مهندسی شیمی ایران
سال:1398 | دوره:18 | شماره:102 |تعداد مقالات:7

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

پلیمریزاسیون مونومر 1، 3-بوتادین، با استفاده از کاتالیست های مختلف زیگلر-ناتا بر پایه فلزهای تیتانیوم (Ti)، کبالت (Co)، نیکل (Ni) و نیودیمیوم (Nd) با ساز و کار کیوردیناسیونی1 انجام می شود. در این میان به کاتالیست های بر پایه نیودیمیوم، به دلیل تولید پلی بوتادین رابر2 با میزان سیس بالا و خطیت زیاد، توجه زیادی شده است. این مقاله، سینتیک پلیمریزاسیون مونومر بوتادین با کاتالیست های سه جزیی زیگلر – ناتا، شامل نمک های نیودیمیوم به عنوان کاتالیست، انواع آلکیل آلومینیوم های مختلف به عنوان کمک کاتالیست و هالیدهای آلکیل آلومینیوم به عنوان دانر3 را بررسی می کند. همچنین تاثیر اجزای کاتالیست روی سرعت واکنش پلیمریزاسیون، جرم مولی و توزیع جرم مولی پلیمر نهایی بررسی خواهد شد. به طور خلاصه، دانر هالیدی روی سرعت واکنش پلیمریزاسیون اثر می گذارد. با وجود اینکه تاثیر اصلی آلکیل آلومینیوم (نوع و مقدار آن) روی جرم مولی پلیمر است ولی روی سرعت پلیمریزاسیون هم بی تاثیر نیست. رفتار خطی مشاهده شده در نمودارهای جرم مولی بر حسب درصد تبدیل مونومر، گویای ماهیت زنده4 پلیمریزاسیون است. پلیمریزاسیون مونومر بوتادین در حضور انواع سامانه های کاتالیستی بر پایه Nd، می تواند از نوع انتقال زنجیر کیوردیناسیونی5 باشد. پلیمرهای سه بخشی6 سنتز شده از مونومر بوتادین با سایر مونومرها، تاییدی بر زنده بودن این سامانه کاتالیستی است.

در این تحقیق، روش نوین فرایند غنی سازی گاز طبیعی موازی با فرایند تشکیل هیدرات گازی معرفی شده و تاثیر نانوساختارهای گرافنی شامل نانوصفحات گرافنی، گرافن نانومتخلخل و گرافن هامرز بر این فرایند بررسی شده است. ابتدا نانوصفحات گرافنی به دو روش رسوب دهی بخار شیمیایی (CVD) و هامرز، سنتز و پس از آن نانوصفحات گرافنی و گرافن نانومتخلخل، عامل دار شدند تا اثر آن ها بر فرایند نیز سنجیده شود. سپس ساختار کریستالی و هندسی همه ی نانوساختارها با آنالیز های XRD، FTIR، SEM و BET بررسی شد. در ادامه، نانوسیال هایی حاوی 1% وزنی از نانوساختارها تهیه و در فرایند تشکیل هیدرات گاز طبیعی حاوی 7/92% متان تحت شرایط kPa 9/6 و  C4 استفاده شد. برای مقایسه نتایج از نمونه شاهد حاوی 100 گرم آب دیونیزه استفاده شد. پس از تشکیل هیدرات، با افزایش تدریجی دمای راکتور و تجزیه 95% از هیدرات تشکیل شده، از گاز طبیعی نمونه گیری و با آنالیز GC، ترکیبات آن مشخص و با گاز اولیه مقایسه شد. نتایج به دست آمده گویای افزایش 48/3 و 06/4 درصدی متان و حذف ترکیبات خورنده همچون دی اکسیدکربن، به ترتیب در حضور گرافن نانومتخلخل و گرافن نانومتخلخل عامل دارشده است.

نیروگاه های حرارتی ازجمله بزرگ ترین مصرف کننده های انرژی در کشور هستند. در این مطالعه، تعدادی از راه حل های متداول کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده در نیروگاه ها بررسی شده است. در نیروگاه بخار، راه کارهایی برای بازیابی حرارت و آب هدررفته در زیرکش دیگ بخار و یکپارچه سازی نیروگاه سوخت فسیلی با نیروگاه خورشیدی ارایه شده است. در نیروگاه های گازی و چرخه ترکیبی، این راه حل ها شامل تغییر شرایط هوای ورودی به توربین گازی، استفاده از انرژی خورشیدی و سامانه ی تزریق بخار است. راه کارهای پیشنهاد شده در بخش نیروگاه بخار، برای نمونه روی نیروگاه شازند اراک، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که بازده این نیروگاه می تواند با بهره گیری از راه کارهای پیشنهادی افزایش یابد.

خشک کردن جامدات از قدیمی ترین و رایج ترین نوع عملیات واحد است که در صنایع مختلف کاربرد دارد. در این مطالعه دستگاه و ماده مورد نظر، خشک کن دوار و ذرت شیرین بوده و با استفاده از نرم افزار طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ اثر دمای هوای ورودی و سرعت چرخش استوانه بر پارامتر های نهایی همچون زمان خشک شدن و دمای نهایی محصول بررسی شد. میزان رطوبت اولیه و نهایی دانه های ذرت در این پژوهش به ترتیب 73% و 15% بر پایه تر است. نتایج نشان داد که زمان خشک شدن، با افزایش دمای فرایند، کاهش ولی با افزایش سرعت چرخش، افزایش می یابد. همچنین شرایط عملیاتی دمای ( C) 6/65 و سرعت چرخش (rpm) 5/6 برای رسیدن به رطوبت نهایی 15 درصد، بهترین شرایط برای خشک کردن دانه های ذرت در خشک کن دوار است.

رشد روزافزون مصرف سوخت های فسیلی و محدود بودن آن و نگرانی های زیست محیطی ناشی از آن، باعث شده پژوهش های گسترده ای برای جایگزینی منابع جدید و پاک انرژی انجام شود؛ در سال های اخیر پژوهشگران به پیل های سوختی، سلول های خورشیدی، باتری های لیتیومی و زیست توده توجه بسیاری کرده اند. هرچند این روش ها معایبی دارد اما حضور نانوفناوری، تاثیر قابل توجهی در از میان بردن نقایص آن ها داشته است. گرافن به عنوان یک نانوساختار کربنی دوبعدی که در آن اتم های کربن به صورت شبکه شش ضلعی با پیوندهای کووالانسی کنار یکدیگر قرار گرفته، به دلیل ویژگی های منحصربه فرد الکتریکی، حرارتی، شیمیایی، مکانیکی و مساحت سطح بالا و چگالی کم، اثر شگرفی در بهبود کارکرد پیل های سوختی، سلول های خورشیدی، باتری های لیتیومی و زیست توده داشته است. به علت اهمیت این موضوع، در این مقاله بر گرافن و کاربردهای آن در انرژی های پاک پرداخته شده است.

امروزه به دلیل افزایش مشکلات ناشی از پدیده گرمایش جهانی، روش های زیادی به وسیله پژوهشگران برای کاهش گاز آلاینده کربن دی اکسید ارایه شده است. فرایندهای جذب و ذخیره سازی کربن دی اکسید (CCS) و یا تبدیل کربن دی اکسید به محصولات مفید از این روش ها است. در این میان فرایندهای تبدیل فتوکاتالیستی CO2 به مواد شیمیایی با ارزش و سوخت های هیدروکربنی علاوه بر کاستن نگرانی ها برای انباشت این گاز آلاینده، مسیر تازه ای را برای تولید ترکیبات مشتق از گاز کربن دی اکسید ایجاد کرده است. در این مقاله مروری، نخست به طور خلاصه فناوری های تبدیل کربن دی اکسید، و سپس اصول تبدیل فتوکاتالیستی آن بررسی شده است. هدف اصلی این مقاله بررسی اثر کاهنده ها از میان عوامل متعدد موثر در تبدیل فتوکاتالیستی CO2 است؛ بنابراین اثر کاهنده های مختلف همچون آب مایع، بخار آب و گاز هیدروژن بر میزان تبدیل کربن دی اکسید و چگونگی توزیع محصولات، بررسی شده است. نتایج این مطالعه گویای آن است که عوامل کاهنده مختلف، مسیرهای واکنش متفاوتی را طی می کنند و در نهایت منجر به تولید محصولات متنوع همچون متانول، متان، فرمیک اسید، فرم آلدیید و کربن مونوکسید می شوند. در ادامه برای ایجاد شرایط مطلوب هدایت واکنش به سمت توزیع محصول مورد نظر با بازده هرچه بیشتر، واکنش های انجام شده در حضور این سه عامل کاهنده با یکدیگر مقایسه شده است. انتخاب پذیری واکنش تبدیل در حضور آب مایع نسبت به متانول بیشتر است و متانول با نرخ بیشتری تولید می شود؛ در حالی که بیشتر محصول واکنش های کاهش فتوکاتالیستی کربن دی اکسید در فاز گازی و در حضور بخار آب، گاز هیدروژن، گاز متان و کربن مونوکسید است.