلرواتیلن (TCE) و تولوئن به عنوان سه مدل آلاینده انتخاب شد و تبدیل فتوکاتالیستی آنها در راکتور بستر سیال شبیه سازی شد. به منظور شبیه سازی عملکرد راکتور بستر سیال فتوکاتالیستی، زیرمدل های هیدرودینامیکی و سینتیکی با همدیگر به طور همزمان حل شدند. مدل سینتیکی لانگموییر هینشلوود برای تبدیل فتوکاتالیستی آلاینده ها به کار گرفته شد و ثابت های سینتیکی آنها با استفاده از نتیجه های آزمایشگاهی تعیین شد. همچنین مدل دینامیک دو فازی به-عنوان زیر مدل هیدرودینامیکی انتخاب شد و اعتبار این مدل از روش مقایسه نتیجه های شبیه سازی با نتیجه های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. دیده شد که توافق خوبی بین نتیجه-های تجربی و نتیجه های به دست آمده از این مدل وجود دارد. نتیجه های این مدل سازی و شبیه سازی می تواند در پیش بینی عملکرد راکتورهای بستر سیال فتوکاتالیستی به کار رود.
کلیدواژگان: اکسایش فتوکاتالیستی، راکتور بستر سیال، شبیه سازی راکتور، مدل دینامیک دو فازی -
صفحه 67دی متیل آمینو اتیل آزید (DMAZ)، ماده ی مناسبی برای جایگزینی سوخت های هیدرازینی در صنایع فضایی تلقی می شود. پساب ناشی از فرایند تولید این سوخت دارای مقدارهای ناچیزی از این ماده است که جداسازی آن به صرفه نیست، ولی به دلایل زیست محیطی و کاهش مصرف آب لازم است تا با جداسازی آب و DMAZ از پساب، این دو به فرایند تولید برگردانده شوند. در این پژوهش، با توجه به حساسیت دمایی DMAZ، روش جداسازی تبخیر در خلا انتخاب شد که برای این منظور و برای طراحی واحد تبخیر در خلا، پارامترهای موثر بررسی شدند. نتیجه ها نشان داد که بازده جداسازی به پارامترهایی هم چون دمای گرمکن مخزن خوراک (حمام آب)، فشار عملیاتی، سرعت چرخش ظرف خوراک، سطح مقطع ظرف خوراک و شدت خلا وابسته است. در شرایط بهینه عملیاتی، سرعت فرایند تبخیر در خلا نیز بررسی شد که بالاترین بازده جداسازی در حدود 97% در مدت زمان 50 دقیقه به دست آمد.
کلیدواژگان: دی متیل آمینو اتیل آزید، پساب، تبخیر در خلا، بهینه سازی، سرعت تبخیر -
صفحه 77یکی از موثرترین روش های ازدیاد برداشت از مخزن-های نفتی و نگهداری فشار مخزن، تزریق آب می باشد و کیفیت آب تزریقی مهمترین عامل در موفقیت آمیز بودن عملیات سیلاب زنی می باشد. از مسایل و مشکل های مهم به هنگام تزریق آب، خوردگی و بسته شدن مخزن می باشد که سبب کاهش تزریق پذیری مخزن و افزایش هزینه های عملیاتی می شود. بنابراین هدف اصلی کارخانه های تصفیه آب کنترل عامل های اساسی آب مانند ذره های جامد معلق، اکسیژن محلول، باکتری ها و مواد محلول رسوب زا می باشد. در این مقاله مراحل تصفیه آب در یک کارخانه تزریق آب دریا از دیدگاه خوردگی و مدیریت مواد شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور بازنگری و ارزیابی مرحله به مرحله سامانه تزریق آب که شامل 40 کیلومتر خط لوله، تصفیه 3 مرحله ای، برج هوازدا و مواد شیمیایی می باشد انجام شده است. این کارخانه که 28 سال از فعالیت آن می گذرد آب تزریقی مورد نیاز دو میدان را تامین می کند. در طول این سال ها به دلیل خوردگی و کنترل نشدن ذره های جامد معلق، به سامانه و مخزن آسیب و خسارت وارد شده است. همچنین یکی از نقاط ضعف مهم این سامانه،نبود سامانه پایش خوردگی می باشد که هرگز مورد مطالعه دقیق قرار نگرفته است. بر اساس اطلاعات میدانی و آزمون های آزمایشگاهی، مشکل های مهم موجود در سامانه تزریق آب ناشی از تصفیه نامناسب، حضور رسوب ها و نیز باکتری احیاکننده سولفات می باشد. با توجه به نفوذپذیری لایه تولیدی مخزن، کمترین اندازه صافی می بایست μm 2 باشد؛ در حالی که در کارخانه μm 10 می باشد. استفاده از اکسیژن زدای نامرغوب (آمونیوم بی سولفیت) در غلظت بیش از حد نیاز در برج هوازدا، سبب افزایش غلظت یون سولفات و در نتیجه تشکیل رسوب کلسیم سولفات می شود. چگونگی به کارگیری بازدارنده-های رسوب و خوردگی و نیز مواد باکتری کش برای به دست آوردن بیشترین بازده و کارایی به طور جزیی بررسی شده است. در این مقاله با استفاده از روش استاندارد NACE TM0299-99، سامانه پایش خوردگی بر مبنای نقاط حساس چرخه تزریق آب طراحی و معرفی شده است که با توجه به شباهت کلی تمامی سامانه های تزریق آب، سامانه پایش طراحی شده در سایر میدان ها نیز قابل استفاده می باشد. همچنین مشخص شد که با کمی تغییر در محل تزریق مواد شیمیایی، کارایی سامانه 30% افزایش می یابد. نتیجه این پژوهش، تصفیه موثرتر آب، آسیب کمتر سازند، کاهش هزینه ها و صرفه جویی اقتصادی همراه با افزایش عمر مفید تاسیسات می باشد.
کلیدواژگان: پایش خوردگی، سیلاب زنی، ازدیاد برداشت، بازدارنده، رسوب، تصفیه آب، مواد شیمیایی، صاف کردن -
صفحه 89با توجه به کاربرد سانتریفیوژها برای حذف آلاینده های گازی، دانش و شناخت دقیقی از رفتار جریان درون یک سانتریفیوژ، اهمیت و ضرورت زیادی برای طراحی و بهینه سازی عملکرد آن دارد. در این پژوهش، هیدرودینامیک و انتقال گرمای سانتریفیوژ گازی در حالت ناپایا، سه بعدی و با فرض تراکم پذیری سیال با استفاده از روش CFD شبیه سازی شده است. با توجه به چرخش دیواره خارجی سانتریفیوژ با سرعت بالا، دیدگاه چند قاب مرجع چرخان (MRF) با به کارگیری مدل درهمی RNG k- و RSM در مدل محاسباتی استفاده شده است. نتیجه های به دست آمده از مدل محاسباتی شامل توزیع فشار، سرعت، دما و الگوی جریانی حرکت سیال در سانتریفیوژ گازی می باشد. مقایسه نتیجه های به دست آمده از شبیه سازی CFD با استفاده از دو مدل اغتشاش RNG k- و RSM نشان می دهد که اختلاف ناچیزی بین سرعت و فشار شعاعی سیال وجودداردبنابراین با توجه به هزینه محاسباتی بالای مدل درهمی RSM، مدل درهمی RNG k- برای بررسی ویژگی های جریان درهم در سانتریفیوژ گازی مناسب می باشد. نتیجه های به دست آمده از مدل محاسباتی نشانمی دهد که چرخش سیال در سانتریفیوژ، جریان خوراک ورودی و همچنین وجود مجراهای خروج جریان از بالا و پایین، ساختار جریان و حرکت محوری سیال در سانتریفیوژ گازی را به شدت تحت تاثیر قرار می دهند.
کلیدواژگان: سانتریفیوژ گازی، شبیه سازی CFD، هیدرودینامیک، دیدگاه قاب مرجع چرخان
-
Page 1In this study pure CdO and Gd 3+, Lu3+ doped CdO oxides were synthesized successfully via a sol-gel method at 900°C. The SEM images indicate that with doping and changing the amounts of Gd 3+ or Lu3+ the morphologies of the obtained materials changed and indicated that the CdO composed of nanoparticles structures with grain size of about 150-300 nm. The structural properties of the CdO were investigated by powder X-Ray Diffraction (XRD) technique. The XRD patterns show that with doping the Gd 3+ or Lu3+ ions in CdO, the obtained phase is isostructural with the pure CdO materials. Also, cadmium oxide particles cell parameters determined using celeref software version 3. Optical properties of synthesized doped samples were investigated using ultra violet absorption spectra.Keywords: Cubic structure, Sol, gel process, Gadolinium oxide, Lutetium oxide, Gab band
-
Page 9Generated odorous contained effluents in food industries and interests in their recovery using non-destructive treatment method resulted in carrying out many research activities. The aim of this study is to develop an appropriate model to simulate the process of odorous substances recovery from different sources by membrane contactors using COMSOL and MATLAB softwares. The model was employed to evaluate effect of the important process variables such as the feed and solvent flow rates and concentrations on the rate of mass transfer and design a perfect process and also the effect of process parameters. Membrane contactor provides the required surface area for the two fluids contacts where aroma compounds are transferred from one phase to another phase through membrane pores by diffusion and convection mechanisms. The feed flow rate has a significant impact on the rate of aroma compounds mass transfer. The feed concentration increment has the same effect as increasing feed flow rate. Due to the low mass transfer rate from the feed side of the membrane contactor (e.g. transferred mass is governed by the feed side), effect of the solvent flow rate in this process was not detected. The simulated results has a good agreement with experimentally measured data (increment in the feed and solvent flow rates increases the simulated results error. The average error of the simulated results was calculated as 17 %).Keywords: Recovery, Aroma compounds, Simulation, Membrane contactor, Hollow fiber, Membrane extraction
-
Page 21In this work, an experimental setup was designed and prepared in order to study the effects of various parameters on membrane contactor efficiency in separation of H2S and CO2 from natural gas. Polyethersulfone (PES) membrane was prepared and applied in this study for separation of H2S and CO2 form CH4. The methyldiethanolamine (MDEA) aqueous solution was used as the liquid phase absorber. The prepared membrane structure was investigated by using Scanning Electron Microscopy (SEM), and it showed that the membrane has porous structure. The results obtained from membrane contactor setup indicated that in constant liquid flow rate the separation efficiency increased by increasing of gas flow rate, and in constant gas flow rate the liquid flow rate enhanced the separation factor. Also, results revealed that the operation temperature enhancement led to better separation of H2S and CO2 form CH4-H2S-CO2 mixture.Keywords: Separation, Hydrogen sulfide, carbon dioxide, Membrane contactor, Polyethersulfone
-
Page 31Due to physico-chemical and performance properties of dimethyl amino ethyl azide (DMAZ), it is a good replacement liquid fuel for hydrazine group in space industries. After production of the fuel, it’s storage is a main parameter. It is necessary to determine the storage radius of the fuel for operators’ safety in storing zoon because of probable leakage. Calculating the storage radius of the fuel needs to diffusivity data of DMAZ in air. In this article, first of all, storage radius will be derived in general case according to the basic equation of mass transfer equation. Then, diffusivity of the fuel in air will be measured on the basis of Stefan tube method at atmospheric pressure. Storage radius of the fuel will be determined at different temperatures. At atmospheric pressure, results showed that the storage radius is 2.9 m, 3.2m, 3.7m and 4.2m with respect to temperatures of 15.95oC, 25.05oC, 39.45oC and 60.05oC.Keywords: DMAZ, Storage, Storage radius, Diffusivity, Stefan, Maxwell method
-
Page 37The effect of Ce and Zr loading over HZSM-5 to increase light olefin yields has been investigated in this research. Catalysts with 2 and 8% wt loading were synthesized by impregnation method. The physicochemical features of catalysts were characterized by mean of Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller (BET) and Temperature-Programmed Desorption (NH3-TPD). Performance of samples for naphtha thermal catalytic cracking at 650°C and 700°C, steam ratio 0.5 g/g and WHSV 60h-1 was reported. The maximum yield of light olefins achieved at 650˚C over 2%Zr/HZSM-5 due to moderate acidity.Keywords: Thermal catalytic cracking, Light olefins, HZSM, 5, Cerium, Zirconium
-
Page 49In this paper, solubility of oxygen in organic solvents has been estimated using Artificial Neural Networks (ANN). Solubility data were studied for wide ranges of temperature (298.2-348.29 K) and pressure (0.0535 to 9.2338 MPa). Solvents are included of methanol, n-propanol, octane, toluene, dibutyl ether and 2-methyltetrahydrofuran. Network model consists of four inputs in input layer for acentric factor, molecular weight, TR and PR of the system and one neuron in output layer corresponding to solubility of oxygen. The best structure for feed-forward back propagation neural network is logarithmic sigmoid transfer function for hidden layer, 13 neurons in this layer and linear transfer function for output layer. Results show that optimum neural network architecture is able to predict the solubility of oxygen in organic solvents with an acceptable level of accuracy, R2 of 0.999997, ARD % of 0.8103 and AAD% of 0.0042. Sensitivity analysis shows that TR has the greatest effect on the solubility of oxygen.Keywords: Oxygen solubility, Organic solvents, Neural network, Levenberg, marquardt, Transfer function
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.