شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1389 | دوره:29 | شماره:2 (57) |تعداد مقالات:15

در این مقاله رفتار مدار بسته سامانه های غیر خطی ناپایدار با استفاده از کنترل پیش بین مورد بررسی قرار گرفته است. پایداری سامانه مدار بسته در حضور محدودیت روی ورودی سامانه مطرح شده و قضیه های مربوطه بیان شده است. مسئله در دو حالت بررسی شده است. ابتدا فرض شده متغیرهای حالت در دست است و سپس پایداری در صورت عدم دسترسی به متغیرهای حالت و استفاده از مشاهده گر بررسی شده است. از آنجا که سرعت همگرایی مشاهده گر در عملکرد سامانه مدار بسته موثر است، در حالت دوم از یک مشاهده گر با بهره بالا استفاده شده و اثر بهره مشاهده گر بر عملکرد سامانه از طریق شبیه سازی نشان داده شده است.

پریلینگ یکی از روش های دانه بندی کودهای شیمیایی (اوره و نیترات آمونیوم) و مواد خاص از جمله مواد منفجره می باشد. در این پژوهش، مدل سازی برج دانه بندی اوره منطقه یک پتروشیمی شیراز انجام شده است. در این برج، از هوا به عنوان عامل اصلی انتقال حرارت و انتقال جرم به صورت طبیعی و ناهمسو) استفاده می شود. معادله های پیوستگی، هیدرودینامیک، جرم و انرژی برای هوا و دانه های اوره نوشته شده و به صورت همزمان در یک بسته نرم افزاری حل شدند. در مطالعه حاضر از دو مدل به صورت جداگانه استفاده شده است. در مدل اول، توزیع دما درون دانه ها در نظر گرفته نمی شود. نتیجه های حاصل از این مدل با داده های واقعی تطابق خوبی ندارند. ولی با در نظر گرفتن توزیع دما در داخل دانه ها داده های تجربی انطباق بهتری را با نتیجه های مدل پیدا می کنند. نتیجه مطالعه نشان می دهد که میزان انتقال حرارت بر روی دانه های متوسط و بزرگ در برج های دانه بندی کافی نبوده و شاید بروز مشکلات عدیده ای مانند تمایل به کلوخه شدن در این واحدها احتمالا ناشی از این امر است.

با استفاده از مدل های «پیستونی»، «پراکندگی محوری» و «مدل مرحله ای با جریان معکوس» انتقال جرم در یک ستون ضربه ای سینی دار به طول 1.5 متر بررسی شد. نتیجه ها با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. سامانه های مورد استفاده آب / استن / تولوئن و آب / استن / بوتیل استات بود که در آنها جهت انتقال جرم از فاز آلی به فاز آبی است. مدل پیستونی علیرغم سادگی با خطای زیادی همراه است. در مورد سامانه بوتیل استات به دلیل انتقال جرم زیاد تغییرهای غلظت در قسمت پایین ستون زیاد است که باعث ایجاد خطای زیاد در مدلهای پراکندگی محوری و مرحله ای با جریان معکوس می شود. خطای مدل ها در تخمین توزیع غلظت در فاز پیوسته بیشتر از پراکنده است.

برگ سبز چای حاوی آنتی اکسیدان های ضد سرطان می باشد که می توان پس از استخراج، از آنها در تولید داروهای ضد سرطان، فراورده های غذایی عملگر و فراورده های بهداشتی ـ آرایشی استفاده کرد. در این تحقیق به بررسی سینتیک و ساز و کار استخراج این آنتی اکسیدان ها پرداخته شده است. برای این منظور، ضریب های نفوذ هر یک از کاتچین هایEGCG ،EGC ،EC ،C  و کافئین موجود در برگ سبز چای ایرانی در عملیات استخراج این مواد به کمک آب محاسبه شده است. بر اساس رابطه به کار گرفته شده، دو نوع ضریب نفوذ تند و کند برای انتقال جرم از برگ سبز چای مالش داده شده در نظر گرفته شده است که با توجه به نتیجه ها و محاسبه های انجام شده، ضریب نفوذ مرحله داخلی که در درون ذره های چای اتفاق می افتد نقش محدود کننده فرایند استخراج را دارد. علاوه بر این، مقدارهای دما و زمان بهینه استخراج این مواد به صورت کافئین (80 درجه سانتی گراد، 20 دقیقه)، C (90 درجه سانتی گراد، 80 دقیقه)، EC (درجه سانتی گراد، 20 دقیقه)، EGC (80 درجه سانتی گراد، 20 دقیقه)، EGCG (90 درجه سانتی گراد، 40 دقیقه)، به دست آمد.

در این مقاله اثر هیدروژن روی پلیمرشدن پروپیلن با استفاده از یک کاتالیست تجاری نسل چهارم زیگلر ـ ناتا از نظر فعالیت کاتالیست، شاخص ایزوتاکتیسیتی، شاخص جریان مذاب و دمای ذوب پلیمرهای به دست آمده، بررسی می شود. برای تحلیل مورفولوژی از دانسیته توده، توزیع اندازه ذره ها و عکس های SEM ذره های پلیمر استفاده شده است. بر اساس نتیجه های به دست آمده، افزایش هیدروژن به محیط پلیمرشدن، فعالیت کاتالیست و شاخص ایزوتاکتیسیتی را تا یک حد مقدار بیشینه افزایش و سپس کاهش می دهد. دمای ذوب پلیمرهای به دست آمده نیز همین روند را نشان می دهد. همچنین، افزایش هیدروژن موجب افزایش شاخص جریان مذاب شده است، که نشان دهنده کاهش وزن مولکولی پلیمرها و عملکرد مناسب هیدروژن در واکنش انتقال زنجیر است. حضور هیدروژن منجر به افزایش درصد ذره های درشت تر پلیمری شده است. نمودارهای توزیع اندازه ذره های کاتالیست و پلیمر وقوع پدیده تکرار را تایید می کنند. تصویرهای SEM، تشکیل ساختار هسته ـ پوسته را در همه پودرهای پلیمری به دست آمده نشان می دهد. افزایش سرعت پلیمرشدن در حضور هیدروژن منجر به بهبود مورفولوژی ذره های پلیمر شده است.

کاتالیست صنعتی Pt-Sn/g-Al2O3 در فرایند هیدروژن زدایی پروپان بسیار فعال و گزینش پذیر عمل می کند. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثر اضافه کردن مقادیر بسیار کم آب به سیستم دهیدروژناسیون کاتالیستی پروپان در عملکرد کاتالیست صنعتی Pt-Sn/g-Al2O3 می باشد. در این پژوهش با افزایش مقدارهای مختلف آب در دماهای 575 و 600 و 620 مقدارهای بهینه این ماده افزودنی به دست آمد. افزودن مقدارهای 139.3، 125.4 و  83.5ppmآب در دماهای 620، 600، 575oC مقدارهای بهینه در این دماها می باشند.افزایش آب در مقدارهای بهینه باعث کاهش تشکیل کک می شود. ساز و کار تاثیر افزودن آب بر روی سرعت واکنش ها، میزان کک تشکیل شده و عملکرد کاتالیست بررسی شد.

در این مطالعه سینتیک واکنش تبدیل منو سدیم فسفات به سدیم هگزامتافسفات در یک راکتور آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش های لازم در یک میکرورآکتور آزمایشگاهی در دمای 650 تا 730 درجه سانتی گراد انجام و نتیجه های آزمایش ها شامل میزان درصد تبدیل منو سدیم فسفات به سدیم هگزامتاسفات در زمان های مختلف جهت تعیین ضرایب معادله سینتیکی ثبت شد. معادله سینتیکی واکنش مورد نظر به صورت توانی تعریف و ضریب های مربوط با استفاده از الگوریتم ژنتیک محاسبه شد. توانایی مدل حاضر در پیش بینی درصد تبدیل منو سدیم فسفات با ضریب رگرسیون 0.955 و خطای متوسط %3.39 نشان دهنده دقت بالای مدل ارایه شده در پیش بینی رفتار واکنش مورد نظر است.

رسوب گذاری و خوردگی زیر رسوب از مشکلات رایج در صنعت قند است که به طور عمده در تجهیزات مربوط به تبخیـر و تغلیظ شربت قند مشاهده می شـود. رسـوب های ناشی از شربت قند بر روی سطوح داخلی لوله های تبخیر کننده به وجود می آیند و به تدریج با جلوگیری از انتقال حرارت، بازده تبخیر را کاهش می دهنـد. برای حل این مشـکل از مـواد بازدارنده رسوب استفاده می شود. در این پژوهش بازده عملکرد چهار نوع از مواد بازدارنده رسوب، با کاربری مناسب صـنعت قنـد شامل 1- پلی اکریلیک اسید، 2- ترکیب %75 پلی اکریلیک اسید و %25 آمینو متیل پروپیل سولفونیک اسید، 3- پلی مالئیک اسـید و 4- نمک سدیم پلی کربوکسیلات، برای جلوگیری از تشکیل رسـوب در تبخیرکننـده ها با یکدیگر مقایسه شده است. برای اندازه گیری درصد بازدارندگی مواد ضدرسوب، میزان سختی شربت قند قبل و بعد از رسوب گیری، یک بار در حضور مواد ضدرسوب و یک بار بدون استفاده از مواد ضدرسوب، اندازه گیـری شد. در نهایت، درصـد بازدارندگی و مقـدار بهینه مصـرفی هر بازدارنده محاسبه شد و مقدارهای محاسبه شده با یکدیگر مقایسه شدند. نتیجه های به دسـت آمده نشان می دهـد که می توان با اسـتفاده از ترکیب های پلیمری دارای ساختمان قطبی نظـیر نمک سـدیم پلی کربوکسیلات، تا حدود %95 از تشکیل رسوب در تبخیرکننده های کارخانه قند جلوگیری کرد.

ابعاد مشکل آفرین رسوب مواد سنگین هیدروکربوری، از دهه قبل، به علت روشن نشدن علت های آن اولویت پیدا کرده و برای پیش بینی آن توسط نرم افزارها فعالیت های زیادی توسط شرکت های نفتی صورت می گیرد. یکی از مشکلاتی که در هنگام تزریق گاز به وجود می آید تشکیل رسوب آسفالتین است که پیش بینی مقدار آن قبل از انجام تزریق گاز امری ضروری است. در این مقاله به منظور تعیین مقدار رسوب آسفالتین نفت، در یکی از مخازن نفتی در اثر تزریق گاز شیرین (سبک) و گاز ترش (سنگین) همراه نفت، چندین آزمایش جابه جایی نفت به وسیله گاز در فشارهای مختلف و دمای 237oF در داخل محیط متخلخل لوله قلمی اجرا شده است. در این آزمایش ها مقدار رسوب آسفالتین باقیمانده در محیط متخلخل و مقدار رسوب آسفالتین تشکیل شده و خارج شده از آن اندازه گیری شده و تاثیر رسوب آسفالتین روی تراوایی محیط متخلخل بررسی شده است. نتیجه های آزمایش های انجام شده نشان می دهد که در اثر تزریق گاز ترش میزان رسوب کمتری نسبت به گاز شیرین ایجاد می شود. همچنین وقتی فشار از فشار حداقل امتزاج پذیری (MMP) بیشتر می شود، میزان رسوب آسفالتین کاهش می یابد.

در راستای کاهش عدد کاپای خمیر کاغذ حاصل از فرایند سودای باگاس و در نتیجه کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از رنگبری خمیر کاغذ شیمیایی حاصل از باگاس، در این پژوهش اثر استفاده از چند نوع سورفکتانت بر لیگنین زدایی و قابلیت رنگبری خمیرکاغذهای حاصل از باگاس مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه ها نشان داد که کاربرد %1 وزنی بعضی از سورفکتانت های مورد استفاده، عدد کاپای خمیرکاغذ را بدون کاهش بازده به طور چشمگیری کاهش می دهد. سورفکتانت ها موجب مصرف کمتر قلیا در جریان خمیرسازی، افزایش درجة روشنی خمیرکاغذ رنگبری نشده و درجة روانی و همچنین کاهش وازده در خمیر کاغذهای تولید شده می شوند. رنگبری خمیر کاغذهای حاصل از کاربرد سورفکتانت ها در مراحل رنگبری D0ED1 و DoEpD1 منجر به تولید خمیرکاغذهایی با روشنی بیشتر در مقایسه با خمیر کاغذ سودای معمولی در مصرف یکسان دی اکسید کلر می شوند. مقاومت مکانیکی کاغذهای حاصل از کاربرد این مواد بهتر از مقاومت های مکانیکی حاصل از خمیرکاغذ سودای معمولی است.

بنتونیت استخراج شده از معادن مختلف ویژگی های متفاوت فیزیکی و شیمیایی داشته ودر نتیجه کاربردهای آن متفاوت است.کانی اصلی بنتونیت، مونتموریلونیت است و میزان آن و کانی های همراه آن و هم چنین نوع بنتونیت روی این ویژگی ها تاثیر زیادی دارد. دراین پژوهش ابتدا از معادن بنتونیت در حال بهره برداری استان کرمان نمونه برداری شد و سپس الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) آنها مورد مطالعه و هم چنین آنالیزشیمیایی و اندیس تورم آنها تعیین و مورد بررسی قرار گرفت. بررسی نتیجه های به دست آمده نشان داد که نمونه های 1 و 2 که از معدن بنتونیت خیرآباد گرفته شده اند میزان مونتموریلونیت به نسبت بالایی داشته و نمونه 2 از نوع سدیمی بوده و نمونه 1 از نوع کلسیمی است. میزان مونتموریلونیت موجود در نمونه 3 که از معدن حرجند برداشته شد به نسبت بالاست و از لحاظ کیفی ناخالصی های بیشتری نسبت به نمونه های دیگر داشته و از نوع کلسیمی است و نمونه 4 که از معدن تنگ قوچان به دست آمده از میزان مونتموریلونیت به نسبت بالایی برخوردار بوده و از نوع کلسیمی است. ظرفیت تعویض کاتیونی (CEC) نمونه ها به دو روش جذب متیلن بلو و کمپلکس اتیلن دی آمین مس به دست آمد. روش کمپلکس اتیلن دی آمین مس در تمامی نمونه ها مقدارهای صحیح تری را نسبت به روش متیلن بلو نشان داد و همچنین روش متیلن بلو برای تعیین ظرفیت تعویض کاتیونی (CEC) نمونه های کلسیمی قابل اطمینان نبود.

در این مطالعه کارآیی باگاس به عنوان جاذب در حذف یون کادمیم (P) از محیط آبی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین شرایط مختلف از قبیلpH ، دما، حجم محلول آزمایشی، وزن باگاس، قطر ذرات باگاس، زمان مبادله و غیره بررسی شده و شرایط بهینه انتخاب شد. در pH=6 درصد جذب یونهای کادمیم (P) بیش از %95 است. سرعت مبادله بسیار عالی بوده و حتی نسبت به مبادله کننده های یونی کلاسیک دارای برتری است. از سوی دیگر باگاس قادر به حذف فلزات سنگین در حد ppm و بالاتر است. نتیجه های جذب روی باگاس به وسیله دو مدل فرندلیچ و لانگمویر مورد تحلیل قرار گرفت. مقدارهای جذب در مدل لانگمویر نسبت به مدل فرندلیچ بهتر صدق می کند.