مهندسی شیمی ایران
سال:1391 | دوره:11 | شماره:60 |تعداد مقالات:13

کشور ایران بیش از 100 سال است که دارای صنعت نفت و به طبع آن دارای صنایع پالایش و تصفیه گاز می باشد. احداث هریک از پالایشگاه های نفت و یا گاز دارای پیچیدگی های خاص خود بوده و عمدتا نیاز به دانش فنی برای طراحی و اجرای واحدهای فرایندی پالایش و یا تصفیه گاز آن دارد.

امروزه استفاده از روش های ازدیاد برداشت، به منظور برداشت بیشتر از مخازن نفتی از اهمیت بسیاری برخوردار است. از جمله روش های ازدیاد برداشت تزریق بسپار می باشد که به تنهایی یا به همراه دیگر روش های ازدیاد برداشت از آن استفاده می شود. در این مقاله استفاده از بسپار به عنوان یکی از روش های ازدیاد برداشت مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از از محلول بسپاری پلی اکریل آمید با غلظت های 100، 300 و 500ppm استفاده شده است. تزریق بسپار به عنوان بازیابی مرتبه سوم است. در این تحقیق پس از سیلابزنی با آب، هنگامی که 80% میزان بازیافت سیال را برش آب تشکیل داد 0.3 حجم فضای خالی محلول بسپاری به مدل تزریق شده و مجددا تزریق آب از سر گرفته شده است. کلیه آزمون ها در دمای 60oC انجام گرفته اند و نتایج حاصله نشان دهنده افزایش بازیافت به میزان 15 تا 26% بیش از تولید تحت سیلابزنی با آب می باشد.

تجزیه کاتالیزی متان در مقایسه با فرایندهای رایج تولید هیدروژن، مانند ریفرمینگ (تبدیل) بخار متان، روشی ساده و پاک بشمار می آید زیرا هیدروژن حاصل از این فرایند عاری از گازهای گلخانه ای است. علاوه بر هیدروژن، ساختارهای کربنی ارزشمندی همچون نانو رشته های کربنی نیز قابلیت تولید در این فرایند را دارند. در این مقاله واکنش تجزیه کاتالیزی متان، معرفی و چالش های موجود در مسیر اجرای این فرایند در مقیاس صنعتی مورد بررسی قرار گرفته اند. مهم ترین چالش در ارتباط با این فرایند، افت سریع فعالیت کاتالیزگر در اثر تجمع کربن بر روی سطح کاتالیزگر است. به همین دلیل عمده پژوهش های صورت گرفته در جهت رفع این مشکل به تهیه کاتالیزگرهایی با فعالیت و پایداری زیاد و ایجاد شرایط عملیاتی مناسب جهت افزایش طول عمر کاتالیزگر اختصاص یافته است. در ادامه، خلاصه ای از نتایج مهم ترین تحقیقات صورت گرفته در این زمینه به منظور ایجاد یک چارچوب مفید جهت تعیین مقدار بهینه عوامل موثر بر بازدهی واکنش، ارائه شده است.

تری ریفورمینگ (تبدیل سه گانه) که شامل ترکیبی از تبدیل متان با دی اکسید کربن، بخارآب و اکسایش جزئی آن می باشد، برای تولید گاز سنتز با نسبت مطلوب (CO/H2) مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق به ارزیابی ترمودینامیکی این فرایند برای به دست آوردن شرایط بهینه عملیاتی از نقطه نظر تعادل ترمودینامیکی پرداخته شده است. محاسبات ترمودینامیکی با استفاده از روش حداقل سازی انرژی آزاد گیبس سیستم و با استفاده از نرم افزار CHEMKIN انجام گرفته است. در این کار از ترکیبات متغیری از خوراک اولیه (شامل متان، (CO2, H2O, O2 در محدوده دمایی 500-1000K و در فشارهای مختلفی، برای تولید گاز سنتز استفاده شد. نتایج نشان می دهند که برای بالا رفتن تبدیل متان،CO2  و H2O، نسبت های (CH4:CO2:H2O:O2) برابر با (0.1: 0.2: 0.4: 1)،(1: 0.475:0.475: 0.1)  و (0.1: 0.5: 0.2: 1) بهترین ورودی ها در دمای 1000K برای این فرایند می باشند. ضمنا، افزایش نیتروژن به همراه خوراک، تاثیر بسیار اندکی در تبدیل متان،CO2  و H2O دارد. در فشارهای بالا، درصد تبدیل واکنشگرها به گاز سنتز کمتر است، بنابراین فشار اتمسفر برای فرایند تبدیل سه گانه بسیار مناسب است.

در این مقاله، واولکانش (پخت زدایی) تایرهای مستعمل با استفاده از میکروارگانیزم ها به منظور حذف گوگرد از شبکه بسپار پخت شده مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، یک نوع تایر بازیافتی، و یک نوع پودر تایر مستعمل در سه اندازه مش (45-16، 100-60 و بزرگتر از 80) توسط چند کنسرسیوم میکروبی که از خاک های مناطق نفتی جدا شده اند و چند سویه خالص باکتری به نام های سودوموناس پوتیدا (DSMZ 291)، رودوکوکوس اریتروپولیس  (ATCC 53968) IGTS8و دو سویه مختلف اسیدو تیوباسیلوس فرواکسیدانس (PTCC 1646) و (PTCC 1647) مورد آزمایش قرار گرفتند. پس از پنج هفته تماس میکروارگانیزم ها با پودر تایر، سولفات محیط کشت که معادل گوگرد آزاد شده از شبکه بسپار است، اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان داد که باکتری های اسیدو تیوباسیلوس فرو اکسیدانس بیش از سایر باکتری های مورد آزمایش، سولفات محیط کشت را (در حدود 12 درصد) افزایش دادند.

پلی اولفین ها به علت قیمت ارزان و خواص قابل قبول جزء پر مصرف ترین مواد بسپاری به حساب می آیند، اما آزمایش ها نشان داده اند که بسپارهای این خانواده در مقابل پرتوهای فرابنفش موجود در نور خورشید مقاومت مناسبی ندارند و به همین دلیل نیاز به پایدارسازی نوری شدیدا در آنها احساس می شود. در این مقاله به بررسی اثر استفاده از پایدارکننده های مختلف در ایجاد پایداری نوری پلی اولفین ها پرداخته می شود. این پایدارکننده ها به چهار گروه کلی صافی های فرابنفش، جاذب های فرابنفش، فرونشاننده های حالت برانگیخته و زداینده های رادیکال آزاد تقسیم می شوند. از میان این پایدارکننده ها زداینده های رادیکال آزاد و به ویژه HALS ها پایداری نوری قویتری ایجاد می کنند. اما برای دست یابی به بهترین نتیجه از سیستم های حاوی چند پایدار کننده استفاده می شود. آزمایش های انجام شده در این زمینه ترکیب سه تایی یک HALS، یک نوع ضد اکسنده و دوده را به عنوان بهترین سیستم پایدارسازی نوری معرفی می کند.

بررسی و بهبود خواص نانوچندسازه های بسپاری از جمله نفوذ گازها در این مواد و یا خاصیت انسدادی آنها در برابر عبور گاز مستلزم بررسی و شناسایی در سطح مولکولی است. انجام مطالعات آزمایشگاهی در این مقیاس علاوه بر لزوم صرف زمان زیاد، با هزینه های بالا و خطاهایی همراه است. روش های شبیه سازی راهکارهای جایگزین مناسبی برای این منظور هستند. با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی می توان بر مبنای نظری و با صرفه جویی در زمان و هزینه، رفتار سامانه های نانوچندسازه ای را مورد مطالعه قرار داد و اطلاعات مفید بیشتری به دست آورد. در این مقاله، ابتدا اصول شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته است و سپس مروری بر تحقیقات انجام شده در زمینه نفوذ گازها در سامانه های بسپاری و خاصیت انسدادی آنها در برابر عبور گازها صورت گرفته و انواع نرم افزارهای موجود برای شبیه سازی دینامیک مولکولی این خواص معرفی شده است. در پایان، نرخ انتشار مقالات با موضوعات فوق طی سالهای اخیر مورد ارزیابی قرار گرفته است.

آب موجود در مخازن نفت در ضمن عملیات بهره برداری مشکلاتی را ایجاد می کند و باعث بالارفتن هزینه حمل و نقل و ایجاد خوردگی در لوله ها و مخازن نفت می شود. از آنجایی که آب همیشه دارای نمک است باعث پدیده رسوب و گرفتگی در تبادلگر های حرارتی، تجهیزات جداسازی و پالایشی می گردد. میزان آب و نمک موجود در نفت حد معینی دارد. بنابراین از لحاظ اقتصادی، جداسازی آب شور از نفت خام در واحد های بهره برداری شرکت های نفتی دارای اهمیت فراوان است.مطالعات نظری مربوط به ساخت امولسیون شکن، طیفی از مواد شیمیایی را به ما معرفی کرده که آنها می توانند به عنوان شکننده امولسیون عمل کنند. امولسیون شکن های ساخته شده مخلوطی از چندین مواد شیمیایی هستند که جزء اصلی تشکیل دهنده هر امولسیون شکن در این مطالعه نفتای سنگین آروماتیک است.سایر مواد شیمیایی مورد استفاده که به عنوان واکنش دهنده به کار رفتند عبارت اند از:ایزوپروپانول، نفتالن، اتیل بنزن، زایلن. در یک امولسیون شکن که شامل نفتای آروماتیک سنگین، ایزوپروپانول، نفتالن و اتیل بنزن بود حداکثر 78% جداسازی آب از امولسیون آب و نفت سفید انجام گرفت.

در این بررسی سنتز زیست دیزل از روغن سویا با استفاده از امواج فراصوت مورد بررسی قرار گرفت و به بهینه سازی پارامترهای موثر پرداخته شد. نتایج با سنتز زیست دیزل به طریق سنتی، مقایسه شد. نتایج این بررسی نشان داد با استفاده از امواج فراصوت می توان زیست دیزل 98 درصد را در نسبت مولی متانول به روغن 6:1، درصد وزنی کاتالیزور 0.5، دمای 25 درجه سلسیوس و زمان 10 دقیقه سنتز کرد. نتایج در مقایسه با سنتز به شیوه معمولی کاهش قابل ملاحظه ای را در زمان و دمای مورد نیاز برای واکنش نشان دادند. بر اساس نتایج کسب شده یک سیستم تولید پیوسته زیست دیزل در مقیاس آزمایشگاهی با استفاده از تکنیک فراصوت طراحی و ساخته شد. آزمایش های بررسی پارامترهای فیزیکی و آزمون موتور برای زیست دیزل تولید شده به طور کامل انجام شد و نتایج مناسب بودن زیست دیزل تولید شده را به عنوان سوخت تایید کردند.

در این مطالعه، یک هیدروسیکلون جداکننده آب از نفت از نوع (کولمن – تئو)، به صورت سه بعدی با استفاده از روش CFD شبیه سازی شده است. برای مدلسازی جریان مغشوش از مدل RSM و برای تحلیل جریان دو فازی، از مدل (اولرین- اولرین) استفاده شده است. صحت نتایج شبیه سازی با مقایسه بازدهی و درصد جریان خروجی از پایین هیدروسیکلون با نتایج تجربی گزارش شده، تایید شده است. این نتایج، خطای متوسط 9% و 7% را به ترتیب برای بازدهی و نسبت جدایش، در مقایسه با مقادیر آزمایشگاهی، نشان می دهند. همچنین نتایج نشان می دهند که با کاهش طول قسمت استوانه ای ورودی از h=1.5D به h=0.29D، بازدهی و بازدهی کلی به طور متوسط به مقدار 20% افزایش می یابند. همچنین با استفاده از یک قسمت مخروطی به جای قسمت استوانه ای، بازدهی و بازدهی کلی هیدروسیکلون به طور متوسط 10% بهبود می یابد.