شیمی و مهندسی شیمی ایران
سال:1399 | دوره:39 | شماره:4 (پیاپی 98) |تعداد مقالات:25

در سال های اخیر تشکیل هیدرات های گازی به دلیل کاربردهای آن ها موردتوجه قرار گرفته است. ذخیره و انتفال گاز طبیعی و همچنین جداسازی گازهای اسیدی مانند کربن دی اکسید از گاز طبیعی و خروجی موتور های احتراق به کمک پدیده هیدرات مورد مطالعه گسترده پژوهشگران قرار گرفته است. اثر افزودنی ها در تشکیل هیدرات های گازی نقش چند گانه ای دارند. برخی از این افزودنی باعث تسریع در تشکیل هیدرات می شود که به آن ها ارتقا دهنده گفته می شود. از جمله این افزودنی ها نانو ذره های اکسیدهای فلزی است. در این پژوهش اثر نانوذره های آهن اکسید و روی اکسید بر روی سینتیک تشکیل هیدات مورد بررسی قرار گرفته است. در پژوهش های پیشین اثر نانوذره های آهن اکسید بر سینتیک تشکیل هیدرات مورد بررسی قرار نگرفنه است، از سویی بارگذاری جدیدی از نانوذره های روی اکسید برای بررسی ظرفیت ذحیره سازی و سرعت تشکیل هیدرات در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. در این پژوهش بررسی آزمایشگاهی اثر این نانوذره ها در تشکیل هیدرات گازی و بررسی پارامترهای سینتیکی تشکیل هیدرات کربن دی اکسید انجام شد، نتیجه های آزمایشگاهی نشان داد ظرفیت ذخیره سازی در حضور نانوسیال تا 10% افزایش یافته است. در حضور نانوسیال روی اکسید با فشار تزریفی آغازین 37 بار زمان لازم برای تشکیل کامل هیدرات CO2 در حدود 10 برابر و در فشار اولیه 28 بار در حدود 22 درصد نسبت به آب خالص بهبود یافت.

در این مطالعه از نانو مواد متخلخل MCM-41، SBA-15 و گونه اصلاح شده آن ها برای حذف یون های سرب و کادمیوم از آب استفاده شد. ویژگی های نانومواد متخلخل توسط XRD، SEM، BET و FT-IR بررسی شد، همچنین غلظت یون های سرب و کادمیوم توسط AAS اندازه گیری شد. نتیجه های آنالیز سطح سنجی نشان داد شکل هم دمای نمونه ها از نوع IV می باشد. در این مطالعه پارامترهای میزان جاذب، تغییرهای pH و زمان جذب مورد بررسی قرارگرفت. نتیجه ها نشان می دهد راندمان جذب سرب توسط نمونه های سنتز شده بیش ر از جذب کادمیوم است، همچنین حضور گروه آمینی در ساختار مزومتخلخل راندمان جذب را افزایش می دهد. تکرارپذیری جذب توسط نمونه های سنتز شده در چهار مرحله انجام شد و نتیجه ها نشان داد جذب تغییر چندانی نداشته و این امر تکرار پذیری جاذب ها را تایید می کند. همچنین الگوی پراش پرتو ایکس از نمونه بازیافتی NH2-MCM-41 نشان می دهد ساختار پس از فرایند جذب حفظ شده است.

در این پژوهش، سینتیک حذف رنگدانه اسید آبی 260 که یک رنگدانه اسیدی است، از محلول آبی با استفاده از نانولوله کربنی چند دیواره در شرایط بهینه pH که برابر 6. 5 است و در دمای K298 مورد بررسی قرار گرفت. شش مدل سینتیکی که شامل مدل شبه درجه اول، شبه درجه دوم، نفوذ درون ذره ای، الویچ، بنگهام و فروندلیج اصلاح شده استفاده شد. داده های سینتیکی با استفاده از مدل های یاد شده و روش برازش خطی و برازش غیرخطی مورد برازش قرار گرفتند. نتیجه های آنالیز داده ها نشان داد که مدل سینتیکی شبه درجه دوم در هر دو روش برازش خطی و غیرخطی، بیش ترین سازگاری را داشت. این نتیجه نشان داد که مرحله کنترل کننده سرعت، جذب روی سطح است. مقدار ظرفیت جذب تعادلی محاسبه شده در مدل شبه درجه دوم در برازش خطی و غیرخطی بین 73 تا 75 میلی گرم جذب شونده بر گرم جاذب، به مقدار تجربی (mg/g99) نزدیک است. ترتیب تطابق داده هاب ا مدل های دیگر در برازش غیرخطی به ترتیب مدل شبه درجه اول، بنگهام، فروندلیچ اصلاح شده، الوویچ و مدل نفود درون ذره ای و در برازش خطی، بنگهام، الوویچ، فروندلیچ اصلاح شده، نفود درون ذره ای و مدل شبه درجه اول است. انرژی فعال سازی آرنیوسی دیده شده از داده های تجربی برابر kJ/mol61. 63-محاسبه شد که نشان دهنده این واقعیت است که سد انرژی در فرایند جذب وجود ندارد و واکنش گرمازا است.

در این پژوهش کاتالیست نوینی از خانواده سولفامیک اسیدها که قابلیت استفاده در فاز جامد را دارا می باشد از واکنش بین کلروسولفونیک اسید و متیلن دی آنیلین به روشی ساده سنتز شد و پس از شناسایی و تایید ساختار برای ارزیابی قابلیت کاتالیستی در واکنشی که به منظور سنتز ترکیب های هتروسیکل نوین فعال زیستی از خانواده زانتن ها (بیس زانتن ها) طراحی شده بود، مورد استفاده قرار گرفت. کاتالیست یادشده از نظر قابلیت استفاده در فاز جامد، سنتز آسان و همچنین نداشتن یون هالید به عنوان آلاینده محیط زیست نسبت به بسیاری از کاتالیست های اسیدی فاز جامد برتری دارد. نتیجه های به دست آمده از ارزیابی قدرت کاتالیستی کاتالیست یادشده نیز موید توانایی بالای آن برای استفاده در واکنش هایی است که نیازمند کاتالیست اسیدی می باشند. در همان حال ترکیب هایی که از سنتز آن ها برای ارزیابی قابلیت کاتالیستی کاتالیست یادشده استفاده شده، نوین هستند که برای اولین بار با بازده های خوب سنتز شده اند. ساختار فراورده ها نیز به وسیله طیف سنجی FT-IR، 1H NMR و 13C NMR تایید شد.

یک روش موثر و سبز برای سنتز مشتق های بنزیلیدن مالونونیتریل ها با تراکم آلدهیدهای گوناگون و مالونونیتریل در حضور کاتالیست جدید استوگوانامین تثبیت شده روی نانوذره های CoFe2O4 مغناطیسی با پوشش سلیکاژل در دمای اتاق با حلال اتانول و آب مطرح شده است. جداسازی ساده فراورده ها از مخلوط واکنش، بهبود بازده فراورده ها، زمان کوتاه واکنش، استفاده از حلال هایی که آلودگی زیست محیطی به نسبت کم تری دارند، روش آسان انجام واکنش، قابلیت بازیافت و استفاده ی دوباره کاتالیست از برتری های این روش به شمار می رود. همچنین در این پژوهش، کاتالیست مورد نظر حداقل می تواند در پنج دور متوالی در واکنش مدل، بدون کاهش فعالیت در راندمان مورد استفاده قرار گیرد. همه فراورده های به دست آمده با استفاده از داده های طیفی و مقایسه ویژگی های فیزیکی با مشتق های همانند گزارش شده در منابع مورد تایید قرار گرفتند.

دراین پژوهش از واکنش مس استیلید، ایزوتیوسیانات، آزیریدین ها و اکسیران ها، مشتق های تیومورفولین و اکساتیان با بازده مناسب تهیه شدند. شرایط بهینه سازی واکنش مطالعه شد و نتیجه های این مطالعه نشان داد که انتخاب نوع کاتالیزگر و حلال نقش مهمی در کارایی واکنش دارند. در این مطالعه مشخص شد که حلال دی متیل سولفوکسید، باز دی ایزوپروپیل اتیل آمین در دمای 70 درجه سلسیوس بهترین شرایط انجام واکنش است. بررسی تنوع پذیری واکنش نشان داد که آلکین ها و آزیریدین های دارای استخلاف آلکیل و آریل به خوبی در این واکنش شرکت می کنند. تغییرهای ساختاری ایزوتیوسیانات ها تاثیر چندانی برکارایی واکنش نداشت. مقایسه واکنش پذیری آزیریدین با اکسیران نشان داد که توسیل آزیریدین ها دارای کارایی بیش تری از اکسیران ها هستند. مطالعه مکان گزینی در بازشدن حلقه آزیریدین نشان داد که در مجاورت آزیریدین های دارای استخلاف آلکیل حمله به موقعیت انتهایی حلقه و در مجاورت آزیریدین های دارای استخلاف فنیل حمله به موقعیت بنزیلی حلقه صورت می گیرد.

در این پژوهش، تانیک اسید و آلژینیک اسید به عنوان کاتالیست های بسیار کارآمد برای سنتز یک واکنش چندجزیی تک ظرفی مشتق های 9 آریل 8، 1 دی اکسو اکتا هیدروزانتن، H 14-دی بنزو [a, j] زانتن، 9، 9-دی متیل-12-آریل 8، 9، 10، 12-تتراهیدرو-بنزو [a] زانتن-11-اون در شرایط بدون حلال و خنثی استفاده شد. این کاتالیست های زیست پلیمری طبیعی ناهمگن، دارای برتری هایی چون ارزان بودن و تجزیه پذیری با قابلیت بازیافت بدون استفاده از حلال های سمی هستند. ما معتقدیم که این روش ها، ساده، بسیار کارآمد، با زمان کوتاه، راندمان بالا و سازگار با محیط زیست است. همچنین، این شیوه به منظور ساخت مشتق های گوناگون زانتن ها بر روش های گزارش شده پیشین برتری دارد.

تشکیل مولکول های درشت حلقوی (ماکروسیکل ها) با ایجاد پیوندهای کووالانسی بین ساختارهای غیر حلقوی، با مشکل های زیادی همراه است. دراین پژوهش، برای کم کردن این مشکل ها دو روش شبه خرچنگ، و سنتز بر پایه تمپلیت به طور همزمان، برای سنتزآزا-ماکروسیکل های جدید بر پایه 6، 4، 2-تری آریل پیریدین (AM1-11) به کار گرفته شد. ترکیب های AM1-11 از واکنش، دی آمین ها (11-1) با 6، 2-بیس (3-(2-کلرواستامیدو) فنیل)-4-(فنیل)پیریدین (BCP) به عنوان واکنشگر شبه خرچنگی و در حضور K2CO3/KI به عنوان عامل تمپلیت دهنده به دست آمدند. BCP از واکنش کلرواستیل کلرید با 6، 2-بیس (3-(2-آمینوفنیل)-4-(فنیل)پیریدین (BAP) در دمای اتاق سنتز شد. همچنین ترکیب BAP نیز از واکنش بین 3-نیترواستوفنون با بنزآلدیید با استفاده روش بهینه سازی شده چی چی بابین و سپس احیای فراورده ی به دست آمده با Zn/NH4Cl تولید شد. ساختار کلیه فراورده های به دست آمده به وسیله روش های اسپکتروسکوپی IR، 1H-NMR، 13C-NMR، Mass تایید شدند.

هدف از این پژوهش، مطالعه نظری انتخاب گری انانتیومری آلفا سیکلودکسترین و گاما سیکلودکسترین بر روی انانتیومرهای باکلوفن است. در این رابطه برهمکنش میزبان میهمان آلفا و گاما سیکلودکسترین با انانتیومرهای باکلوفن با استفاده از روشDFT (B3LYP/6-31G(d)) در حلال آب شبیه سازی شد. اوربیتال پیوند طبیعی برای تعیین جهت و میزان برهمکنش انتقال بار محاسبه شد. افزون بر این نظریه کوانتومی اتم ها در مولکول ها (QTAIM) برای نشان دادن قدرت نسبی پیوندهای بین مولکولی به کار گرفته شد. مطالعه ها نشان داد که انرژی برهمکنش R-باکلوفن با سیکلودکسترین آلفا و گاما از S-باکلوفن منفی تر است. انرژی های برهمکنش آلفا و گاما سیکلودکسترین با انانتیومرهای باکلوفن توسط اوربیتال های پیوند طبیعی نشان می دهد که مهم ترین انتقال بار، از جفت الکترون اربیتال غیرپیوندی اکسیژن سیکلودکسترین ها به اربیتال O-H ضد پیوندی باکلوفن انجام می شود. نتیجه های نظریه QTAIM نشان می دهد که برهمکنش سیکلودکسترین ها با باکلوفن از نوع غیرکووالانسی با اثرهای الکترواستاتیک است. به طور کلی داده های نظری با نتیجه های تجربی مطابقت بسیار خوبی دارد.

امروزه تغییرهای آب و هوایی به وجود آمده از انتشار گازهای گلخانه ای یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی بشر است. در این مطالعه، با استفاده از محاسبه های نظریه ی تابعیت چگالی، مکانیسم های محتمل کاهش کربن دی اکسید به وسیله مولکول هیدروژن بر روی بسترگرافنی دوپه شده با اتم های نیتروژن ونیکل مورد بررسی قرارگرفت. نتیجه های به دست آمده نشان دادند که اتم نیکل می تواند به طور موثری با اتم های نیتروژن دوپه شدهدر بستر گرافنی برهمکنش دهد. بر اساس نتیجه های به دست آمده، فعالیت کاتالیزگری سطح یادشده به طور عمده از هیبریداسیون قوی بین اوربیتال سیگمای مولکول هیدروژن و اوربیتال های-d3 اتم نیکل ناشی می شود. انرژی های فعال سازی به دست آمده نشان داد که در کاهش کربن دی اکسید با هیدروژن تشکیل حدواسط کربوکسیل نسبت به تشکیل فرمات بسیارمساعدتر است.

هیدروژن سولفید یک گاز سمی و کشنده برای موجودات زنده است که در مقیاس وسیع به صورت صنعتی و طبیعی روی کره زمین تولید می شود. روش مورد استفاده برای حذف این ترکیب فراوان و خطرناک، فرایند صنعتی کلاوس است که H2S را به گوگرد تبدیل کرده، فراورده های جانبی زیان آور SOx/NOx تولید نموده و از سوخت هیدروژن ذخیره شده در ترکیب چشم پوشی می نماید. تخریب/ تبدیل کاتالیست نوریی H2S به سوخت پاک هیدروژن و عنصر ارزشمند گوگرد یک استراتژی نوین، سبز و جایگزین برای روش کلاوس است که می تواند به صورت کارآمد برای تبدیل آلاینده خطرناک H2S به هیدروژن و گوگرد مورد استفاده قرار گیرد. برای این منظور طراحی و سنتز مواد کاتالیست نوری موثر، دوست دار محیط زیست و ارزان بسیارمورد نیاز است. در این پژوهش، یک ترکیب نیم رسانای گوگردی مزوحفره نوع n دارای جذب قوی فوتون در ناحیه ی فرابنفش _ مریی به روش ساده ی هیدروترمال سنتز شد و به طور موفقیت آمیز برای انجام واکنش شکافت نوری محیط قلیایی دارای هیدروژن سولفید با هدف تولید هیدروژن و گوگرد به کار رفت. هم چنین، پدیده ی تبدیل نوری از دیدگاه مکانیسمی تفسیر شد و نمودار انرژی نشان داد کاتالیست نوری سنتز شده (بیسموت سولفید) دارای ساختار نواری مناسب برای کاهش پروتون و اکسایش آنیون بی سولفید است که سرانجام می تواند گاز هیدروژن و فراورده ی گوگرد را تولید نماید.

در این پژوهش برای اندازه گیری مقدارهای بسیار کم تتریل از روش میکرو استخراج مایع مایع پخشی (DLLME) جفت شده با اسپکتروفتومتر UV-Vis میکروحجمی استفاده شد. در این روش تتریل در محیط بازی تبدیل به شکل آنیونی شده و با کاتیون متیل تری اکتیل آمونیوم کلرید (آلیکوات s336) به درون فاز آلی کربن تتراکلرید استخراج شد. در این روش نیازی به افزودن حلال پخشی نیست زیرا آلیکوات s336 افزون بر ایجاد کاتیون همراه برای تشکیل زوج یون با شکل آنیونی تتریل، به عنوان یک پخش کننده برای تشکیل مخلوط ابری نیز نقش دارد. منحنی واسنجی در بازه ی غلظتی ng/mL700-10 از تتریل خطی بوده و حد تشخیص روش برابر با ng/mL 1/2 به دست آمد. از این روش برای اندازه گیری تتریل در نمونه های خاک و آب استفاده شد.

یک روش فلویوریمتری نوین، حساس، ساده و سریع برای اندازه گیری مستقیم داروی بتا کارودیلول در نمونه های حقیقی توسعه داده شده است. روش بر اساس مهار انتقال انرژی رزونانسی فلویورسانس FRET بین کمپلکس تربیوم (III)-1و10-فنانترولین (Tb-phen) و نانو ذره های نقره (AgNPs) می باشد. برای این منظور اثر خاموش سازی AgNPs در بازه ی غلظتی 11-10×4/5-12-10×9/0 مولار بر روی شدت فلویورسانس کمپلکس در طول موج Tb-phen تحریک و نشری به ترتیب 300 و 545 نانومتر بررسی شد. نتیجه ها نشان داد که میزان خاموش سازی AgNPs در نتیجه ی پدیده ی FRET، بسیار بالاست و ارتباط خوبی بین میزان شدت خاموش سازی فلویورسانس کمپلکس Tb-phen و غلظت AgNPs وجود دارد. به نظر می رسد که خاموش سازی هنگامی رخ می د هد که کمپلکس Tb-phen به وسیله نیروی الکترواستاتیک به سطح AgNPs متصل شود و برهم کنش دو قطبی دوقطبی طولانی بین دهنده تحریک شده و حالت پایه ی مولکول های پذیرنده، مکانیسم غالب برای انتقال انرژی است. زمانی که داروی کارودیلول، به سامانه ی Tb-phen-AgNPs افزوده می شود، به دلیل جذب سطحی آن روی سطح AgNPs، کمپلکس Tb-phen از سطح نانوذره ها جدا می شود و فلویورسانس خاموش یافته ی سامانه ی Tb-phen-AgNPs به صورت تدریجی افزایش می یابد (پدیده ی turn off-on). در شرایط بهینه، یک ارتباط خطی خوبی بین شدت فلویورسانس برگشتی و غلظت کارودیلول در بازه ی 8-10× (1000-5) مولار وجود دارد و حد تشخیص LOD برابر 8-10×2/2 مولار به دست آمد. روش پیشنهادی به طور موفقیت آمیز برای اندازه گیری کارودیلول در نمونه های سرم آغشته شده به کار رفت. بازیابی های به دست آمده بین 25/92% و 103% هستند وRSD (%) روش برای این آنالیز در بازه ی 15/1-14/0 می باشد.

در این مطالعه، یک الکترود یون گزین غشای مایع حساس و گزینش پذیر بر پایه یونوفور 2-بنزامیدوپروپانوییک اسید برای اندازه گیری یون کروم (III) تهیه شد. بهترین عملکرد از غشای دارای 29% پلی وینیل کلرید، 2% سدیم تترا فنیل بورات، 56% دی بوتیل فتالات و 13% یونوفور به دست آمد. این الکترود پاسخ نرنستی با شیب mV/Decade) 3/22) در گستره غلظتی1-10×3/0 تاM 5-10× 1 برای یون های کروم (III) از خود نشان داد. حد تشخیص این الکترود mol/L6-10× 8 بود. حسگر زمان پاسخ دهی به نسبت تند (کم تر از 10 ثانیه) و گستره pH کاری مفید 5/3 تا0/8 دارد. مزاحمت برخی کاتیون ها ارزیابی شد. عملکرد حسگر پیشنهادی به عنوان الکترود شاخص در تیتراسیون پتانسیومتری کروم (III) با EDTA و همچنین اندازه گیری کروم (III) در چای و پودر کاکایو به عنوان نمونه حقیقی مورد بررسی قرار گرفت. سرانجام تاثیر مایع یونی 1-متیل-3-پنتیل ایمیدازولیوم برمید به عنوان افزودنی یونی بررسی شد.

از آن جایی که نیاز به روش های نوین جداسازی برای خالص سازی مولکول های زیستی در صنایع زیست فناوری رو به افزایش است، روش های به کار گرفته بایستی سریع و انتخاب گر بوده و قابلیت کارکرد در مقیاس صنعتی را نیز داشته باشند. استفاده از سامانه های دو فازی آبی روش ارزشمندی برای جداسازی و خالص سازی مولکول های زیستی و کربوکسیلیک اسید ها به شمار می روند، جداسازی مولکول های زیستی و کربوکسیلیک اسید ها توسط این روش بسیار انتخاب گر بوده و تغلیظ و خالص سازی نسبی را در یک مرحله انجام می دهد. هدف از این پژوهش، بررسی اثر تغییر جرم مولکولی پلی اتیلن گلیکول، pH، غلظت و نوع نمک درسامانه های دو فازی آبی پلیمر/ نمک می باشد در این پژوهش، سامانه های دو فازی آبی گوناگون شامل پلی اتیلن گلیکول باجرم مولکولی 4000 و 8000 گرم بر مول و نمک های دی پتاسیم هیدروژن فسفات (K2HPO4) دی آمونیوم هیدروژن فسفات ((NH4) 2HPO4) و سدیم دی هیدروژن فسفات (NaH2PO4) درpHهای گوناگون در دمای 20 درجه سلسیوس برای استخراج مالیک اسید مورد استفاده قرار گرفتند. پس از بررسی عامل های تاثیرگذار بر سامانه، بهترین شرایط عملیاتی برای استخراج مالیک اسید شامل پلی اتیلن گلیکول4000 و 25 درصد وزنی سدیم دی هیدروژن فسفات در 5=pH تعیین شد. در این شرایط ضریب توزیع پذیری 85/0 و درصد استخراج %80 به دست آمد.

از آن جایی که نیاز به روش های نوین جداسازی برای خالص سازی زیست مولکولها در صنایع زیست فناوری رو به افزایش است، روش های به کار گرفته بایستی سریع و انتخاب پذیر بوده و قابلیت کارکرد در مقیاس صنعتی را نیز داشته باشند. سامانه های دو فازی آبی روش ارزشمندی برای جداسازی و خالص سازی به شمارمی روند. هدف از این پژوهش، بررسی اثر دما، pH، غلظت و نوع نمک در سامانه های دو فازی آبی پلیمر/ نمک می باشد در این پژوهش سامانه های دو فازی آبی گوناگون شامل پلی اتیلن گلیکول با جرم مولکولی 4000 گرم بر مول و نمک های دی پتاسیم هیدروژن فسفات، دی آمونیوم هیدروژن فسفات و سدیم دی هیدروژن فسفات در PH های گوناگون در دمای25، 30، 35 و 40 درجه سلسیوس برای استخراج مالیک اسید مورد استفاده قرار گرفتند. پس از بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر سامانه، بهترین شرایط عملیاتی برای استخراج مالیک اسید شامل پلی اتیلن گلیکول4000 و 25 درصد وزنی سدیم دی هیدروژن فسفات در 5=pH در دمای 25 درجه سلسیوس تعیین شد. در این شرایط ضریب جداسازی 85/0 و درصد استخراج80 به دست آمد.

در این مطالعه، مدلی با استفاده از دیدگاه جعبه سیاه و با تکیه بر روش شبکه عصبی برای فرایند الکترودیالیز ارایه شده است. در این مدل به بررسی اثر چهار پارامتر اساسی دما، ولتاژ مصرفی، شدت جریان و غلظت خوراک بر درصد جداسازی نمک از آب شور پرداخته شده است. با استفاده از روش آزمون و خطا، روش آموزش، تابع انتقال و تعداد بهینه نرون های هر لایه با توجه به بهترین عملکرد شبکه انتخاب شده است. شبکه عصبی به صورت چند لایه، روش پس انتشار و روش لونبرگ ماوکوارت توسعه یافته است. در این پژوهش از 135 داده آزمایشگاهی استفاده شده است که 60% (81 داده) آن برای آموزش شبکه، 20% داده ها (27 داده) به عنوان داده های ارزیابی فرایند آموزش و 20% (27 داده) برای ارزیابی تعمیم پذیری شبکه به عنوان داده های آزمون در نظر گرفته شده است. از مقایسه نتیجه های مدل با داده های مستقل آزمایشگاهی، نتیجه شد که آرایش بهینه شبکه به صورت 4: 5: 8: 1 به دست می آید و مدل با خطای کم تر از 1% قابلیت پیش بینی رفتار فرایند را دارد.

فرایند گوگردزدایی همواره یکی از فرایندهای حساس و مهم صنعت نفت و گاز محسوب می شود. وجود گوگرد در جریان های هیدروکربنی افزون بر مشکل های فرایندی که در بخش های پالایش ایجاد می کند، چنان چه در فراورده های سوختی یافت شود سبب تولید گازهای خطرناک و باران اسیدی می شود. فرایند گوگردزدایی اکسایشی یکی از فرایندهای گوگردزدایی نوین برای تولید سوخت هایی با کم ترین میزان گوگرد به شمار می آید، این فرایند نسبت به فرایند گوگردزدایی هیدروژنی که در صنعت رایج می باشد از برتری هایی مانند مصرف نکردن ماده با ارزش هیدروژن، گوگردزدایی در شرایط عملیاتی ملایم و حذف ترکیب های آروماتیکی گوگرد دار مقاوم در فرایند گوگردزدایی هیدروژنی معمولی برخوردار می باشد. هم چنین استفاده از فناوری امواج فراصوت موجب بهبود شرایط فرایندی گوگردزدایی اکسایشی شده است. با وجود برتری های گوگردزدایی اکسایشی، این فرایند با چالش هایی نیز رو به رو می باشد. یکی از مهم ترین مشکل های موجود در این فرایند بحث فرآوری پسماند فرایندی به ویژه مخلوط ترکیب های سولفونی به دست آمده می باشد. در این پژوهش فرایندهای گوناگونی مانند گوگردزدایی هیدروژنی، کوکینگ، گازی سازی و بازیابی هیدروکربنی برای رفع مشکل دفع پسماند سولفونی مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین مقایسه ای بین فناوری های ارایه شده از نظر نیاز به سرمایه گذاری جدید، امکان تلفیق با واحدهای پالایشی و میزان سطح بلوغ فناوری انجام شد که در انتخاب بهترین روش موثر است.

انتشار گازهای گلخانه ای، به ویژه ترکیب های آروماتیکی چالش زیست محیطی اساسی در صنعت گاز است. در فرایند آب زدایی، به منظور حذف آب همراه گاز طبیعی، از حلال های گلیکول استفاده می شود. پالایشگاه گاز فراشبند شامل 6 واحد آب زدایی است که به منظور احیای حلال از روش تزریق گاز حامل استفاده می کنند. در این مطالعه، استفاده از فرایند دریزو برای احیای حلال به جای روش های متداول موجود مورد بررسی قرار گرفت. به منظور کاهش نرخ انتشار ترکیب های آروماتیک و کاهش هزینه خرید حلال، پیشنهاد می شود از ناخالصی های آروماتیکی جذب شده همراه گاز طبیعی به عنوان حلال استفاده شود. نتیجه های به دست آمده نشان داد استفاده از فرایند دریزو منجر به کاهش زیان های زیست محیطی و بهبود متغیرهای عملیاتی همچون دمای نقطه ی شبنم گازخشک، اتلاف گلیکول و خلوص گلیکول می شود. همچنین براساس نتیجه های شبیه سازی، نقطه ی شبنم گازخشک در شرایط تابستان با استفاده از فرایند دریزو از ° C 25-به ° C 29-و اتلاف گلیکول در شرایط عملیاتی تابستان از kg/h 3 به kg/h 5/2 کاهش می یابد.

در این پژوهش خوردگی لوله های یک تبادلگر گرمایی دیگی تولید بخار در یک واحد پتروشیمی در جنوب غربی کشور با آزمایش ها گوناگون مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. به علت شدت خوردگی لوله های این تبادلگر پس از 6 ماه 32% از ضخامت اولیه خود را از دست دادند. نتیجه های به دست آمده از میکروسکوپ نوری و الکترونی و نیز آزمایش های متالوگرافی نشان داد که جنس لوله نمی تواند عامل خوردگی باشد. نتیجه های آزمون های XRD و XRF از رسوب های روی سطح بیرونی لوله، وجود ترکیب هایی از سیلیسیم، کلسیم و فسفر را نشان داد که بیانگر کیفیت پایین آب ورودی به تبادلگر بود. این ترکیب ها می توانند تشکیل پیل های غلظتی اکسیژن دهند و سرانجام موجب خوردگی زیررسوبی (زیر مجموعه ای از خوردگی تنشی) شوند. از سویی تجمع رسوب های به دست آمده از خوردگی و نیز ته نشینی ترکیب های موجود در آب مصرفی بر روی سطح بیرونی لوله به ویژه در بخش ورودی روغن داغ به درون لوله، باعث افزایش مقاومت گرمایی از روغن درون لوله به آب درون پوسته و کاهش نرخ انتقال گرما می شود. بنابراین به علت پدیده بیش گرمایش بلند مدت، نقطه های داغی روی سطح بیرونی لوله ایجاد شد که سرعت خوردگی آن را نسبت به حالت معمول بسیار افزایش داد. همچنین ارزیابی تغییرهای زمانی جرم رسوب های تشکیل شده و مقاومت گرمایی آن ها با استفاده از رابطه های موجود در منابع معتبر نیز نشان داد که با افزایش زمان جرم رسوب و مقدار مقاومت گرمایی آن به سرعت افزایش می یابد و پس از آن به تقریب ثابت می ماند.

در این پژوهش، بهبود کیفیت سوخت سیکلوهگزانون به عنوان نماینده ای از سوخت های زیستی به دست آمده از لیگنین در فرایند تصفیه هیدروژنی در حضور کاتالیست Pt/γ-Al2O3 با استفاده از واکنشگاه پیوسته بستر ثابت در بازه دمایی K 673-573، فشار bar 14و سرعت فضایی در بازه ی (گرم کاتالیست×h / گرم سیکلوهگزانون) 120-3 بررسی شد. به منظور تعیین شبکه و سینتیک واکنش ها، میزان تبدیل سیکلوهگزانون و انتخاب پذیری به فراورده ها در شرایط عملیاتی گسترده ارزیابی شد. نتیجه ها نشان می دهد شبکه ی اصلی واکنش تصفیه هیدروژنی سیکلوهگزانون از فرایند های هیدروژناسیون، دی هیدروژناسیون، هیدرودی اکسیژناسیون، آب زدایی و تراکم تشکیل می شود. بررسی های سینتیکی نشان داد در بین فرایند های گوناگون، فرایند تراکم، بالاترین انرژی فعال سازی ظاهری را دارد. بررسی های آزمایشگاهی نشان داد انرژی فعال سازی ظاهری مربوط به تولید فنول، به عنوان یکی از فراورده های اصلی این فرایند برابر با kJ/mol 17 می باشد. همچنین میزان ثابت سرعت شبه مرتبه اول برای تشکیل فراورده های اصلی تبدیل سیکلوهگزانون، به صورت فنول> 2-سیکلو هگزیلیدن سیکلو هگزان 1-اون> 2-متیل فنون >سیکلوهگزیل بنزن >سیکلوهگزان >بی فنیل >2-سیکلوهگزن 1-اون> 2-سیکلوهگزیل سیکلوهگزان 1-اون> 2-فنیل فنول > سیکلوهگزن>2-سیکلوهگزیل فنول می باشد.

تولید هیدروژن از زیست توده باگاس با فرایند گازی سازی در حضور بخار آب یک روش مناسب برای مقابله با چالش های انرژی است. در این پژوهش، فرایند گازی سازی باگاس در حضور بخار آب در یک راکتور بستر ثابت در دمای oC850 و فشار یک اتمسفر در دو مرحله بدون کاتالیزگر و با کاتالیزگر انجام شد. برای بررسی تاثیر اندازه ذره کاتالیست بر راندمان گازی سازی، کاتالیست های دوفلزی 12%Ni6%Fe/γ-Al2O3 با دو روش تلقیح و میکروامولسیون ساخته و ویژگی های شیمی فیزیکی آن ها با روش های TPR، XRD، TEM وBET بررسی شدند. فناوری میکروامولسیون در تهیه کاتالیزگر، به ویژه در نسبت های آب/ سورفکتانت کم، باعث سنتز ذره های فاز فعال با اندازه کم تر و پخش یکنواخت تر در پایه می شود. کاتالیست Ni-Fe/γ-Al2O3 ساخته شده به روش میکروامولسیون با کم ترین نسبت آب/ سورفکتانت بازده تولید هیدروژن را 8/2 برابر حالت بدون کاتالیستی کرد. هم چنین در کاتالیست Ni-Fe/γ-Al2O3 بهبود داده شده با 1 درصد روتنیوم، افزایش تولید هیدروژن 8/3 برابر حالت بدون کاتالیستی بود.

پلی لاکتیک اسید، یکی از بزرگترین بایوپلیمرهای مصرفی در جهان است و شامل طیف گسترده ای از کاربرد در بخش های پزشکی و صنعتی است و ویژگی های جالب متعددی نظیر زیست تخریب پذیری، زیست سازگاری، استحکام بالا وغیره را دارا می باشد. خواص فیزیکی و همچنین ساختاری زنجیره های مولکولی پلیمر ها، تحت تاثیر وزن مولکولی پلیمر ها قرار دارد. بنابراین با تغییر اندازه مولکول، ویژگی های پلیمر نیز تغییر می کند. نقطه ذوب، استحکام و خصوصیات فیزیکی دیگر پلیمر نیز، تابع اندازه و ابعاد مولکول (طول زنجیره ی پلیمری) می باشند. در این مطالعه، اثر درجه پلیمریزاسیون از 5-100 بر خواص فیزیکی و ترمودینامیکی پلیمر زیست سازگار و زیست تخریب پذیر پلی لاکتیک اسید، با استفاده از تکنیک شبیه سازی دینامیک مولکولی در دما و فشار محیط، پرداخته شد و عواملی چون حلالیت، چگالی، حجم آزاد و غیره محاسبه شد نتایج حاصل از شبیه سازی، با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شد که همخوانی خوب و قابل قبولی با یکدیگر داشتند. همچنین نتایج نشان می دهد که افزایش درجه پلیمریزاسیون موجب کاهش پارامتر حلالیت می شود و از درجه پلیمرزاسیون 30 به بعد تغییرات چندانی در پارامتر حلالیت PLA مشاهده نمی شود و مقدار FFV تغییر چندانی نمی کند و مقدار آن به 18. 2 درصد نزدیک است.

در دنیای امروزی استفاده از پلیمر ها روز به روز بیش تر می شود. ازآنجایی که دورریزهای آن ها در طبیعت قابل تجزیه نمی باشند بنابراین در طبیعت انباشته می شوند که این امر موجب آلودگی محیط زیست و بد شدن چهره طبیعت می شود. یکی از روش هایی که به تازگی مطرح شده است، تهیه پلیمر زیست تخریب پذیر می باشد. در این پژوهش پلی اتیلن سبک به عنوان نمونه انتخاب شده و در آزمایشگاه توسط اکسترودر به صورت فیلم در آورده شد. از مواد نشاسته، مواد اکسو˓ پلی لاکتیک اسید و مخلوط آ ن ها به عنوان زیست تخریب پذیرکننده استفاده شد و اثر آن ها بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی فیلم پلی اتیلن سبک بررسی شد. مقایسه نتیجه ها نشان داد نشاسته باعث افت زیادی در ویژگی های مکانیکی پلی اتیلن سبک می شود. در حالی که افزودن اکسو و پلی لاکتیک اسید، باعث افت کمی در ویژگی های مکانیکی شد.

ددر مطالعه حاضر، ویژگی های زیست تخریب پذیری و مکانیکی فیلم های پلی اتیلنی کم چگال (LDPE) آمیخته با بره موم بررسی شد. برای این منظور، بره موم خام پودر شد و در نسبت های متفاوت بره موم به LDPE (0، 5، 10، 15، و 20 درصد وزنی) به ماتریس پلیمر افزوده شد و فیلم ها به روش اکستروژن تهیه شدند. ویژگی های فیلم های به دست آمده با استفاده از آزمون های مکانیکی (کششی)، و زیست تخریب پذیری در خاک تعیین شدند. مطالعه ساختار میکروسکوپی فیلم ها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی میدان نشری (FESEM) انجام شد. تصویرهای FESEM ببانگر آن بود که سطح فیلم های دارای بره موم نسبت به شاهد به صورت ناحیه های جزیره ای مانند متورم شده و بره موم شیارهایی را در سطح فیلم ایجاد کرده است و این ویژگی، با افزایش مقدار بره موم در ماتریس پلیمر گسترش می یابد. ویژگی های مکانیکی فیلم ها نشان داد که افزودن بره موم به فیلم LDPE باعث کاهش مقاومت کششی و نیز ازدیاد نسبی طول تا پارگی فیلم ها به ترتیب از 5262/16 و 00/1 درصد برای فیلم شاهد به 7794/9 و 84/0 درصد برای فیلم LDPE دارای 20 درصد بره موم کاهش یافت. همچنین روند زیست تخریب پذیری در خاک در مدت زمان 150 روز با افزایش غلظت بره موم در آمیزه پلیمری با سرعت بیش تری نسبت به فیلم شاهد همراه بود و بیشینه زیست تخریب پذیری در خاک به مقدار 2/5 درصد برای فیلم دارای 20 درصد بره موم رسید. ویژگی های مکانیکی فیلم ها پس از طی 150 روز قرار گیری در خاک، برای هر یک از فیلم های دارای بره موم نسبت به پیش از قرارگیری آن ها در خاک کاهش یافته بود.