شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1386 | دوره:26 | شماره:4 |تعداد مقالات:15

چکیده: یکی از روش های موفق در حذف مقدارهای H2S از گاز طبیعی، تلفیق فرایندهای جذب (Absorption) و جذب سطحی (Adsorption) است. برای نیل به این هدف، از ذره های سیلیکاژل آغشته به حلال NMP استفاده می شود که دارای قدرت جذب بسیار بالایی هستند. با استفاده از نتیجه های آزمایشی جذب H2S در این گونه جاذب ها (آزمایش های انجام شده توسط Zhou و همکاران [[V) در این مقاله سعی شده تا نحوه توزیع NMP در درون حفره ها و مکانیسم انتقال جرم در درون حفره هایی که حاوی سیال دو فازی گاز- NMP هستند، تعیین شود. در این تحقیق، نشان داده شده که NMP به صورت یک سیال غیر خیس کننده در درون حفره ها قرار می گیرد. مکانیسم کنترل کننده انـتقال جرم نیز نفوذ H2S در درون حفـره ها (Pore Diffusion) تعیین شد. مدل ساختاری- سینتیکی ذکر شده می تواند ظرفیت بالای جذب H2S در این جاذب ها را به خوبی توضیح دهد. همچنین رفتار متفاوت و معکوس بستر جذب در مورد جاذب هایی با NMP کم تر از 10 درصد وزنی نیز توجیه شده است.

چکیده: توزیع دما در مبدل های حرارتی پوسته و لوله، یکی از مهم ترین اطلاعات لازم برای بررسی عملکرد این تجهیزات است. برای مدل سازی مبدل های حرارتی پوسته و لوله، تاکنون مدل های بسیاری ارایه شده که بیشتر آنها یا به علت پیچیدگی زیاد و یا به دلیل استفاده بیش از حد از رابطه های همبسته، در عمل کم تر مورد استفاده قرار گرفته و یا از دقت کافی برخوردار نیستند. در این پژوهش، ابتدا مدل سازی یک مبدل حرارتی پوسته و لوله بدون در نظر گرفتن بفل ها و با فرض جریان قالبی برای سیال سمت پوسته و سپس مدل سازی مبدلی دارای جریان متقاطع خالص و بدون در نظر گرفتن جریان های نشتی ارایه شده است که با حل این دو مدل محدوده عملکرد حرارتی مبدل پوسته و لوله مشخص خواهد شد. در ادامه مدل ترکیبی جدیدی برای پیش بینی انتقال حرارت واقعی و محاسبه های توزیع دما در مبدل حرارتی با ترکیب مدل های بر پایه جریان قالبی و جریان متقاطع سیال سمت پوسته ارایه شده که سهم هر یک از دو مدل اولیه در مدل ترکیبی جدید به وسیله نتیجه های حاصل از آنالیز جریان سیال سمت پوسته قابل محاسبه است. برای بررسی صحت مدل سازی مقایسه ای میان نتیجه های حاصل از شبیه سازی و نتیجه های آزمایشگاهی دانشگاه دلاوار برای دو مبدل دارای پوسته نوع E صورت گرفته که مدل ترکیبی ارایه شده از دقت مناسبی در محاسبه دمای سیالات خروجی از مبدل حرارتی دارا بوده است.

چکیده: یکی از ضروری ترین و اصلی ترین مراحل برای افزایش سطح ایمنی در واحدهای موجود یا در حال طراحی، ارزیابی ریسک خطرهایی همچون رها شدن مواد شیمیایی در محیط است. این خطرها ممکن است در اثر خطاهای انسانی و یا نقص تجهیزات به وجود آید. در این تحقیق، به کلیات ارزیابی ریسک و نحوه اعمال آن، که شامل مراحلی همچون شناسایی خطرهای احتمالی در یک فرایند، مدل سازی خطرهای محتمل مانند آتش سوزی، انفجار و یا پیامدهای مربوط به سمیت مواد، محاسبه ریسک و بررسی میزان آن است، پرداخته شده است. به منظور آشنایی بیشتر با نحوه اعمال ارزیابی ریسک، مراحل انجام آن بر مخزن آمونیاک یکی از مجتمع های پتروشیمی کشور، به همراه مدل سازی پیامدهای خطرهای مربوط به کمک نرم افزار PHAST که از قوی ترین نرم  افزارها در زمینه مدل سازی پیامدها می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است.

چکیده: همزن لنگری برای اختلاط مایعات با لزجت بالا کاربرد فراوان دارد. در این پژوهش، همزن دیگری برای اختلاط مایعات لزج معرفی شده و عملکرد آن در اختلاط با همزن لنگری مورد مقایسه گرفت. در این مقایسه، از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) استفاده شد. کانتور و بردارهای سرعت، توزیع سرعت و تنش برشی در ظرف اختلاط مجهز به این دو همزن مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. همچنین زمان اختلاط با استفاده از تزریق یک ماده بی اثر و بررسی غلظت آن در سه نقطه دلخواه از ظرف، برای دو همزن مورد مقایسه قرار گرفت.نتیجه ها نشان می دهند که همزن جدید، توزیع مناسب تری برای سرعت سیال در هر دو جهت شعاعی و محوری ایجاد می کند و بالا بودن تنش برشی که به وسیله آن ایجاد می شود سبب اغتشاش بیشتر شده و زمان اختلاط را حدود 50 درصد کاهش می دهد. همچنین با استفاده از هر دو همزن، همگن شدن در قسمت پایین ظرف سریع تر از قسمت بالای آن صورت می گیرد.

چکیده: در این مقاله سعی شده است تا ضمن بررسی عملکرد کنترل کننده PID شبکه عصبی، به مقایسه آن با روش های مرسوم تنظیم تطبیقی این کنترل کننده پرداخته شود. در قسمت شبیه سازی، روش ها از نظر محل قرار گرفتن قطب های مدل فرایند، فرایند غیر مینیمم فاز و تغییر در مدل فرایند مورد بررسی قرار گرفته اند.به این ترتیب، نتیجه های حاصل از شبیه سازی و انجام آزمایش عملی بیان می کنند که PID شبکه عصبی با میزان سعی و خطای بسیار کم تری تنظیم شده و در صورت تغییر مدل فرایند از عملکرد مقاوم تری برخوردار خواهد بود و در هنگام کنترل فرایند در صورت تغییرهای متناوب مقدار مقرر پاسخ های مناسب و یکنواختی خواهد داشت.

چکیده یک روش موثر در کنترل آب تولیدی از مخازن، استفاده از ژل هاست. دلیل عملکرد موفقیت آمیز ژل، توانایی آن در کاهش زیاد تراوایی آب نسبت به نفت و ارزان بودن آن است. در این پژوهش، به منظور دستیابی به رفتار سیال تزریقی در مخازن نفتی و بررسی تغییرهای نفوذپذیری پس از تزریق ژل، مدل ریاضی بر اساس نتیجه های آزمایشگاهی ارایه می شود. در این مدل معادله های حرکت سیال با فرض دو فاز مستقل آب و نفت و با تکیه بر اصول علم سیالات (معادله پیوستگی)، استخراج و معادله های انتقال شیمیایی (پروفایل غلظت ترکیب ها) به وسیله معادله های دیفرانسیل پاره ای دو بعدی و با احتساب اثرهای تخلخل، چگالی فازها و نرخ تشکیل ژل ارایه می شود. افزون بر این، معادله های حاکم بر خواص فیزیکی ژل، مانند ناروانی، جذب و کاهش تراوایی با تلفیق روش های نظری و تجربی به دست می آید. معادله های حاصل، دستگاه معادله های دیفرانسیل پاره ای تشکیل داده که با استفاده از روش های عددی و با احتساب شرایط مرزی مناسب حل می شوند. به منظور سنجش اعتبار مدل، نتیجه های حاصل با داده های آزمایشگاهی برای شاخص یکی از مخازن ایران مقایسه شده که نشان دهنده دقت مطلوب مدل می باشد.

چکیده: در این تحقیق، فرایند زوج شدن اکسایشی متان (OCM) روی کاتالیست Mn/Na2WO4/SiO2 در راکتور بستر سیال و بستر ثابت از جنس کوارتز مورد مطالعه قرار گرفت. در فشار اتمسفری، دمای بستر کاتالیستی از 700 تا 870 درجه سانتی گراد، دبی حجمی خوراک متان و هوا از 240 تا 1355 sccm و نسبت حجمی متان به هوا از 0.6 تا 1.4 تغییر داده شد. وزن کاتالیست مربوط در دو مقدار 2.0 و 3.5 گرم مورد بررسی قرار گرفت. بهترین بازده C2+ به دست آمده در راکتور بستر سیال، 21.9 درصد (دبی حجمی خوراک =478 sccm ، CH4/ Air=1، دمای بستر کاتالیستی=870  درجه سانتی گراد و مقدار کاتالیست =3.5 g) و در راکتور بستر ثابت، 21.8 درصد (دبی حجمی خوراک =478 sccm ، CH4/ Air=1، دمای بستر کاتالیستی =850 و مقدار کاتالیست = 3.5 g) است.

چکیده: در این مطالعه، بـه منظور بررسی فراینـد تزریق امتزاجی بـا انجام یک سری آزمایش، تعـدادی حلال هیدروکربنی مانند هپتان، اکتان و دکان برای جابه جایی نفت سنگین در الگوی میکرومدلی به کار برده شده است. در این مشاهدات آزمایشگاهی پارامترهای متفاوتی مانند اثر نوع حلال تزریقی، سرعت تزریق حلال، نحوه تزریق حلال (عمودی و افقی) و همچنین الگوهای متفاوت جریان ساده و زاویه دار، بر میزان بهره دهی نفت مورد بررسی واقع شده است. درهنگام تزریق حلال های هیدروکربنی، به کمک دوربین دیجیتالی که با رایانه کنترل می شود در بازه های دلخواه از این فرایند عکس گرفته و در نهایت به کمک نرم افزار آنالیز، عکس ها آنالیز شده است.در این آزمایش ها دیده شده است که افزایش سرعت تزریق سیال به درون الگو، اثر منفی بر میزان بهره دهی دارد، البته سرعت تزریق باید به حدی باشد که فرایند نفوذ حاکم باشد. سپس مقایسه در دو حالت تزریق عمودی و تزریق حلال به صورت افقی نشان داد که بهره دهی حالت عمودی بیشتر است. هم چنین با بررسی پدیده انسداد آب مشاهده شدکه تزریق حلال بعد از تزریق آب بر میزان بهره دهی چندان تاثیر ندارد. مشاهده شد که هر چه جرم مولکولی حلال بیشتر باشد بهره دهی کم تر و در نهایت بازیافت نفت در الگوهای زاویه دار جریان از الگوهای ساده بالاتر است.

چکیده: در این تحقیق، نحوه توزیع ناخالصی محلول در یک مولد بخار PGV-1000 بررسی و تحلیل شده است. مولد بخار PGV-1000، از انواع افقی مولدهای بخار بوده و با توان حرارتی 750 مگاوات 1467 تن بخار در ساعت تولید می کند. در این مقاله، یک مدل دو بعدی برای مطالعه توزیع ناخالصی محلول در این مولد بخار ارایه می شود. مدل پیشنهادی می تواند توزیع ناخالصی در طول مولد بخار را با خطای متوسط حدود 13 درصد حداکثر ناخالصی محلول در مولد بخار پیش بینی کند. برای توزیع ناخالصی در عرض مولد بخار خطای بالا حدود 35 درصد حداکثر ناخالصی محلول است. به کمک این مدل در رژیم های متفاوت، نحوه تغذیه آب مولد بخار و نحوه اخذ بلو داون (زیرآب) بررسی می شود. نتیجه محاسبه های به عمل آمده نشان دهنده این موضوع است که می توان متوسط ناخالصی محلول در مولد بخار PGV-1000 را به میزان قابل توجهی کاهش داد.نتیجه ها نشان می دهدکه در طرح استاندارد توزیع آب تغذیه و زیر آب می توان حداکثر ناخالصی محلول در مولد بخار PGV-1000 از 270 برابر ناخالصی موجود در آب تغذیه به 180 و متوسط ناخالصی محلول را از حدود 100 به حدود 25 کاهش داد.همچنین در طرح بهینه شده سیستم توزیع آب تغذیه و زیر آب مولد بخار یاد شده با اصلاح نحوه توزیع آب تغذیه، بر اساس نتیجه محاسبه ها، می توان مقدار متوسط ناخالصی محلول در مولد بخار را تا حدود 40 درصد کاهش داد.

چکیده: ایران یکی از بزرگ ترین تولیدکنندگان و صادرکنندگان خرما در جهان است که حدود 18 درصد خرمای جهان را تامین می کند. مقدار زیادی از خرمای تولیدی در کشور از نوع درجه 3 و درجه 4 و خرمای ضایعاتی است که موارد مصرف مناسبی ندارد، در حالی که می توان از این منبع سرشار از مواد مغذی در تولید انواع فراورده های غذایی از جمله مربا، مارمالاد، نوشیدنی ها، شیرینی و ... استفاده کرد. در این پژوهش، امکان تولید شربت غنی از فروکتوز با درصدهای مختلف فروکتوز، که امروزه یکی از شیرین کنندهای مورد توجه در دنیا می باشد، از فراورده خرمای موجود در کشور مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا جداسازی مخلوط قندی شامل گلوکز و فروکتوز در یک ستون رزینی تبادل یونی بررسی شده و بهترین غلظت مخلوط قندی برای ستون کروماتوگرافی بـه دست آمد. ضمن این کـه 87 درصد جداسازی قندها به وسیله ستون انجام شـد. در مرحله بعد پس از بررسی ویژگی های شربت خرمای مورد استفاده، نتیجه های به دست آمده برای شربت خرما که مخلوطی از گلوکز، فروکتوز و ساکارز است نیز مورد آزمایش قرار گرفته و جداسازی 3 قند در مدت زمان 35 دقیقه مشاهده شد.

چکیده: در فرایند تصفیه الکترولیتی مس، دستیابی به کاتدهای با کیفیت قابل قبول بدون استفاده از سریش، به عنوان مواد افزودنی، ممکن نیست. بنابراین، اندازه گیری مقدار سریش در محلول الکترولیت اهمیت زیادی دارد. در این پژوهش، با استفاده از سلول هارینگ اصلاح شده مقدار سریش اندازه گیری شده و پارامترهای مرتبط در عملکرد سریش مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتیجه های پژوهش نشان داد که با افزایش مقدار سریش، مقدار قطبش زیاد می شود و به یک مقدار بهینه می رسد. افزایش دما باعث کاهش مقدار بهینه سریش در محلول می شود.چگالی جریان کاری نیز اثر چشم گیری روی مقدار بهینه سریش در محلول ندارد.

چکیده: برای پیش بینی میزان حلالیت فتوکرمیک رنگی Spiroindolinonaphthoxazine در CO2 فوق بحرانی در این مطالعه از دو روش استفاده شده است. در روش اول از معادله های حالت درجه سوم (معادله حالت ساو ـ ردلیش ـ کوانگ (SRK) و پنگ ـ رابینسون (PR)) همراه با قوانین مخلوط سازی Huron-Vidal و در روش دوم از مدل های نیم تجربی ارایه شده توسط Mendez و Chrastil، برای تخمین میزان حلالیت فتوکرمیک رنگی در کربن دی اکسید فوق بحرانی استفاده شده است. با توجه به این که خواص بحرانی فتوکرمیک رنگی موجود نیستند، در این مطالعهک روش جدید برای محاسبه پارامتر C2 (پارامتر قوانین اختلاط) بر حسب تابعی از دما و فشار ارایه شده است. به کارگیری این روش به جای روش های گروه کمکی (Group contribution methods) باعث ایجاد نتیجه های مطلوب تری شد، به طوری که میانگین قدر مطلق خطای نسبی 13.7 درصد برای SRK-EOS و 18.15 درصد برای PR-EOS حاصل شد. همچنین از مدل های نیم تجربی اصلاح شده به وسیله ضریب های متغیر استفاده شد و خطای 6.9 درصد با استفاده از مدل Chrastil اصلاح شده و حدود 6.2 درصد با استفاده از مدل Mendez اصلاح شده مشاهده شد.

چکیده: بررسی پارامتر های انتقال جرم و اثر متغیرهای عملیاتی متفاوت از قبیل جریان های حجمی فاز پراکنده و پیوسته، قطر متوسط ساتر و ماندگی فاز پراکنده روی آنها، در دستگاه های استخراج کننده با حلال، به عنوان پارامترهای مهمی در طراحی و انتخاب شرایط بهینه به حساب می آیند. یکی از دستگاه های مهم استخراج با حلال ستون پر شده است که به دلیل انعطاف پذیری به طور گسترده ای در فرایند های متفاوت مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله، متغیرهای هیدرودینامیکی و انتقال جرمی فاز پیوسته در دو نوع از سیستم ها، تولوئن / استیک اسید / آب (با کشش بین سطحی بالا) و نرمال بوتانول / استیک اسید / آب (با کشش بین سطحی پایین)، تحت رفتار قطره در یک ستون پر شده به وسیله حلقه های راشیگ مورد بررسی قرار گرفته است. بنابر نتیجه های به دست آمده از آزمایش ها مشاهده می شود که میزان جریان های حجمی فازها، چگونگی پراکندن فازها و نوع سیستم های شیمیایی به کار رفته، اثر شدیدی بر میزان انتقال جرم دارد. به طور کلی در این کار پژوهشی، مقدارهای تجربی عدد بی بعد شروود برای فاز پیوسته محاسبه شده و همچنین یک معادله ریاضی برای آن به دست آمده است. نتیجه ها نشان داده اند.که معادله به دست آمده خطایی کم تر از 8 درصد را برای هر دو سیستم شیمیایی داشته و این نشان از هم پوشانی قابل قبول معادله تجربی و داده های تجربی دارد.

چکیده: دمای فرایند و GHSV فاکتورهای مهمی هستند که بر عملکرد کاتالیست در فرایندهای کاتالیستی تاثیر گذار هستند. در فرایند زوج شدن اکسایشی متان به وسیله اکسیژن (OCM)، افزون بر عامل های ذکر شده پارامتر نسبت CH4/O2 نیز عامل تعیین کننده ای است. در این مقاله، اثر عامل های بالا روی فعالیت و گزینش پذیری و بازده کاتالیست مورد بررسی قرار گرفته است. برای انجام این کار، در یک راکتور بستر ثابت لوله ای به میزان 50 گرم کاتالیست بارگذاری شده است. در ابتدا برای بررسی و آنالیز عامل های بالا با توجه به ضرورت کنترل گرمایی واکنش و دمای فرایند، یک طراحی آزمایش صورت پذیرفته است. در این سری آزمایش ها، اثر این عامل ها روی گزینش پذیری C2+، درصد تبدیل متان و در نهایت بازده کاتالیست نسبت به تولید C2+ مطالعه و شرایط واکنش بهینه سازی شده است. در این آزمایش ها با نسبت CH4/O2 برابر 4 و GHSV برابر با 2220 h-1، گزینش پذیری 73 C2+ درصد و درصد تبدیل متان 58/12 درصد مشاهده شده است. نتیجه های به دست آمده نشان می دهد که عملکرد کاتالیست Mn2O3 –Na2WO4 / SiO2 وابسته به شرایط عملیاتی واکنش بوده و در صورت استفاده از شرایط مناسب، کاتالیست مناسبی برای واکنش OCM است.