پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر
سال:1398 | دوره:3 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

در واحد 107 پالایشگاه گاز فاز 9 و 10 پارس جنوبی محصولات بوتان و پروپان که اجزاء گاز مایع هستند از گاز طبیعی جدا می شوند. غلظت متیل مرکاپتان و اتیل مرکاپتان در پروپان به ترتیب ppm 551 و46 و غلظت این ترکیبات در بوتان به ترتیب برابر ppm 1218 و %8/0 وزنی می باشند. به منظور خارج نمودن مرکاپتانها از محصولات بوتان و پروپان، فرآیند شستشو با محلول آبی هیدروکسید سدیم با غلظت 15 تا 20 درصد وزنی بکار برده می شود. در این تحقیق با استفاده از نرم افزار Petro-SIM که خاص شبیه سازی واحدهای فرآیندی در صنعت نفت و گاز است، واحدهای 113، 114 و 115 پالایشگاه گاز فاز 9 و 10 پارس جنوبی شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایشات تجربی و داده های موجود در اسناد طراحی کارخانه مقایسه شده و تطابق بالایی بین آنها دیده می شود که نشان از صحت شبیه سازی دارد. در ادامه با استفاده از ابزار بهینه ساز نرم افزار به بهینه سازی پارامترهای عملیاتی پرداخته شده است. نتایج بهینه سازی فرآیند نشان میدهد که با افزایش دمای استخراج در واحد 115 به 46 درجه سانتیگراد می توان غلظت مرکاپتان در محصولات را کاهش داد. سایر پارامترهای مستقل بر نتیجه نهایی فرآیند تاثیری ندارند و بدون تغییر مانده اند.

به منظور توسعه دامنه کاربرد مواد پلیمری در تهیه سیالات حفاری، در این پژوهش آمیزه های مختلفی از نشاسته گندم و پلی اکریل آمید تهیه و رفتار ریولوژی و سازگاری نمونه ها در شرایط متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی رفتار رئولوژیکی آمیزه های نشاسته-پلی اکریل آمید در آب شیر و آب نمک اشباع نشان داد که در هر دو محیط با افزایش غلظت پلی اکریل آمید، ویسکوزیته نمونه ها افزایش یافت. با این وجود، آمیزه های نشاسته-پلی اکریل آمید در آب نمک اشباع ویسکوزیته پایین تری نسبت به آب معمولی داشتند. مشاهده شد که در هر دو محیط آب شیر و آب نمک اشباع پس از 24 ساعت ماندگی در دمای 90 درجه سانتیگراد، ویسکوزیته اکثر نمونه ها افزایش یافت. مقایسه منحنی های مربوط به داده های تجربی ویسکوزیته و پیش بینی قانون مخلوط ها نشان داد که در آب نمک اشباع و دمای ◦ c90 این منحنی ها بسیار به هم نزدیک بوده و این رفتار می تواند دلالت بر سازگاری اجزاء این آمیزه در محیط آب نمک اشباع باشد. انجام فرآیند پیرشدگی نمونه ها سبب بهبود سازگاری آمیزه های نشاسته-پلی اکریل آمید شد. در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که آمیزه های نشاسته-پلی اکریل آمید در دمای بالا (◦ C90) و محیط آب نمک NaCl اشباع سازگار بوده و بکارگیری این آمیزه ها در تهیه سیالات حفاری می تواند توسعه دامنه کاربرد مواد پلیمری در تهیه این سیالات و سهولت در تنظیم خواص رئولوژیکی آنها را به همراه داشته باشد.

یکی از روش های مرسوم ازدیاد برداشت در مخازن نفتی جهان، روش سیلاب زنی با آب است. اشباع بالای نفت باقی مانده در انتهای فرایند تزریق آب، ناشی از راندمان کم جاروبی و رخ دادن سریع پدیده ی مخروطی شدن می باشد. این مشکل با افزودن پلیمر به آب تزریقی و کنترل تحرک پذیری جبهه تزریقی رفع خواهد شد. در این مطالعه سعی شده است از طریق سنتز نانوکامپوزیت پلی اکریل آمید، تغیرات تحرک پذیری سیال تزریقی، کشش بین سطحی و ترشوندگی سنگ مخزن آهکی مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این، عملکرد پلی آکریل آمید تزریقی در شرایط شوری بالای آب سازند، از طریق افزودن نانو ذره سلیس، کنترل گردید. نتایج تست زتا نشان می دهد که افزودن نانو ذره سیلیس موجب پایداری عملکرد پلی آکریل آمید در شرایط شوری بالا می شود. همچنین نانو کامپوزیت پلی اکریل آمید با غلظت 1 درصد نانو دارای کمترین میزان کشش بین سطحی (mN/m 18. 34) و بیشترین تمایل به شرایط آبدوستی را دارد. علاوه بر این، نانو کامپوزیت پلی اکریل آمید با درصد نانو سیلیکای 1، بهترین عملکرد را برروی ویسکوزیته آب مخزن دارد که می تواند موجب بهبود نسبت تحرک پذیری گردد (1. 07=M) و تولید نفت را افزایش دهد.

در این مقاله برای بررسی کنترل ولتاژ یک پیل سوختی میکروبی دومحفظه ای از دو نوع کنترل کننده PI کلاسیک و کنترل کننده MPC استفاده شده است. بدین منظور برای مدلسازی پیل سوختی میکروبی دو محفظه ای از مدل ارائه شده توسط اسفندیاری و همکارانش[1, 2] استفاده شده است. سپس براساس این مدل، یک کنترل کننده PI کلاسیک مبتنی بر مدل داخلی و یک کنترل کننده MPC طراحی و پیاده سازی شد. بر اساس کنترل کننده های طراحی شده، با تنظیم دبی وروی سوبسترا در برابر تغییراتی که معمولا به صورت اغتشاش مانند غلظت ورودی به سوبسترا یا تاثیر وجود نامعینی در پارامترهای مدل فرآیند مانند و به سیستم اعمال شد. که میزان خطای مطلق انتگرالی، زمان خیز و فرارفت به ترتیب برای کنترل کننده PI کلاسیک برابر با 159/13، 75/3 و 091/0 و برای کنترل کننده MPC 908/11، 035/0 و 142/0 می باشد. که نتایج نشان می دهد که کنترل کننده MPC در مقایسه با کنترل کننده PI کلاسیک از عملکرد مطلوب تری برخوردار است.

استفاده از ابزارهای مهندسی ژنتیک برای تولید سویه صنعتی خصوصا از میکروارگانیسم های کمتر شناخته شده همچون سیانوباکترها همواره با محدودیت هایی مواجه است. در این تحقیق، از یک روش سیستمی به کمک دانش بین رشته ای زیست شناسی سامانه ها برای طراحی محیط کشت بجای طراحی سویه استفاده شد و توانمندی آن در افزایش تولید اتانول توسط سیانوباکتر سینکوسیستیس sp. PCC 6803 مورد ارزیابی آزمایشگاهی قرار گرفت. در این روش، مواد با هدف تنظیم فعالیت آنزیم های هدف نه با هدف مصرف توسط سلول به محیط کشت افزوده می شوند و بنابراین محیط کشت طراحی شده، محدودیت های درون سلولی برای تولید محصول زیستی را برطرف می کند. یک مدل متابولیکی برای تعیین حداقل میزان ترشح اتانول و شناسایی ژن هایی که کاهش یا افزایش بیان آنها این حداقل میزان را افزایش می دهند، بکار رفت. سپس، تنظیم کننده های آنزیم های بیان شده توسط ژن های هدف از پایگاه داده Brenda استخراج شد و اثر آنها بر تولید به طور تجربی ارزیابی شد و طراحی آزمایش برای بهینه سازی غلظت ترکیبات انتخاب شده انجام شد. در میان ترکیبات شناسایی شده، دو مهار کننده (اسید سالیسیک و کلرید جیوه) و یک فعال کننده (پیروات) برای افزودن به محیط انتخاب شدند و غلظت آنها با استفاده از روش طرح مرکب مرکزی بهینه سازی شد. محیط کشت تنظیمی پیشنهادی تولید اتانول توسط سینکوسیستیس را از 352 به 1116 میلی گرم بر لیتر افزایش داد که نشان دهنده اثربخشی ترکیبات تنظیمی اضافه شده بر متابولیسم است. روش سیستمی پیشنهاد شده می تواند در طراحی محیط کشت دیگر محصولات مهم صنعت زیست فناوری کشور همچون پروتئین های نوترکیب کاربرد داشته باشد.

در این پژوهش، توانایی جذب زیستی اورانیم (VI) توسط جاذب ترکیبی Pseudomonas putida @ Chitosan درون ستون بستر ثابت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش غلظت خوراک ورودی از 50 تا mg/L 200 موجب افزایش ظرفیت جذب از 188/76 تا mg/g 429/28 می گردد. بدلیل استفاده حداکثری از اختلاف غلظت خوراک به عنوان نیروی محرکه ی جذب در ستون بستر ثابت، ظرفیت جذب زیستی جاذب درون ستون از مقدار آن در حالت ناپیوسته بیشتر شد. کاهش در دبی جریان ورودی از طریق افزایش زمان اقامت برای نفوذ یا برهم کنش بهتر و نیز دسترسی بیشتر به جایگاه های اتصال برای یون های اورانیم، موجب بهبود عملکرد ستون شد. افت ظرفیت جذب زیستی ناشی از افزایش دبی جریان ورودی ثابت کرد که نفوذ درون ذره ای، مرحله کنترل کننده جذب می باشد. با کاهش اندازه ذرات جاذب از 1/5 به mm 1، یک افزایش محسوس در ظرفیت جذب از 167/02 تا mg/g 296/87 بدست آمد. همچنین با آنالیزهای FTIR و تیتراسیون پتانسیومتری ثابت شد که 3+NH-تنها گروه عاملی فعال در فرآیند جذب درون کیتوزان است، در حالی که گروه های 3+NH-، 3NH-، COOH و-OH-در جاذب ترکیبی فعال هستند. در نتیجه، مطالعه حاضر نشان داد که جاذب زیستی ترکیبی حاضر می تواند برای جذب زیستی اورانیم (VI) از محلول های آبی در حالت پیوسته مناسب باشد.