شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1391 | دوره:31 | شماره:2 (65) |تعداد مقالات:9

ترکیب N (3، 1 دی متیل بوتیل) N' فنیل پارافنیلن دی آمین با نام تجارتی سانتوفلکس  PPD6یک عامل بازدارنده قوی در برابر اکسیداسیون و اوزوناسیون برای الاستومرهای سنتزی و طبیعی و به عنوان پایدارکننده پلیمرهای سنتزی مورد استفاده قرار می گیرد. افزایش این ماده برای محافظت در برابر شکل های گوناگون فرسودگی، خستگی و انعطاف پذیری اجزای لاستیکی در شرایط عملیاتی ایستا و دینامیک، طی زمان انبارداری و استفاده در دماهای بالا نیاز است. در این پژوهش، تهیه سانتوفلکس از 4- آمینو دی فنیل آمین (4-ADPA) و متیل ایزو بوتیل کتون(MIBK) در مجاورت کاتالیست %5 Pt/C با بهینه سازی متغیرهای ترمودینامیکی (دما، فشار) و متغیرهای سینتیکی (دور همزن، زمان واکنش، نسبت مولی) با حضور یک اکسیدکننده مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول، از واکنش مستقیم نیتروبنزن، آنیلین در مجاورت یک باز قوی و با تغییر نسبت مولی هیدروژن پرکسید به نیتروبنزن، 4- نیترو و 4- نیتروزو دی فنیل آمین تهیه شد که در ادامه با هیدروژناسیون در فشار 200-220 psig در دمای 80oC و در مجاورت کاتالیست %5 Pt/C، 4- آمینو دی فنیل آمین با افزایش بازدهی تا حدود 10% نسبت به روش های متداول و با کاهش مواد جانبی تهیه شد. در مرحله بعدی، با بهینه سازی شرایط واکنش، 4- آمینو دی فنیل آمین با متیل ایزوبوتیل کتون در فشار 800 psig گاز هیدروژن در دمای 170-175oC و در حضور کاتالیست %5 Pt/C، سانتو فلکس با بازدهی 95% و خلوص بالای 99% تهیه شد. که نسبت به روش های متداول 3% فزایش داشت. شناسایی کلیه ترکیب های تهیه شده با روش های طیف سنجی زیر قرمز، رزونانس مغناطیسی هسته پروتون، تجزیه عنصری و کروماتوگرافی گازی انجام شد.

درجه استیل زدایی کیتوزان در ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی نقش اساسی دارد. از این رو، در این پژوهش، کیتوزان با ویسکوزیته پایین، وزن مولکولی متوسط و کیتوزان با وزن مولکولی بالا (دارای ناخالصی و بهسازی شده) برای تعیین درجه استیل زدایی با استفاده از یک روش آسان و دقیق مورد مطالعه قرار گرفت. درجه استیل زدایی کیتوزان ها از روش طیف نمایی زیر قرمز تبدیل فوریه (روش موری و رابرت، خط مبنای a و روش باکستر و همکاران، خط مبنای b) و تیتراسیون پتانسیل سنجی خطی تعیین شد. در روش ارایه شده برای حذف ناخالصی ها و بهسازی درجه استیل زدایی کیتوزان با وزن مولکولی بالا، درجه استیل زدایی از 60.1 به 92.7 درصد افزایش چشمگیری پیدا کرد. نتیجه های به دست آمده با متوسط ریشه مجذور انحراف مطلق (sRMSD) مقایسه شد و همپوشانی روش های تیتراسیون پتانسیل سنجی و طیف نمایی زیر قرمز را برای خط مبنای a نشان داد. بررسی درجه استیل زدایی کیتوزان ها، افزایش درجه استیل زدایی را با افزایش ویسکوزیته و وزن مولکولی کیتوزان نشان داد.

در این پژوهش، کاتالیست زئولیتی ZSM-5 با نسبت بالای سیلیسیوم به آلومینیم برابر 800 برای فرایند تبدیل متانول به پروپیلن (MTP) سنتز شده است. در سنتز این کاتالیست از قالب آلی تترا پروپیل آمونیوم برمید استفاده شده است که نسبت به تترا پروپیل آمونیوم هیدروکسید که به طور معمول به عنوان قالب آلی استفاده می-شود، به مراتب ارزان تر است. آزمون راکتوری کاتالیست سنتز شده در شرایط عملیاتی دما 460 درجه سانتیگراد، فشار اتمسفری، WHSV برابر 1 h-1 و خوراک شامل محلول 50 درصد وزنی آب و متانول انجام شده است. نتیجه های به دست آمده از آزمون راکتوری کاتالیست سنتز شده با نتیجه های آزمون راکتوری یک کاتالیست تجاری در شرایط یکسان مقایسه شده است. برای تعیین ویژگی های کاتالیست از تجزیه های XRD، SEM، TPD، BET و ICP استفاده شده است. نتیجه ها بیانگر آن است که بالاترین میزان گزینش پذیری کاتالیست سنتز شده نسبت به اولفین های سبک به ویژه پروپیلن 54 درصد می باشد که این عدد برای کاتالیست تجاری 40 درصد است. همچنین پس از گذشت 150 ساعت از عمر کاتالیست، کاتالیست سنتز شده دارای درصد تبدیل بالاتری نسبت به کاتالیست تجاری می باشد که به ترتیب 99.7 و 99.5 می باشد.

در این مقاله، یک مدل پایدار بر اساس انتقال جرم برای جذب انتخابی گاز هیدروژن سولفید در محلول متیل دی اتانول آمین در برج جذب پر شده ارایه شده است. این مدل می تواند توزیع غلظت اجزای گازهای نفوذکننده و توزیع دما در فازهای گاز و مایع برای سیستم (MEDA-H2S-CO2-H2O) پیش بینی کند. برای پیش بینی توزیع غلظت گاز کربن دی اکسید از ثابت های سینتیکی درجه دوم واکنش میان این گاز و محلول متیل دی اتانول آمین استفاده شده است و از بین داده های موجود، بهترین ثابت با توجه به نتیجه ها انتخاب شده است. همچنین پارامترهای موثر در به دست آوردن این توزیع ها و نقطه بیشینه ضریب انتخاب پذیری در این مدل بررسی شده است. برای بررسی درستی مدل ارایه شده، نتیجه های به دست آمده از آن با استفاده از داده های یک واحد نیمه صنعتی و همچنین با استفاده از داده های موجود برج جذب پر شده واحد شیرین سازی فازهای 4 و 5 مجتمع گاز پارس جنوبی مقایسه شده است. نتیجه های به دست آمده نشان دهنده تطابق خوب پیش بینی مدل ارایه شده و داده های تجربی می باشد.

تاکنون روش های گوناگونی برای طراحی مبدل های چندجریانه ارایه شده است، اما در بیشتر الگوریتم های موجود، ویژگی های فیزیکی کلیه جریان ها در طول مسیر انتقال گرمای ثابت فرض شده است. در این پژوهش، روشی پیشنهاد شده است که اثر تغییر ویژگی های فیزیکی سیال را در نظر می گیرد. این قابلیت به همراه در نظر گرفتن افت فشار جریان های موجود، الگوریتم قدرتمندی را برای تخمین سطح شبکه پیش از طراحی فراهم می سازد. در این روش وابستگی ویژگی های فیزیکی از جمله ظرفیت گرمایی ویژه، ویسکوزیته، دانسیته و هدایت گرمایی به تغییر دما مورد توجه قرار می گیرد. بنابراین کلیه پارامترهای موثر در رابطه افت فشار به طور دقیق تری محاسبه می شوند. این کار با معرفی ضریب های تصحیحی در هدف گذاری و طراحی شبکه مبدل گرمایی شامل جریان های مایع و گاز صورت گرفته است. بر این اساس، نتیجه دقیق تر و قابل اعتمادتری برای مرحله های هدف گذاری و طراحی مبدل چندجریانه به دست می آید. همچنین، در میان روش های گوناگون برای طراحی مبدل های گرمایی چندجریانه، روشی که همراه با بهینه سازی افت فشار جریان ها، بهترین پره را برای هر جریان برگزیند پیشنهاد نشده است. این پژوهش روش جدیدی در طراحی این مبدل ها بر پایه استفاده از افت فشارهای بهینه ارایه می دهد که تلفیقی از مفهوم فناوری پینچ و الگوریتم ژنتیک است. تابع هدف مساله، هزینه کل سالیانه است که هزینه های سطح و هزینه تامین افت فشار جریان ها را شامل می شود. نتیجه ها نشان دهنده آن است که با در نظر گرفتن ویژگی های فیزیکی متغیر به جای ثابت فرض کردن آنها، حجم مبدل و هزینه کل سالیانه به ترتیب به میزان 27.3% و 13.5% با دقت بیشتری محاسبه خواهد شد. همچنین با بهینه سازی افت فشار، میزان حجم مبدل و هزینه سالیانه کاهش خواهد یافت که این میزان در حالت انجام عمل بهینه سازی بر مساله با لحاظ خواص فیزیکی متغیر به میزان 4.28% کاهش در حجم مبدل و 4.92% کاهش در هزینه کل سالیانه را نشان می دهد.

بهینه سازی تولید نفت از میدان های هیدروکربوری یکی از دغدغه های اصلی مدیریت مخازن نفت است. در این راستا از فناوری چاه هوشمند که در دهه اخیر توسعه یافته، استفاده می شود. از جمله چالش های مهم این فناوری، تنظیم بهینه شیرهای کنترلی ثابت در طول عمر چاه هوشمند است. به دست آوردن وضعیت بهینه این شیرها با استفاده از نرم افزار شبیه ساز مخزن، نیازمند تعداد بسیار زیاد اجرای شبیه سازی است که با توجه به محدودیت های زمان و هزینه غیرممکن است. از این رو باید به دنبال روشی برای جایگزینی نرم افزار شبیه ساز مخزن و ارایه الگوریتم بهینه سازی مناسب بود. در این مقاله با جایگزینی روش شبکه عصبی مصنوعی با نرم افزار شبیه ساز مخزن، مقدارهای تولید نفت و آب محاسبه شده و بهینه سازی تنظیمات شیرهای کنترلی ثابت برای بیشینه کردن تولید نفت و کمینه کردن تولید آب با الگوریتم پرندگان (PSO) انجام می شود، که سرانجام میزان تولید نفت به اندازه 55% نسبت به روش متداول افزایش می یابد به بیان دیگر، میزان نفت تجمعی از 3.5 میلیون بشکه به 6 میلیون بشکه و ضریب بازیافت آن از 6% به 9.5% در طول عمر چاه افزایش می یابد.

بررسی سینتیک تجزیه زیستی یک آلاینده، نکته اصلی در مشخصه سازی عملکرد یک فیلتر زیستی است. در این پژوهش، از یک مجموعه قارچ جدا شده از بستر کمپوست فیلتر زیستی که پیش تر برای حذف بخار هگزان از هوا به کار گرفته شده بود، برای مطالعه سینتیک حذف هگزان استفاده شد. توانایی این مجموعه قارچی، با تاکید بر اثر دما و غلظت آلاینده، در یک سامانه های ناپیوسته در فاز مایع مورد مطالعه قرار گرفت. غلظت هگزان در بازه 25-5 mg/L و دما 25-45oC بر اساس طرح مرکب مرکزی (CCD) بررسی شد. شرایط بهینه در دمای 36.5oC و غلظت 8.6 mg/L به دست آمد. مدل های سینتیکی گوناگون با داده های آزمایشگاهی در دو دمای 25 و 40oC برازش شدند و مدل های سینتیکی هالدین، وب و یانو به خوبی با نتیجه ها تطابق داشتند (R2>0.98). هم چنین تمایل مجموعه قارچی برای تجزیه هگزان در دمای 40oC بیشتر از دمای  25oCبود. پارامترهای سینتیکی مدل هالدین در دمای 40oC عبارتند از vmax=3.57 mg/gBiomass.h، Ks=9.57 mg/L و KI=20.48 mg/L.

در سال های اخیر مطالعه فیلترهای زیستی در تصفیه هوای صنعتی به عنوان یک جایگزین برای روش های معمول فیزیکی شیمیایی مورد توجه قرار گرفته است. با وجود اینکه دما از پارامترهای تاثیرگذار در این فرایند به حساب می آید ولی مدلسازی آن به دلیل پیچیدگی، کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش یک مدل ریاضی برای بررسی اثر تغییر دما و نوع هوادهی بر فرایند حذف یک آلاینده فرار با در نظر گرفتن پدیده پخش در فاز گاز، نفوذ در فیلم زیستی و محدودیت اکسیژن در سینتیک واکنش ارایه شده است. نتیجه های به دست آمده از مدل سازی با نتیجه های یک پژوهش تجربی که حذف بخار هگزان را از جریان هوا در فیلتر زیستی در دمای بین 30-45oC در دو حالت بارگذاری پیوسته و ناپیوسته ارایه داده بود، اعتبارسنجی شد. نتیجه ها نشان می دهد که در بارگذاری ناپیوسته در بازه دمای 30-35oC و در بارگذاری پیوسته در بازه 30-40oC تطابق خوبی بین مدل و نتیجه های آزمایشگاهی برقرار می باشد. آزمون حساسیت نشان می دهد که در بارهای ورودی بالا کاهش دمای بستر باعث می شود هنجار عملیاتی فیلم زیستی از حالت محدودیت سرعت زیستی به محدودیت نفوذ تغییر یابد که در آن بخشی از فیلم زیستی غیرفعال شود.

در این مقاله یک شبکه متابولیکی، دربردارنده مسیرهای متابولیکی مرکزی سودوموناس ائروجینوزا در شرایط بی هوازی ارایه شده است. به منظور تایید دقت مدل، پیش بینی های مدل با نتیجه های تجربی به دست آمده از کار دیگر پژوهشگران مقایسه شده است. برای دست یابی به این مهم، از برنامه ریزی خطی برای بهینه سازی معادله های حاکم بر سامانه استفاده شد. تابع هدف برای بررسی درستی مدل، نرخ ویژه رشد این میکروارگانیسم بوده است. طبق پیش بینی های مدل با این تابع هدف، مسیرهای انتنردودورف و پنتوز فسفات برای فروساخت گلوکز فعال بودند. هم چنین چرخه تری کربوکسیلیک اسید به طورکامل انجام نمی شد. در صورتی که مقدارهای بهینه تولیدی کوفاکتورهای ATP و NADPH به عنوان تابع هدف در نظر گرفته شوند مسیر پنتوز فسفات و در صورتی که تولید بیشینه NADH مورد نظر باشد مسیر انتنردودورف مسیر فعال می باشد. پیش بینی های مدل در مقایسه با اندازه گیری های آزمایشی دارای خطای نسبی کمتر از 10 درصد بوده است. این میزان خطای کم، نشان دهنده قابل اعتماد بودن مدل بوده و امکان کاربرد آن را در پژوهش های آتی فراهم می کند.