پژوهش نفت
سال:1387 | دوره:18 | شماره:58 |تعداد مقالات:9

خاکهای آلوده به آلاینده های آلی یکی از معضلات محیط زیست اند. زیست سالم سازی یک روش ساده و اقتصادی برای تصفیه خاک های آلوده به این آلاینده هاست. هدف از این تحقیق بررسی زیست تخریب پذیری هگزادکان با یک باکتری جداسازی شده، برای کاهش مقدار کربن خاک رسی آلوده، است. برای این منظور از یک سیستم مدل، شامل خاک رسی کائولن با اندازه مش 100 و نرمال - هگزادکان، به ترتیب به عنوان خاک مدل و منبع آلوده کننده معادل با سوخت دیزل، استفاده شده است. خاک آلوده به هگزادکان، به عنوان تنها منبع کربنی باکتری، 20 روز در فاز دوغابی در کشت های لرزان (دور 200rpm دمای 30oC) گرمخانه گذاری گردیده است. تجزیه هگزادکان در شرایط مختلف غلظت هگزادکان (10000 و 30000rpm)، نسبت خاک به آب (0.2 و 0.33)، مقدار مایه تلقیح (5 و 10 درصد) و pH  اولیه محیط (5.5 و 7) بررسی شد. هگزادکان در فاز خاک، بر مبنای اندازه گیری مقدار کل کربن آلی (TOC)، تجزیه شد. در شرایط مختلف، 10 تا 70 درصد کاهش در TOC مشاهده شد که نتایج توانایی بالای این باکتری را در تجزیه زیستی هگزادکان جذب شده در خاک نشان می دهند. حضور بیوسورفکتانت ها در محیطهای حاوی مواد آلی می تواند موجب افزایش حلالیت این مواد شود، کشش سطحی به عنوان معیاری از وجود بیوسورفکتانت نیز در این تحقیق اندازه گیری شد و مقادیر 29 تا 60 mN.m-1 در شرایط مختلف به دست آمدند.

پودرهای نانو کریستالی اکسید زیرکونیوم، با ساختار مزو حفره، با مساحت سطحی ویژه بالا و فاز پایدار کریستالی تتراگونال، پتانسیل بالایی به عنوان پایه کاتالیست های ریفرمینگ گاز طبیعی با دی اکسیدکربن دارند. نتایج استفاده از این نانو پودرها به عنوان پایه کاتالیست نشان دادند که اکسید زیرکونیوم نانوکریستالی تهیه شده با روش رسوب گیری همراه با افزودن ماده فعال سطحی پتانسیل خوبی به عنوان پایه کاتالیست دارد. اکسید زیرکونیوم نانوکریستالی تهیه شده با این روش مساحت سطح ویژه بالا، فاز پایدار تتراگونال و ساختار مزو حفره دارد. بررسی های کاتالیستی نشان دادند که کاتالیست حاوی 5 درصد نیکل عملکرد خوبی در این واکنش دارد و کاهشی 4 درصدی را در مقدار تبدیل متان بعد از گذشت 50 ساعت از زمان واکنش نشان می دهد. افزودن ارتقا دهنده هایK2O ، CeO2،La2O3  و MgO به کاتالیست حاوی 5 درصد وزنی نیکل سبب افزایش پایداری و فعالیت کاتالیست و پراکندگی نیکل و کاهش تشکیل کربن روی کاتالیست ها شد. بررسی پایداری کاتالیست 5%Ni-3%CeO2/ZrO2 بعد از گذشت 1550 ساعت از زمان واکنش و در شرایط واکنشی که ریسک تشکیل کک بالاست، نشان داد که این کاتالیست پایداری و عملکرد بسیار خوبی در این واکنش دارد و پایدارترین کاتالیست سنتز شده در فرآیند ریفرمینگ خشک متان است.

قابلیت های منحصر به فرد مایعات یونی مانند فشار بخار ناچیز، پایداری حرارتی خوب و قابلیت انحلال گونه های قطبی، این ترکیبات را جایگزین مناسبی برای حلال های آلی فاقد چنین ویژگی هایی می کند. به گواهی تحقیقات، امروزه برای ملایم تر کردن شرایط سنتز این ترکیبات بسیار تلاش میشود. متاسفانه معمولا برای ساخت نمک های چهارتایی پایه های ایمیدازول، پیریدین و پیرولیدین به دمای بالا و زمان طولانی نیاز است که از لحاظ اقتصادی معمولا مقرون به صرفه نیست. در این تحقیق، ضمن بررسی عامل های موثر بر سنتز هر یک از این نمک ها و بهینه سازی این عوامل، شرایط کلی سنتز این سه دسته ترکیب مقایسه شده اند. در این تحقیق مبنای شرایط سنتز بر واکنش آلکیل کلرید با 1- متیل ایمیدازول گذاشته شد. شرایط سنتز (شامل زمان و دمای واکنش، نسبت مولی واکنشگرها و حضور یا عدم حضور حلال برای انجام واکنش) ارزیابی و سپس نتایج این واکنش ها برای مقایسه با دو پایه دیگر پیریدین و متیل پیرولیدین تعمیم داده شدند. ملاحظه شد که واکنش آلکیل کلرید با پیریدین و یا –N متیل پیرولیدین، از 1- متیل ایمیدازول در شرایط زمانی و دمایی سخت تر، با راندمان های کمتری انجام میشود.

اثر ارتقا دهنده های رنیم و روتنیم بر خواص شیمی- فیزیکی، فعالیت، گزینش پذیری، سرعت غیرفعال شدن و بازیابی فعالیت کاتالیست کبالت بر پایه آلومینا در سنتز فیشر- تروپش بررسی شده است. 1 درصد وزنی روتنیم و 1.4 درصد وزنی رنیم فعالیت کاتالیست کبالت را به ترتیب 2.8 و 2.5 برابر افزایش دادند. این دو ارتقا دهنده گزینش پذیری فرآیند فیشر- تروپش را برای تولید هیدروکربن هایی با وزن مولکولی بالا افزایش دادند. سرعت غیرفعال شدن کاتالیست کبالت، با ارتقا دهنده روتنیم، 33 درصد و کاتالیست کبالت، با ارتقا دهنده رنیم، 53 درصد بیش از کاتالیست بدون ارتقا دهنده است. احیای مجدد در دمای 400oC سبب بازیابی 99 درصد فعالیت کاتالیست بدون ارتقا دهنده، 97.7 درصد برای کاتالیست دارای روتنیم و 97 درصد  برای کاتالیست دارای رنیم شد.

امروزه مبدلهای صفحه ای برای گرم و سرد کردن جریان های مختلف کاربرد زیادی در صنایع شیمیایی، غذایی و دارویی دارند. چون بسیاری از سیالات استفاده شده در این صنایع خواص رئولوژیکی غیرنیوتنی دارند، در این تحقیق به کمک دینامیک سیالات محاسباتی یا CFD دو بعدی، رفتار جریان محلول کربوکسی متیل سلولز (CMC) در غلظت های وزنی 0.5 تا 2 درصد، به عنوان سیال غیرنیوتنی پاورلا در محدوده رینولدز 10 تا 300 و دمای ثابت (20 درجه سانتیگراد)، در زوایای مختلف شورون مبدلهای صفحه ای تحلیل شده است. برای ایجاد هندسه و شبکه بندی، حل معادلات حاکم با روش حجم محدود و تحلیل دینامیکی نتایج به ترتیب از نرم افزارهایGambit ،FLUENT  و Techplot استفاده شده است. در نهایت روابط عدد رینولدز و ضریب اصطکاک تعیین و تاثیر زاویه شورون و پارامترهای رئولوژیکی بر ضریب اصطکاک و رژیم جریان بررسی شده است. نتایج حاصل از محاسبات CFD با اطلاعات تجربی مقایسه و همخوانی خوبی بین آنها دیده شد.

متانول یک محصول و ماده میانی بسیار مهم در صنایع شیمیایی است که با یک فرآیند کاتالیستی از گاز سنتز تهیه میشود. علی رغم آنکه بیش از سه دهه از کاتالیست سنتی بر اساس مس ارتقا یافته استفاده تجاری شده است، هنوز برای بهبود کارایی آن تلاش میشود. فرمولاسیون های موجود این کاتالیست عمدتا با سه روش بهبود شرایط ساخت، اصلاح روش ساخت و افزودن ارتقا دهنده ها در حال توسعه است تا از دیدگاه فرآیند شیمیایی درصد تبدیل، گزینش پذیری و پایداری کاتالیست ارتقا یابند. نکته اصلی پژوهش های کاتالیستی پایه امکان افزایش مقیاس و تجاری کردن آسان، پس از توسعه فرمولاسیون آزمایشگاهی، است. مراحل توسعه یک کاتالیست شامل تهیه، غربال کردن، بررسی سامانه واکنشی، سینتیک، آزمون های طول عمر و افزایش مقیاس اند که در روش سنتی متوالی ولی در رویکردهای جدید مجتمع و همزمان انجام میشوند. در توسعه کاتالیست سنتز متانول، پارامترهای ساخت متعددی مانند ترکیب درصد اجزا، شرایط رسوب گیری، پیرسازی، خشک کردن، عملیات حرارتی و تکلیس برای کاربرد صنعتی باید بهینه شوند. سه پارامتر اول برای رسیدن به ساختار بلوری مناسب و شرایط دیگر در ریخت شناسی کاتالیست مهم اند. علاوه بر این ها محدودیت های دیگر را، از جمله حقوق مربوط به مالکیت معنوی، خواسته مشتری در به کارگیری امکانات موجود، راکتورها و وجود محدودیت در دما، فشار و جریان خوراک، باید در توسعه فرمولاسیون در نظر گرفت. توجه به ملاحظات زیست محیطی، نه تنها در تولیدات و عملکرد فرآیندی کاتالیستی، در اجزای خود کاتالیست نیز بسیار مهم است. در نهایت در طراحی یک فرمول جدید، زمانی که هدف توسعه صنعتی کاتالیست است، باید به قابلیت تولید انبوه آن توجه کرد.

در حفاری سازندهای فعال و سست چاه های هیدروکربنی برای ممانعت از تاثیر آب بر آن ها سیال حفاری امولسیونی معکوس (W/O) به کار میرود. سیستم های مختلف سیال حفاری امولسیونی (W/O) شامل جامداتی مانند وزن افزاها و خاک های حاصل از حفاری هستند که نباید آب جذب کنند و هیدراته شوند. ماهیت آب دوستی وزن افزایه هایی مانند باریم سولفات (باریت) و کلسیم کربنات (کلسیت) را در سیال امولسیونی، مرکب از محلول اشباع کلسیم کلراید یا سدیم کلراید و فاز نفتی، با افزایش مواد فعال سطحی می توان اصلاح کرد. در این مقاله تاثیر فسفولیپید و الکیل ایمیدازولین به عنوان عوامل رقیق کننده سیال امولسیونی معکوس مطالعه شده است. در مجاورت این دو افزودنی ترشوندگی باریم سولفات و کلسیم کربنات با اندازه گیری خواص رئولوژیکی مانند نقطه واروی و استحکام ژل سیال حفاری امولسیونی معکوس ارزیابی شد. الکیل ایمیدازولین قدرت نفت ترکنندگی بیشتری در کلیه سیستم های امولسیونی دارد و نقطه واروی و استحکام ژل سیال حفاری امولسیونی معکوس را به شدت کاهش می دهد.

مصرف روز افزون MTBE به عنوان بالا برنده عدد اکتان بنزین می تواند یکی از عوامل آلودگی آب های زیرزمینی (با توجه به حلالیت زیاد آن در آب) باشد. حمل و نقل، شکستگی خطوط لوله انتقال بنزین و ریختن بنزین در جایگاه های توزیع سبب نشت این ماده می شود. غلظت MTBE در آب چاه مورد نظر 50ppb بوده است. تصفیه این آب با فرآیند جذب کربن فعال گرانول  F-600 filtrasorb، که مکان های جذب پر انرژی دارد، با دو روش RSSCT و مطالعه پایلوتی مطالعه و مقایسه شده است. سیستم RSSCT طوری طراحی شده که مقدار EBCT=10min  را در مقیاس پایلوتی مشابه سازی کند. مطابق نتایج، زمان عملکرد محاسبه شده با روش RSSCT با مقدار عملی آن در مطالعات پایلوتی کاملا مشابه است.