مهندسی شیمی ایران
سال:1399 | دوره:19 | شماره:108 |تعداد مقالات:7

در بخش های پیشین نخست توسعه نرم افزارهای مهندسی شیمی مرور و سپس نرم افزارهای عمومی برای مدلسازی ریاضی مباحث مهندسی شیمی معرفی شد. در این بخش نرم افزارهای شبیه سازهای فرایند و همچنین دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) معرفی می شوند. ...

عوامل بسیاری بر روی بازدهی عملیات فزونی برداشت در مخازن زغال سنگ حاوی متان تاثیر می گذارند. برخی از مهم ترین این مولفه ها در این تحقیق مطالعه شد. بهترین بازه این مولفه ها برای انجام عملیات فزونی برداشت با استفاده از نرم افزار شبیه سازی مخازن اکلیپس به دست آمد. پس از انتخاب داده های مورد نظر برای تجزیه حساسیت سنجی، مدل های مربوطه با شرایط مختلف تعریف و سپس نتایج به دست آمده از این شبیه سازی بررسی و تحلیل شد. شاخص های تحلیل تجزیه حساسیت سنجی عبارتند از میزان گاز دی اکسید کربن تولیدشده و همچنین نرخ این تولید به علاوه میزان گاز دی اکسید کربن ذخیره شده در مخزن که از جنبه زیست محیطی برای صنعت نفت و گاز اهمیت دارد. برطبق نتایج تجزیه حساسیت سنجی می توان گفت که مولفه های تراوایی و تخلخل سامانه شکاف اگر از حد خاصی پایین تر روند عملیات فزونی برداشت را با شکست روبه رو می سازند. این در حالی است که سه مولفه دیگر یعنی فشار مخزن، فشار لانگمیور و ضریب یانگ تنها بازدهی عملیات فزونی برداشت را دستخوش تغییر می کنند.

امروزه با توجه به ملاحظات زیست محیطی، لزوم کاهش گسترش گازهای آلاینده به ویژه سولفید هیدروژن بیش از پیش احساس می شود؛ بدین دلیل انتخاب فرایند مناسب برای تبدیل گازهای اسیدی پالایشگاه ها به گوگرد عنصری از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله فناوری های مختلف بازیافت گوگرد از گاز اسیدی مطالعه و شرایط مختلف عملیاتی، تفاوت ها، برتری ها و کاستی های هر کدام بررسی شده است. انتخاب فناوری مناسب به ظرفیت، شرایط خوراک، میزان بازیافت مورد نیاز، شرایط عملیاتی و مسایل اقتصادی وابسته است. نتایج به دست آمده از مطالعه انجام شده نشان می دهد که در ظرفیت های بالا، برای رسیدن به بازیافت گوگرد در حدود 97%، بهترین گزینه فرایند کلاوس اصلاح شده است. به منظورافزایش بازیابی، لازم است از فرایند های پالایش گاز پسماند در ادامه فرایند کلاوس استفاده شود. برخی از این فناوری های افزایش بازیافت عبارتند از: فرایندهای زیر نقطه شبنم، اکسایش مستقیم، تبدیل اجزاء گوگردی به H2S و جذب آن با محلول آمین گزینش پذیر و تبدیل اجزاء گوگردی به SO2 و جذب آن با حلال مناسب. مطالعه پیش رو نشان می دهد که برای دست یابی به بازیافت بالاتر از 9/99%، فرایند جذب انتخابی سولفید هیدروژن با محلول آمین گزینش پذیر و بازگرداندن H2S جدا شده به ابتدای فرایند، مناسب ترین گزینه است.

هدف از پژوهش پیش رو ساخت گرم کننده چاپی با استفاده از لایه رسانای نانوگرافیت و نانومس است. از ویژگی های این گرمکن پایداری بالا و مصرف انرژی پایین آن است که امکان ساخت گرمکن با تولید دمای بالا را فراهم می کند. در این کار نانومس با استفاده از روش پلیول که در آن پلی وینیل پیرولیدون به عنوان یک عامل حفاظتی است، تولید شد. با توجه به تجزیه تصویر ریزبین الکترونی روبشی(SEM) اندازه نانوذرات مس در محدوده 9± 35 نانومتر تخمین زده شد. سپس با استفاده از تجزیه پراش اشعه ایکس(XRD) نانوذرات مس به عنوان مسی بلورین با ساختار فضای محوری مکعبی (FCC) تایید شد. در ادامه از گرافیت، 1-متیل-2-پیرولیدینون (به عنوان حلال لایه) و نانوذرات مس (برای بالابردن رسانایی لایه)، لایه رسانا با درصد وزنی 21/60 درصد تهیه شد. در پایان میزان مقاومت لایه رسانای چاپ شده بر روی سطح (شیشه) با ابعاد 1×10 سانتی متر، که به وسیله آون در دمای 170 درجه سلسیوس خشک شده، 8/126 اهم تعیین شد و لایه ساخته شده به عنوان گرمکن چاپی به منبع تغذیه با ولتاژ 24 ولت متصل شد. دمای گرمکن در کمتر از یک دقیقه تا 200 درجه سلسیوس افزایش یافت. گرمکن تهیه شده با توجه به پایداری و گرمای یکنواختی که تولید می کند قابلیت استفاده در صنایع الکترونیکی را دارد.

ایروژل های سیلیکایی به دلیل داشتن سطح ویژه و تخلخل باز بسیار بالابه عنوان پایه کاتالیست ها مورد توجه قرار گرفته اند. در مقاله پیش رو کاتالیست های بر پایه ایروژل های سیلیکایی مرور شده اند. روش ساخت ایروژل ها و روش های گوناگون افزودن فاز فعال کاتالیستی در ماتریس ایروژلی توصیف شده است. همنهشت ایروژل شامل تهیه ژل سیلیکا با فرایند سل-ژل و سپس خشک کردن ژل با فنون ویژه برای رسیدن به ایروژل است. برای تهیه ایروژل کاتالیستی فاز دوم می تواند پیش از تشکیل ژل و یا بعد از تشکیل ژل به آن افزوده شود. در روش اول محلول پیش ماده های فاز دوم و یا نانوذرات آن به سل سیلیکا افزوده می شود و فاز کاتالیستی همزمان با تشکیل ژل سیلیکا وارد ساختار آن می شود. در روش دوم، فاز دوم بر روی ژل سیلیکا تلقیح می شود و یا به روش تلقیح یا نفوذ بخار بر روی ایروژل نشانده می شود. مطالعات گوناگون انجام گرفته در زمینه ایروژل های کاتالیستی گرداوری شده و واکنش مطالعه شده به همراه روش خشک سازی ایروژل، پیش ماده مورد استفاده برای سیلیکا و نیز روش تهیه کاتالیست در آنها ارایه شده است. در پایان مقایسه ای بین کاتالیست های ایروژلی و زروژلی انجام شده است که مطالعات موجود نشان دهنده خواص مطلوبتر و عملکرد بسیار بهتر کاتالیست های ایروژلی در واکنش های گوناگون بودند. به عنوان نمونه در مطالعات گوناگون، سطح ویژه تا 9/3 برابر بزرگتر، حجم تخلخل تا 23 برابر بزرگتر، میزان تبدیل واکنش دهنده مد نظر تا 5/7 برابر بزرگتر، بازده محصول مد نظر تا 7 برابر بزرگتر و انتخاب پذیری محصول دلخواه تا 4 برابر بیشتر برای کاتالیست ایروژلی نسبت به کاتالیست زروژلی گزارش شده است.

نانوچندسازه های بسپاری از متنوع ترین مواد امروزی و دارای خواص بی همتایی هستند، ولی با این حال مواد بسپاری نمی توانند به تنهایی، دامنه گسترده ای از خواص مطلوب روانه شناختی را از خود نشان دهند، از این رو برای توسعه کارایی بالای این نانوچندسازه ها، به امتزاج این چندسازه ها، با موادی مانند نانوصفحات رس که یکی از تجاری ترین و موثرترین نانوصفحات رایج است، نیازمندیم. بنابراین در این تحقیق، مروری بر مطالعه های پیشین انجام شده برای بررسی اثر نانو صفحات رس در نانوچندسازه پلی پروپیلن/ رس بر خواص روانه شناختی آمیزه های امتزاج ناپذیر بسپاری انجام شده است. براساس بررسی های ما، مشخص شد که برای برهمکنش های ضعیف چندسازه های بسپار/ نانو صفحات رس و در سامانه هایی که پخش ذرات نانو در آن ها پایداری کمی دارد، افزودن سیلیکات لایه ای کمترین تاثیر را بر رفتار روانه شناختی نانوچندسازه دارد. برای برهمکنش های قوی چندسازه های بسپار/صفحات رس، یک انتقال از رفتار روانه شناختی مایع گونه به رفتار جامدگونه در اندازه های نسبتا کم از سیلیکات (2-1 درصد وزنی) دیده می شود. از طرفی، براساس بررسی های انجام شده، مشخص شده است که نانوصفحات رس با افزایش گران روی و کشسانی ماتریس بسپار به گسترش ریخت شناسی فازی کمک می کند.

استفاده از تماس دهنده های غشایی برای پالایش گازهای اسیدی یکی از پیشرفت های مهم در فرایندهای مهندسی و حفاظت از محیط زیست است. باوجود برتری های متعدد تماس دهنده های غشایی، تر شوندگی غشاها مهم ترین مشکل در گسترش این فناوری به شمار می رود. در راستای کاهش مشکل تر شوندگی، در این پژوهش، غشاهای الیاف توخالی پلی پروپیلنی فوق آبگریز تهیه و ساختار و عملکرد غشاها، به وسیله آزمون های مختلف ارزیابی شد. نتایج حاصل از اندازه گیری زاویه تماس، نشان داد که برای غشاهای پوشش دهی شده با گروه عاملی متیل و فلویور اندازه زاویه تماس به ترتیب تا ° 162 و ° 155 افزایش یافت. همچنین نتایج به دست آمده از نمودار ویلسون نشان داد که مقاومت انتقال جرم غشاهای خالص، پوشش دهی شده با گروه عاملی متیل و فلویور به ترتیب برابر با 78/30%، 79/18% و 45/22% است. بدین ترتیب غشاهای پوشش دهی شده با گروه عاملی متیل از پتانسیل بالایی برای کاربرد در تماس دهنده های غشایی برخوردار هستند.