مهندسی شیمی ایران
سال:1390 | دوره:10 | شماره:55 |تعداد مقالات:11

کوره دوار سیمان به دلیل نقشی که در تولید سیمان و مصرف انرژی دارد، یکی از مهمترین اجزای کارخانه سیمان محسوب می شود. کارهای بسیار گسترده ای در زمینه مدل سازی و شبیه سازی کوره های دوار سیمان انجام گرفته و انواع مدل های ایستایی و دینامیکی برای آن ارائه شده است. عملکرد این کوره بسیار مهم است و بر کیفیت سیمان و مقدار سوخت مصرفی و هزینه عملیاتی، تاثیر به سزایی دارد. در این تحقیق، سعی شده است یک مدل مناسب برای شبیه سازی کوره دوار سیمان انتخاب شود تا برای اجرای آلگوریتم بهینه سازی از آن، استفاده گردد. با توجه به ارتباط پیچیده پارامترهای طراحی و عملیاتی کوره با کیفیت سیمان تولیدی و نیز سوخت مصرفی، از روش قدرتمند آلگوریتم ژنتیکی برای بهینه سازی استفاده شد. با بهینه سازی کوره دوار سیمان به منظور تولید سیمان با کیفیت های خاص توسط آلگوریتم ژنتیکی، پارامترهای بهینه فرایند به دست آمد.

کارایی جداسازی سیکلون ها تحت اثر عوامل مختلفی نظیر افت فشار در ورودی و خروجی سیکلون، اندازه ذرات جامد، ابعاد دستگاه و شرایط محیطی است. هدف این مقاله محاسبه و مقایسه کارایی سیکلون های واحد FCC پالایشگاه آبادان با مدل های استاندارد طراحی است. نخست مدل های استاندارد طراحی سیکلون موشل ناتز، لاپل و بارت بررسی گردیده و سپس داده های تجربی مربوط به سیکلون های پالایشگاه آبادان با نتایج به دست آمده از این مدل ها مقایسه می گردد. نتایج تجربی نشان دهنده تطابق بهتر مدل موشل ناتز در محاسبه افت فشار و کارایی سیکلون در مقایسه با سایر مدل های بررسی شده است.

افزایش نیاز به فلزات در جهان، مطالعه در مورد بازیابی فلزات با ارزش از منابع ثانویه را بیش از پیش ضروری می سازد. پس از چند دوره استفاده از کاتالیزگرها، آنها به دلیل ایجاد مسمومیت توسط ترکیبات خارجی و ناخالصی ها غیرفعال می شوند. دفع کاتالیزگرهای مستعمل که حاوی مقادیر قابل توجهی فلزات سنگین می باشند، برای محیط زیست خطرناک است. کاتالیزگرهای پایه دارشده نیکل به طور معمول دربیشتر فرایندهای پالایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرند. این پژوهش، امکان بازیابی نیکل از کاتالیزگرهای مستعمل (NiO/Al2O3) واحد ریفورمینگ با بخار پالایشگاه نفت تبریز را توسط اسیدسولفوریک مورد مطالعه قرار می دهد. در فرایند بازیابی، پارامترهای موثر بر بازیابی نیکل نظیر غلظت اسید، دما و مدت واکنش، نسبت کاتالیزگر جامد به اسید مصرفی، اندازه ذرات و سرعت همزدن مخلوط واکنش، مورد بررسی قرارگرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که حدود 96% نیکل موجود در کاتالیزگر مستعمل توسط اسیدسولفوریک در شرایط بهینه تعیین شده، بازیابی می شود. محصول نهایی به دست آمده ذرات اکسید نیکل می باشند که توسط فرایند کلسیناسیون (تکلیس) در دمای 700-650 درجه سلسیوس به دست می آیند. همچنین در مطالعه سینتیکی فرایند بازیابی نیکل از کاتالیسزگرهای مستعمل، براساس نتایج به دست آمده مرحله کنترل کننده سرعت در این فرایند، واکنش شیمیایی در سطح ذرات کاتالیزگر است و انرژی فعالسازی مربوط به فرایند، برابر است با33.659 (KJ/mol.K) .

مدل ساختمانی- نامتمایز سلولی سیبرنتیک، قادر به توصیف پدیده رشد دوگانه برای محیط کشت مخمرها در حالت هوازی می باشد. این مدل برای بیان این حقیقت به کار میرود که فرایندهای متابولیتی درون سلولی توسط خود سلول تنظیم میشود و میکروارگانیزم ها را قادر به استفاده از آن سوبسترایی می کند که بهترین نیازهای سلولی را برآورده سازد. در این کار از مدل سیبرنتیک برای توصیف مراحل رشد میکروارگانیزم ساکارومایسس سروسیا بر روی چندین سوبسترا استفاده شده است. نتایج حاصل از مدلسازی زیستراکتور تولید مخمر نان به صورت ناپیوسته و نیمه پیوسته نشان می دهد که علاوه بر اینکه مدل انتخابی با تقریب قابل قبولی بر داده های تجربی منطبق است، در نشان دادن فاز تاخیر و رشد دوگانه نیز به خوبی عمل می کند. با توجه به طبیعت هوازی این فرایند، برای اثبات محدودیت غلظت اکسیژن بر تولید زیست توده، ضریب انتقال جرم اکسیژن به صورت تابعی از دور همزن و سرعت هوادهی مدل شده و تاثیر این پارامتر بر تولید اتانول مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

ایمنی نقش مهمی در تمامی مراحل طراحی فرایندهای شیمیایی ایفا می کند. به منظور حصول اطمینان از مسائل مربوط به ایمنی و محیط زیست و همچنین به حداقل رساندن تغییرات آتی در فرایند و تجهیزات به دلیل مشکلات ایمنی، مساله ایمنی باید در مطالعات اولیه طراحی مورد توجه قرار گیرد.آمونیاک، گازی بسیار سمی است و در مجاورت با هوا یک ترکیب انفجاری به وجود می آورد. از طرفی، وجود شرایط عملیاتی در فشار و دمای بسیار بالا در واحد تولید آمونیاک، پتانسیل ایجاد خطر را افزایش می دهد. تمام این عوامل حاکی از با اهمیت بودن مساله ایمنی و بررسی مخاطرات فرایندی این واحد می باشد.به منظور مدیریت ریسک واحدهای فرایندی ضروری است که به شناسایی و ارزیابی مخاطرات پرداخته شود. سپس احتمال رخداد حوادث نامطلوب و شدت و عواقب این مخاطرات محاسبه شود تا در مرحله ارزیابی ریسک، مورد استفاده قرار گیرد. محاسبه شدت عواقب و پیامدهای حوادث احتمالی تحت عنوان «تحلیل پیامد» شناخته می شود. در حقیقت تحلیل پیامد گام سوم از مراحل چهارگانه ارزیابی ریسک می باشد.هدف اصلی این مقاله استفاده از روش های نوین تحلیل پیامد جهت تحلیل و شناسایی عواقب ناشی از رهایش، نشر، آتش گرفتن و انفجار در مخزن نگهداری آمونیاک مجتمع آمونیاک و اوره کرمانشاه به کمک نرم افزار ALOHA می باشد. موقعیت نامناسب درب های خروجی و اضطراری مجتمع، موقعیت نامناسب محل قرارگیری مخزن آمونیاک، ناایمن بودن اتاق کنترل مرکزی، آزمایشگاه، روستاها و شهرهای اطراف تا شعاع 10 کیلومتری از جمله نتایج این تحلیل می باشد.

زئولیت ها مواد میکرو متخلخل بلوری از هیدرات های معدنی هستند که ساختار آنها از شبکه های سه بعدی از AlO4 و SiO4 چهار وجهی با اندازه 3 تا 10 انگستروم تشکیل شده است. زئولیت MFI یکی از مهمترین زئولیت ها است که دارای دو نوع کانال مستقیم و سینوسی، به ترتیب، با اندازه متوسط 5.3´5.6 و 5.1´5.5 انگستروم است. وقتی کریستال های زئولیتی به شکل لایه های پیوسته، رشد (درونی) می کنند غشاءهایی به دست می آیند که اندازه تخلخل آنها با ابعاد مولکولی قابل مقایسه بوده و می توانند مخلوط های گازی را با انتخاب پذیری بالا جدا کنند. چون غشاءهای نوع MFI می توانند مخلوط هایی از مولکول های با خواص فیزیکی یکسان مانند ایزومرهای شیمیایی را جداسازی کنند تلاش های زیادی برای بهبود این غشاءها انجام شده است. در همین راستا در این تحقیق مطالعه ای درباره روش های اصلاح و بهبود غشاءهای MFI صورت گرفته است. برای این منظور دو روش ایجاد موانع نفوذ و تبادل یون مورد بررسی قرار گرفته است به طوری که نتایج حاصل از کارهای تحقیقاتی انجام شده در مقالات، نشان می دهد میزان عبوردهی نرمال بوتان و انتخاب پذیری نرمال بوتان به ایزو بوتان در غشای با مانع به ترتیب 1.6 و 4 برابر بزرگتر از زمانی است که غشای بدون مانع تهیه شده است و تعویض یون نیز که یک روش دیگر برای اصلاح غشاهای زئولیتی است باید با انتخاب یون و نسبت Si/Al مناسب همراه باشد تا بتواند عملکرد مطلوبی را نشان دهد.

در این مقاله رفتار و مقاومت بتن های معمولی، متراکم و خودتراکم در برابر آتش با استفاده از ادبیات علمی موضوع مرور شده است. بتن از مصالح دارای مقاومت بالا در برابر آتش به شمار می رود، با وجود این افزایش دما در هنگام آتش سوزی می تواند باعث تغییرات شیمیایی و ابعادی بتن و در نتیجه کاهش مقاومت مکانیکی عنصر بتنی و نهایتا شکست آن شود. وجود آب هیدراته، بالا بودن گرمای ویژه و هدایت حرارتی اندک بتن، می تواند این موضوع را به تاخیر اندازد، اما در عوض، پدیده ترکیدگی می تواند باعث کاهش مقاومت بتن و شکست آن شود. در بین مکانیسم های متعدد، فشار بخار، مهم ترین دلیل برای ترکیدگی بتن در آتش ذکر شده است. با گرم شدن بتن، رطوبت به هر دو شکل بخار و مایع در بدنه بتن منتقل می گردد و در فاصله مشخصی یک فشار بخار حداکثر ایجاد می شود. این فاصله بحرانی برای بتن های متراکم در حد 5 تا 10 میلی متر است که نسبت به بتن معمولی بسیار کمتر می باشد. اینکه فشار بخار به حد کافی برای ترکیدن بتن برسد یا خیر، علاوه بر مقدار رطوبت، به شدت گرمایش، نفوذپذیری، تخلخل و توزیع حفره ها نیز بستگی دارد. عامل ترکیدگی در برابر آتش برای بتن های متراکم بسیار مهمتر از بتن های معمولی است و برای جلوگیری از شکست نسبتا سریع آن نیاز به تمهیدات مناسب می باشد. بتن های خودتراکم نیز دارای رفتار متفاوتی از سایر بتن ها در برابر آتش می باشند که عمدتا به دلیل حجم بالای پودر، مقدار تراکم و وجود مواد افزودنی ذکر شده است. اثرات پرکننده، سن بتن، وجود الیاف، مقدار رطوبت و مسائل متعدد دیگر برای شناخت رفتار بتن خودتراکم در برابر آتش، نیاز به تحقیقات وسیع دارد.

طی سالهای اخیر فرایند تبدیل متانول به اولفین (MTO) به عنوان روشی غیر مستقیم برای پاسخگویی به تقاضای بازار نسبت به تولید اولفین های سبک که به طور عمده شامل اتیلن و پروپیلن می باشند بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله به مرور تاثیر پارامترهای مختلفی نظیر دما، اندازه ذرات، قدرت اسیدی، ساختار طبیعی کاتالیزگر و ترکیب آن با برخی از فلزات که تاثیرگذار در میزان فعالیت وگزینش پذیری کاتالیزگر در راه رسیدن به اولفین های سبک می باشند و همچنین انواع راکتورهای مورد استفاده در این فرایند، تاثیر دما، فشار و نسبت خوراک ورودی در عملکرد آنها، بر اساس کارهای تحقیقاتی مختلف در این زمینه، پرداخته شده است.

در این پژوهش یک مدل آزمایشگاهی ستونی برای بررسی ازدیاد برداشت نفت توسط میکروارگانیسم ها و تولیدات متابولیک آنها طراحی و ساخته شد. برای تهیه باکتری های مورد استفاده، از باکتری های جدا شده از 12 نمونه هیدروکربن های سنگین و خاک های آلوده به آنها که از مناطق مختلف جمع آوری گردید، استفاده شد. در این بررسی ها 16 باکتری تولیدکننده زیست امولسیون ساز، 5 باکتری تولیدکننده گاز از ساکاروز و 3 باکتری تولیدکننده گاز از لاکتوز شناسایی شدند و توانایی آنها در حضور غلظت های مختلف نمک، اثر دما، مواد غذایی موجود در محیط و غلظت محیط کشت مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت 4 باکتری که هم قادر به تولید گاز و هم قادر به تولید زیست امولسیون ساز بودند، برای آزمون در مدل ستونی، انتخاب شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، باکتری 35M بیشترین توانایی را در ازدیاد برداشت نفت از ستون داشت و سه باکتری از 4 باکتری مورد نظر بهتر از امولسیون ساز شیمیایی عمل کردند.