فهرست مطالب

فرآیند نو - پیاپی 77 (بهار 1401)

مجله فرآیند نو
پیاپی 77 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/02/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امیرحسین تاجیک، محسن مالکی، ابوالفضل قشقایی، مریم احمدزاده توفیقی* صفحات 5-23

    در این پژوهش، ابتدا سنگ معدن دولومیت تهیه شد و پس از طی مراحل خردایش، غربال کردن و شستشو با آب مقطر، در دمای 900 درجه سانتی گراد کلسینه شد. دولومیت کلسینه شده به وسیله محلول کیتوسان و گرافن اکساید به منظور ساخت جاذب کامپوزیتی فرآوری شد و به عنوان یک جاذب جدید در حذف متیلن بلو (رنگ کاتیونی) از آب مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر زمان، غلظت اولیه رنگ، pH و دما بر میزان ظرفیت جذب جاذب ساخته شده در حذف رنگ بررسی شد. نتایج به دست آمده به وسیله ایزوترم های فرندلیچ و لانگمویر و همچنین مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و دوم مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمایش های جذب سطحی نشان داد جاذب کامپوزیتی برای حذف رنگ کاتیونی متیلن بلو، از ایزوترم جذب لانگمویر و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم به خوبی تبعیت می کند. بر اساس ایزوترم لانگمویر، حداکثر ظرفیت جذب تک لایه متیلن بلو بر سطح جاذب کامپوزیتی برابر با 3/746 میلی گرم بر گرم به دست آمد. این جاذب در دماهای بالا و pH های قلیایی ظرفیت جذب بالاتری نشان داد.

    کلیدواژگان: جذب سطحی، دولومیت، پساب رنگی، جاذب کامپوزیتی، کیتوسان، گرافن اکساید
  • امید کهزادی، محسن منصوری* صفحات 24-37
    در این مطالعه یک پیل سوختی اکسید جامد تغذیه شده با گاز سنتز حاصل از پساب صنعتی که با یک سیکل تولید توان رنکین ترکیب شده است، با استفاده از روابط ترمودینامیکی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. ابتدا به صورت مستقل پیل سوختی اکسید جامد شبیه سازی و کمیت های مانند ولتاژ خروجی، چگالی جریان و توان خروجی پیل سوختی محاسبه شد. سپس سیکل توان ترکیب شده با پیل سوختی اکسید جامد مجهز به توربین گازی با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی پیل سوختی تحلیل ترمودینامیکی شد. در پژوهش حاضر ولتاژ پیل سوختی به صورت تابعی از چگالی جریان گزارش شد و اثر افزایش دما و فشار روی آن مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل این سیستم نشان داد که با افزایش دما و فشار ولتاژ خروجی پیل سوختی اکسید جامد افزایش می یابد. تغییرات توان خروجی تولیدی پیل سوختی در مقابل چگالی جریان در سه دمای عملیاتی 1073، 1173 و 1273 کلوین نیز محاسبه شد، نتایج نشان داد که با افزایش دما توان پیل سوختی نیز روند افزایشی دارد. همچنین راندمان کلی سیستم هیبریدی با افزایش دمای عملیاتی پیل سوختی اکسید جامد نیز افزایش یافت.
    کلیدواژگان: سیستم هیبریدی، پیل سوختی، سیکل رنکین، مدل سازی
  • مختار آخوندباباتبار، علی خرازی، ملیکا اسحاقی، مهشید وقارموسوی، حمید عباسی، احمد توسلی* صفحات 38-53
    این مطالعه به بررسی کاربرد زغال زیستی حاصل از پیرولیز ماکروجلبک گراسیلاریا گراسیلیس به عنوان پایه کاتالیست برای تولید سوخت های میان تقطیر می پردازد. برای این منظور، ماکروجلبک پس از آماده سازی، در دمای 550 درجه سانتیگراد پیرولیز و محصولات حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. محصول عمده پیرولیز، زغال زیستی بود (%40/1). محصول گازی بیشتر حاوی کربن دی اکسید (%51/9) و هیدروژن (%26/3) و محصول مایع عمدتا حاوی ترکیبات اکسیژنه و نیتروژنه بود. زغال زیستی حاصل پس از فعالسازی با 15درصد فلز کبالت به روش تلقیح بارگذاری شد و بعنوان کاتالیست فرآیند فیشر-تروپش در شرایط فلوی گاز سنتز  45ml/min(H2/CO=2)، فشار 18 بارو دمای 220 درجه سانتیگراد بکار گرفته شد. نتایج نشان داد که درصد تبدیل کربن مونوکسید %64/2 و بیشترین انتخاب پذیری محصول مربوط به هیدروکربن های سنگین (%74) بود، درحالیکه انتخاب پذیری محصول جانبی کربن دی اکسید برابر با % 2/3 بوده است. ویژگی شناسی کاتالیست با روش های BET، XRD ، TPR، TGA و TEM انجام شد.
    کلیدواژگان: پیرولیز، ماکروجلبک گراسیلاریا گراسیلیس، زغال زیستی، کاتالیست کبالت، فیشر-تروپش
  • مریم قاضی مرادی، ناصر صفری، سعید سلطانعلی*، حمید قصاب زاده صفحات 54-69
    یکی از فرآیندهای اصلی تولید اولفین های سبک، کراکینگ کاتالیستی است. کاتالیست های تجاری که در این فرآیند مورد استفاده قرار می گیرند، کاتالیست های زیولیتی هستند. با توجه به شرایط عملیاتی واکنش، کاتالیست های مورد استفاده بعد از مدتی غیرفعال می شوند. یکی از چالش های عمده در این فرآیند دستیابی به کاتالیست بهینه است که علاوه بر عملکرد مناسب، گزینش پذیری بالایی نسبت به پروپیلن داشته باشد. به منظور کاهش مقاومت نفوذ مواد در میکرو حفرات زیولیت و دسترسی آسان تر مواد به سایت های فعال و ایجاد مزوحفره اصلاحات فراوانی با استفاده از روش های پیش و پسا سنتز (سنتز زیولیت با مورفولوژی خاص، کاهش اندازه بلور، آلومینیوم زدایی و سیلیس زدایی) انجام شده است. این اصلاحات موجب افزایش طول عمر و بهبود عملکرد کاتالیست شده است. در این پژوهش پیشرفت های اخیر پیرامون کاتالیست های زیولیتی و روش های بهبود عملکرد کاتالیست های زیولیتی ZSM-5 در فرآیند کراکینگ کاتالیستی نرمال هگزان بیان شده است.
    کلیدواژگان: زئولیت های سلسله مراتبی، کراکینگ کاتالیستی، پسا سنتز، سیلیس زدایی، آلومینیوم زدایی
  • سید احسان ابطحی*، رضا کلهر، داوود صداقت شایگان صفحات 70-90
    یکی از مهمترین راهبردهای هر کشور به منظور پیشرفت یکپارچه و همه جانبه همه مناطق، توسعه زیرساختهای انرژی با هدف گسترش صنایع، ایجاد اشتغال، ارایه خدمات عمومی و جلوگیری از مهاجرت ساکنان مناطق مرزی است. لذا کاهش آسیب پذیری زیرساخت های نفت و گاز به دلیل نقش مهمی که در زندگی دارند، از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا وقفه ای هرچند کوتاه در ارایه خدماترسانی زیرساخت های نفت و گاز، آثار جبران ناپذیری را به فعالیت های مختلف کشور در شرایط بحرانی که کشور با کمبودهایی مواجه می باشد، وارد می کند. در این مقاله پس از بررسی روش های مختلف ارزیابی ریسک با استفاده از روش کاربردی فما ، ابتدا داراییهای حوزه نفت و گاز استان های مرزی غربالگری شده، سپس بر مبنای تهدیدات مبنا به شناسایی و ارزیابی آسیب پذیریها پرداخته و ریسک هریک از دارایی ها، محاسبه و در پایان با هدف مصونسازی زیرساختها، راهکارهایی برای کاهش خطر در زیرساخت های نفت و گاز استان های مرزی ارایه می شود.
    کلیدواژگان: روش ارزیابی ریسک فما، ارزیابی تهدید، ارزیابی آسیب پذیری، دارایی های نفت و گاز
  • معصومه حسن زاده* صفحات 91-113
    این مقاله با هدف بررسی روش های پاک سازی صنعتی تانک های ذخیره نفت خام درجهان و شناسایی کارآمدترین، ایمن ترین، اقتصادی ترین نگارش شده است. مقدمتا انواع روش های موجود برای پاک سازی رسوبات نفتی و بازیافت نفت به همراه مزایا و معایب بیان و سپس سه روش پرکاربرد یعنی روش دستی، روش اتوماتیک و روش رباتیک ازلحاظ کارآمدی، ایمنی، اثرات زیست محیطی و هزینه روش، مورد بحث و تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که سیستم تمیزکاری اتوماتیک با پمپ های قوی سریع ترین سیستم تمیز کردن است، درحالی که روش رباتیک جایی که حضور افراد در داخل مخزن در هر مرحله لازم نیست، امن ترین سیستم است. از نظر هزینه های پاک سازی و تاثیرات زیست محیطی، سیستم های اتوماتیک و رباتیک ممکن است نسبت به روش دستی گران تر باشند اما به دلیل بسته بودن چرخه پاک سازی، توانایی بازیابی تا 95 درصد نفت از لجن، درآمدزایی حاصل از فروش مواد بازیافت شده، مقرون به صرفه ترین و سازگارترین با محیط زیست است.
    کلیدواژگان: رسوبات نفتی، اسلج، تانک ذخیره، پاک سازی، لایروبی
|
  • AmirHossein Tajic, Mohsen Maleki, Abolfazl Ghashghaei, Maryam Ahmadzadeh Tofighy * Pages 5-23

    In this study, a new composite adsorbent based on dolomite mineral, coated with chitosan and graphene oxide was fabricated and used for removal of methylene blue (MB) from water. The effects of time, initial MB concentration, pH and temperature on the adsorption capacity of the fabricated composite adsorbent in the removal of MB as a cationic dye were investigated. The obtained results were analyzed by Freundlich and Langmuir isotherm models as well as pseudo first and second order kinetic models. The results of adsorption experiments showed that the fabricated composite adsorbent for removing MB follows the Langmuir adsorption isotherm model and the pseudo second order kinetic model. According to the Langmuir isotherm, the maximum monolayer adsorption capacity of MB on the surface of the composite adsorbent is equal to 3.746 mg/g. This adsorbent has a higher adsorption capacity at high temperatures and alkaline pHs.

    Keywords: Adsorption, Dolomite, Water treatment, Methylene blue, Chitosan, Graphene oxide
  • Omid Kohzadi, Mohsen Mansouri * Pages 24-37
    In this study, a solid oxide fuel cell fed with synthesis gas derived from industrial waste water was combined with a Rankine power generation cycle was analyzed and investigated using thermodynamic relationships. First, the solid oxide fuel cell was independently simulated and the quantities such as output voltage, current density and output power of the fuel cell were calculated. Then, the power cycle that equipped with a gas turbine combined with a solid oxide fuel cell was investigated according to the output results of the fuel cell simulation using thermodynamic analysis. In current study, fuel cell output voltage as a function of current density was reported, and the effect of temperature and pressure increasing on output fuel cell voltage was reported. The analysis of this system showed that with the increase in temperature and pressure, the output voltage of the solid oxide fuel cell increased. The varation in the output power of the fuel cell against the current density at three operating temperatures of 1073, 1173 and 1273 K were also calculated, the results showed that the power of the fuel cell increases with the increase in temperature. Also, the total efficiency of the hybrid system by increasing in fuel cell operating temperature increased.
    Keywords: Hybrid system, Fuel cell, Rankine Cycle, Modeling
  • Mokhtar Akhound Babatabar, Ali Kharazi, Melika Eshaghi, Mahshid Vaghar Mousavi, Hamid Abbasi, Ahmad Tavasoli * Pages 38-53
    This study investigates the application of biochar from the macroalgae pyrolysis of Gracylaria gracilis as catalyst support for the production of mid-distillation fuels. Macroalgae were pyrolyzed at 550 °C, and the resulting products were evaluated. The major product of the pyrolysis was biochar (40.1%). The gaseous product mostly contained carbon dioxide (51.9%) and hydrogen (26.3%), and the liquid product mainly contained oxygenate and nitrogenate compounds. The abtained biochar was activated and impregnated with 15% cobalt and then used as a catalyst in the Fisher-Tropesh process under conditions of syngas flow of 45 ml/min (H2/CO = 2), 18 bar pressure and temperature of 220 °C. The results showed that carbon monoxide conversion was 64.2%, and the highest product selectivity was for heavy hydrocarbons (74%), while the selectivity of carbon dioxide as a by-product was 2.3%. Catalyst characterization was performed by BET, XRD, TPR, TGA and TEM methods.
    Keywords: Pyrolysis, Gracilaria Gracilis Macroalgae, biochar, Cobalt catalyst, Fischer-Tropsch
  • Maryam Ghazi Moradi, Nasser Safari, Saeed Soltanali *, Hamid Ghassabzadeh Pages 54-69
    One of the main processes of producing light olefins is catalytic cracking. The commercial catalysts used in this process are zeolite catalysts. According to the operating conditions of the reaction, the used catalysts are deactivated after some time. One of the major challenges in this process is finding an optimal catalyst that, in addition to proper performance, has high selectivity over propylene. In order to reduce the penetration resistance of materials in zeolite micropores and easier access of materials to active sites and to create mesopores, numerous modifications were made using pre- and post-synthesis methods (synthesis of zeolite with special morphology, crystal size reduction, dealumination and desilication) has been done. These modifications have increased the lifetime and improved catalyst performance. In this research, the recent developments about zeolite catalysts and methods of improving the performance of ZSM-5 zeolite catalysts in the catalytic cracking process of normal hexane have been described.
    Keywords: Hierarchical Zeolites, Catalytic cracking, Post Synthesis, Desilication, Delamination
  • Seyed Ehsan Abtahi *, Reza Kalhor, Davood Sedaghat Shayegan Pages 70-90
    One of the most important strategies of any country for the integrated and comprehensive development of all regions is the development of energy infrastructure with the aim of expanding industries, creating employment, providing public services and preventing the migration of residents of border areas. Therefore, reducing the vulnerability of oil and gas infrastructures is of great importance due to their important role in life, because even a short interruption in the provision of oil and gas infrastructure services will have irreparable effects on the various activities of the country in critical conditions where the country is facing shortages, is enters. In this article, after reviewing the different methods of risk assessment using FEMA's applied method, first the oil and gas assets of the border provinces were screened, then based on the threats based on the identification and evaluation of the vulnerabilities, and the risk of each asset was calculated and at the end with In order to protect the infrastructure, solutions are provided to reduce the risk in the oil and gas infrastructures of the border provinces.
    Keywords: Fema Risk Assessment Method, Threat Assessment, Vulnerability assessment, Oil, Gas Assets
  • Masoumeh Hassanzadeh * Pages 91-113
    This article is written with the aim of investigating the industrial cleaning methods of crude oil and products storage tanks and identifying the most efficient, safe and economical ones. For this perpose, the types of cleaning and recycling methods for oil sludge describe along with their advantages and disadvantages, then three widely used manual, automatic, and robotic methods discusse. The results show that the automatic cleaning system with powerful pumps is the fastest cleaning system, while the robotic method, where the presence of people inside the tank is not required at every stage, is the safest system. In terms of cleaning costs and environmental impact, automatic and robotic systems may be more expensive than manual methods, but due to the closed cleaning cycle, the ability to recover up to 95% of the sludge, income from the sale of recycle materials, they are the most cost-effective and environmentally friendly.
    Keywords: Oil Deposits, Oil storage tanks, Industrial Cleaning Methods, Sludge