فهرست مطالب

فرآیند نو - پیاپی 74 (تابستان 1400)

مجله فرآیند نو
پیاپی 74 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/04/15
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سونیا میر، علیمراد رشیدی*، عباس نادری فر صفحات 5-15

    وجود آب در نفت اغلب منجر به مشکلات گزارش شده در منابع از محدودیت در خط جریان فشار، کاهش تولید، خوردگی خط لوله، نقص عملکرد پمپ ها، مسمومیت کاتالیست های جریان پایین دستی پالایشگاه کاتالیزورها و سایر مشکلات مرتبط با تجهیزات تولید و ستون تقطیر می شود. در این مطالعه فیلتر پوشش دهی شده با نانوصفحات کربن نیترید گرافیتی (g-C3N4) آماده سازی شد و به عنوان جایگزینی برای امولسیون زداها برای جداسازی آب از نفت در مرحله ی قبل از ورود نفت به پالایشگاه پیشنهاد شد. بدین منظور، نانوصفحات کربن نیترید گرافیتی مزوپور با روش پلی کاندنسیشن حرارتی و با به کار گیری روش قالب سخت سنتز شد و روی سطح مش استیل ضد زنگ به کمک اسپری پاششی پوشش داده شد. سطح مش پوشش دهی شده با نانوورق g-C3N4 خواص ترشوندگی آبدوستی در هوا و فوق نفت گریزی زیر آب را نشان داد. نتایج جداسازی آب و نفت به کمک فیلتر آماده شده نشان داد که آب با فلاکس عبوری 2200L.m-2.h-1 با بازده جداسازی تقریبا بیشتر از %99 از سطح عبور می کند، در حالیکه نفت عبور نکرده و در بالای فیلتر باقی می ماند. تکرارپذیری فیلتر برای جداسازی آب و نفت مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که بازده جداسازی و فلاکس عبوری فیلتر پس از 25 مرحله تکرار جداسازی آب و نفت تغییر ناچیزی داشته است.

    کلیدواژگان: جداسازی آب از نفت، نانوفیلتر، کربن نیترید گرافیتی (g-C3N4)، آب دوستی و نفت گریزی
  • حجت جعفری، الهام عامری*، مجید رضایی والا صفحات 16-26

    شیف باز جدید (HBDP) به عنوان بازدارنده خوردگی فولاد در محیط اسیدی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور آزمایش های پلاریزاسیون و اندازه گیری امپدانس AC، مورد استفاده قرار گرفت. منحنی های پلاریزاسیون نشان می دهد که ترکیبات از نوع بازدارنده مخلوط هستند و با افزایش غلظت ترکیبات، کارایی بازدارندگی افزایش می یابد. علاوه بر این، (HBDP) بهترین میزان بازدارندگی را برای این سیستم با حداکثر IE تقریبا %59 در غلظت 0/8 میلی گرم در لیتر از بازدارنده نشان می دهد. این ترکیب از ایزوترم لانگمویر تبعیت می کند. در پایان سطح قطعه توسط میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: خوردگی اسیدی، فولاد، شیف باز، تافل، لانگمویر
  • زهرا محمدیان، محمدحسن پیروی*، نسترن پارسافرد صفحات 27-33

    هیدروژناسیون ترکیبات غیراشباع ازیک طرف به دلیل الزام قوانین زیست محیطی به منظور کاهش اثرات مخرب آن ها بر روی سلامتی انسان ها و سایر موجودات و از طرفی دیگر به جهت تولید مواد شیمیایی ارزشمند بسیار مورد توجه است. در این پژوهش یک سری از کاتالیزورهای ناهمگن شامل نیکل نشانده شده بر روی انواع مختلفی از پایه های کاتالیزوری با روش تلقیح تهیه شده و برای هیدروژناسیون BTX (بنزن، تولوین و زایلن در حلال نرمال هپتان) به عنوان مدل در دمای 150 درجه سانتی گراد به کاربرده شده است. ویژگی های شیمی فیزیکی و ساختاری کاتالیزورهای تهیه شده با روش های جذب و واجذب نیتروژن، پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله نهایی نیز فعالیت کاتالیزورهای تهیه شده در هیدروژناسیون بنزن از خوراک پلتفرمت و در دمای بهینه  150 درجه سانتی گراد نیز مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از مقایسه عملکرد کاتالیزورهای تهیه شده در دو خوراک به این صورت است که کاتالیزور Ni/AC-FSM-16 برای BTX و کاتالیزور Ni/AlMCF-13X برای حذف بنزن از خوراک پلتفرمت بهترین عملکرد را داشته اند.

    کلیدواژگان: هیدروژناسیون ترکیبات آروماتیک، گزینش پذیری، پایه های کامپوزیتی، فعالیت کاتالیزور
  • بهناز مرادی، فرهاد شهرکی، میرمحمد خلیلی پور*، جعفر صادقی صفحات 34-51

    این پژوهش، به طراحی ساختار کنترلی با استفاده از کنترل کننده تناسبی انتگرالی همراه با پارامتر جبران ساز در فضای حالت غیرکمینه (NMSS) می پردازد. شناسایی سیستم به روشRIVID از طریق Simulink نرم افزار متلب و با استفاده از جعبه ابزارCaptain جهت به دست آوردن مدل سیستم صورت گرفته است. سپس ساختار کنترلی چند ورودی-چند خروجی (MIMO) در حالت مربعی برای یک سیستم 8×8 توسعه داده شد تا کیفیت محصولات جانبی حفظ گردد. در ادامه بهینه سازی مصرف انرژی فرآیند، با تعریف تابع هدفی بر مبنای کمینه نمودن میزان هزینه انرژی انجام شد. بر مبنای نتایج به دست آمده ضمن حفظ کیفیت محصولات، بخار ورودی به برج اصلی 19/8 درصد، بخار ورودی به عریان ساز گازوییل 10/255 درصد، بار حرارتی ورودی به عریان ساز نفتا 3/83 درصد، بار حرارتی ورودی به عریان ساز نفت سفید 3/41 درصد کاهش یافتند و تنها بار حرارتی کوره به میزان 0/135درصد افزایش یافت و در نهایت میزان هزینه انرژی مصرفی 8/5 درصد کاهش یافت.

    کلیدواژگان: برج جداسازی نفت خام، کنترل چند متغیره، بهینه سازی، RIVID
  • پریسا دانشگر، مرتضی زیودار*، رهبر رحیمی صفحات 52-63

    آکنه های ساختاریافته با داشتن سطح تماس بالا در فرآیندهای انتقال جرم نظیر تقطیر،کاربرد وسیعی دارند. سطح تماس مشترک موثر پارامتر مهمی در تعیین بازده انتقال جرم و متفاوت از سطح هندسی آکنه است. در این پژوهش مدل های موجود برای پیش بینی سطح موثر در آکنه های ساختاریافته نظیر مدل ونگ، گوالیتو، اولیجیک و برونازی مورد بررسی و دقت آن ها در مقایسه با داده های آزمایشگاهی آکنه Mellapak 250Y، با تغییر پارامترهای فشار عملیاتی، کشش سطحی سیستم، برحسب دبی گاز و مایع مورد سنجش قرار گرفته است. مدل های ونگ و گوالیتو با تغییر فشار، خطای کم تری در مقایسه با سایر مدل ها داشته اند، خطای نسبی متوسط برای این دو مدل به ترتیب برابر %31 و %44 است. بنابراین به دلیل بالا بودن خطاها استفاده از این مدل ها توصیه نمی گردد. کم ترین خطای نسبی متوسط با تغییر کشش سطحی توسط مدل های برونازی و اولیجیک به دست آمده اند که به ترتیب برابر %8 و %7 است. نتایج این تحقیق می تواند در جهت گیری های آینده به منظور انتخاب مدل مناسب جهت محاسبه سطح موثر استفاده شود.

    کلیدواژگان: آکنه ساختاریافته، سطح مشترک موثر، فشار، کشش سطحی، Mellapak- 250Y
  • افشین تقی زاده، سید حسن هاشم آبادی* صفحات 64-77

    در مطالعه حاضر به شبیه سازی دوبعدی هیدرودینامیک بستر گاز - جامد دوار در رژیم غلتان به منظور استفاده در پیرولیز ضایعات پلیمری پرداخته شده است. مدل سازی با رویکرد اولرین - اولرین به همراه نظریه جنبشی جریان های دانه ای انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی با کار آزمایشگاهی انجام شده در بستر دوار توسط سانتوس و همکاران (2015) مقایسه شد که حاکی از انطباق خوب نتایج با کارهای آزمایشگاهی بوده است. در این پژوهش به بررسی تاثیر پارامتر ضریب ارتجاعی بر ضخامت لایه فعال پرداخته شده است. بدین منظور مقادیر مختلف ضریب ارتجاعی (0/85، 0/9، 0/92 و 0/95) انتخاب شده و تاثیر آن بر ضخامت لایه فعال در بستر دوار بررسی شده است. با افزایش ضریب ارتجاعی از 0/85 تا 0/95 میزان ضخامت لایه فعال افزایش یافته که با توجه به اینکه بخش اصلی اختلاط در بسترهای دوار صورت می گیرد، می توان تاثیر آن در بهبود اختلاط در بسترهای دوار را با در نتایج مشاهده کرد.

    کلیدواژگان: بستر دوار، شبیه سازی عددی، ضریب ارتجاعی، لایه فعال، هیدرودینامیک
|
  • Sonia Mir, Alimorad Rashidi *, Abbas Naderifar Pages 5-15

    The presence of water in the oil often leads to problems reported in the literature from pressure flow limitations, reduced production, pipeline corrosion, pump malfunctions, poisoning of downstream catalysts in catalyst refineries, and other problems related to production equipment and distillation column. In this study, a coated filter with graphitic nitride carbon nanosheets (g-C3N4) was prepared and proposed as an alternative to demulcifiers to separate water from oil before entering the petroleum refinery. For this purpose, mesopore graphitic nitride carbon nanosheets are synthesized by thermal polycondensation method using hard-template approach and coated on the surface of stainless steel mesh using spray gun. The surface of the g-C3N4 coated mesh showed the hydrophilic/underwater superoleophobic wettability properties. The results of water-oil separation using the prepared filter showed that water permeated through the filter with a flux of 2200 L.m-2.h-1, while oil does not pass and remains on top of the filter with the separation efficiency more than 99%. The durability of the filter for water and oil separation was investigated and the results showed that the separation efficiency and flux after 25 cycles of water-oil separation have changed slightly.

    Keywords: Water-Oil Separation, Nanofilters, Graphitic carbon nitride (g-C3N4), Hydrophilicity, Oleophobicity
  • Hojat Jafari, Elham Ameri *, Majid Rezaeivala Pages 16-26

    New Schiff base (HBDP) has been investigated as inhibitor for corrosion of steel in the acidic environment. For this purpose; potentiodynamic polarization, AC impedance measurements, were utilized. Polarization curves reveal that the compounds are mixed type inhibitor and inhibition efficiency increases with increasing concentration of compounds. Further, the (HBDP), displayed the best inhibiting characteristics for this system, with a maximum IE of approximately 59% having added only 0.8mg/L. The compound obeyed the Langmuir isotherm. At the end, the surface of the pieces was examined by optical microscopy.

    Keywords: Acid corrosion, Steel, Schiff Base, TOEFL, Langmuir
  • Zahra Mohammadian, Mohammad Hasan Peyrovi *, Nastaran Parsafard Pages 27-33

    Hydrogenation of unsaturated compounds is of great interest due to the requirement of environmental laws to reduce their destructive effects on the health of humans and other organisms and on the other hand in the production of valuable chemicals. In this research, a series of heterogeneous catalysts, including nickel loaded with different types of catalytic supports by wet-impregnation method have been prepared and used for BTX hydrogenation (as a model) at 150°C. The physicochemical and structural properties of the catalysts were investigated by nitrogen adsorption and desorption methods, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. In the final stage, the activity of the catalysts was also evaluated in the hydrogenation of benzene from the platformate feed at 150 °C. The results of comparing the performance of catalysts using two feeds are as follows: Ni/AC-FSM-16 catalyst has a very acceptable performance using BTX feed and Ni/AlMCF-13X catalyst for benzene removal from the platformate performed best.

    Keywords: Hydrogenation of Aromatic Compounds, Selectivity, Composite Substrates, Catalytic activity
  • Behnaz Moradi, Farhad Shahraki, Mir Mohammad Khalilipour *, Jafar Sadeghi Pages 34-51

    This research, presents control structure design using non-minimal state space proportional-integral plus (PIP-NMSS). The system identified by RIVID method using SIMULINK of MATLAB by applying CAPTAIN Toolbox in order to achieve system model. The multi input-multi output (MIMO) control structure developed for 8×8 square state system to keep side products quality. The energy cost optimization was done by defining of energy consumption as objective function. The results show that inlet vapor to main column has been reduced by 19.8%, vapor inlet of gasoil stripper column has been reduced by 10.22%, heat duty of naphtha stripper column has been reduced by 3.83% and heat duty of kerosene stripper column has been reduced by 3.41%, while 0.135% increase observed in furnace heat duty. Based on the results energy cost has been reduced by %8.5, whilst kept quality products.

    Keywords: Atmospheric Distillation Column, multivariable control, Optimization, RIVID
  • Parisa Daneshgar, Mortaza Zivdar *, Rahbar Rahimi Pages 52-63

    Structured packings with large specific area are widely used in mass transfer processes such as distillation. Effective interfacial area is the key parameter in determination of mass transfer performance, and differs from packing specific area. In present work, different  models for predicting effective interfacial area in structured packings such as Wang, Gualito, Olujic and Brunazzi were presented and accuracy of the models were compared with experimental data of  Mellapak 250Y with respect to the pressure and surface tension of system, in terms of gas and Liquid Loads. Predictive values of Wang and Gualito models are better than others by changing pressure. The mean absolute relative error (MARE) for these models are 31% and 44%, none of these models were recommended for predicting effective interfacial area. Respectively. Brunazzi and Olujic models showed the lowest deviation from experimental data which were 8% and 7%, respectively. The results of this work could be used as a guide to select the best models available for effective interfacial area prediction, and to direct future research in this area.

    Keywords: Structured Packing, Effective interfacial area, Pressure, Surface tension, Mellapak- 250Y
  • Afshin Taghizade, Seyed Hassan Hashemabadi * Pages 64-77

    A two-dimensional hydrodynamic simulation of two-phase flow in a rotating drum under rolling conditions was examined in this study. The Eulerian-Eulerian multi-phase approach was utilized in this study to model the gas-solid system in a rotating drum, combined with the kinetic theory of granular flow. The results of these simulation was verified with experimental data was reported with Santos et al. (2015) which indicates that the results are consistent with experimental work. In this study impact of restitution coefficient on active layer thickness was investigated. For this purpose the restitution value set to different values (0.85, 0.9, 0.92, and 0.95) and their effect on the thickness of active layer on the rotating drum was examined. The thickness of the active layer was increased by raising the coefficient of restitution from 0.85 to 0.95, which, given that the majority of mixing occurs in rotating beds, can demonstrate an improvement in the degree of mixing in rotating beds with the results.

    Keywords: Rotating Bed, Hydrodynamic, numerical simulation, Restitution Coefficient, Active Layer