فهرست مطالب

فرآیند نو - پیاپی 78 (تابستان 1401)

مجله فرآیند نو
پیاپی 78 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/06/31
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد مزیدی شرف آبادی*، اسماعیل رضایی، فاطمه گودرزوند چگینی، محمد جابری، رضا فتح الله زاده عطار، یونس ملک زاده، مهدی آقارضی صفحات 5-21

    یکپارچه سازی حرارتی با استفاده از تحلیل پینچ یکی از مهم ترین ابزارهای کاربردی جهت دستیابی به راه کارهایی است که موجب کاهش مصرف انرژی در واحدهای عملیاتی می شود. با استفاده از این ابزار و با تعیین هدف گذاری، شرایطی از فرآیند که در آن بتوان حداکثر پتانسیل های صرفه جویی انرژی را به دست آورد، بررسی و ارزیابی می شود. روش کار در این پژوهش، تحلیل بهترین فرصت های صرفه جویی انرژی در استفاده از تحلیل پینچ در واحد استحصال اتان در شرکت پتروشیمی پارس است. در این پژوهش رویکرد مبتنی بر محدودیت های صنعت و به کارگیری راه کارهایی که کمترین تغییرات و هزینه سرمایه گذاری را به واحد صنعتی تحمیل کند، به کار رفته است. بررسی های فنی و عملیاتی صورت گرفته نشان می دهد بیشترین فرصت های صرفه جویی انرژی در یکپارچه سازی حرارتی بین کولرهای هوایی و مبدل های حرارتی صورت می گیرد. مطابق دو راهکار نهایی ارایه شده سالیانه 12950 کیلووات صرفه جویی در مصرف انرژی این واحد صورت می گیرد.

    کلیدواژگان: کاهش مصرف انرژی، فناوری پینچ، یکپارچه سازی حرارتی، استحصال اتان
  • مهدی کریمی، آرش شریفی، نغمه فیروزفام، مهرداد شمشادی* صفحات 22-36
    ارتعاشات خارج از محدوده مجاز در سیستمهای لوله کشی فرآیندی به دلیل ایجاد بارهای نوسانی منجر به خستگی، شکست و در نهایت توقف در تولید می شود. مطالعه حاضر بر روی کاهش ارتعاشات در یک سیستم لوله کشی واقعی در پالایشگاه نفت انجام شده است. سیستم با در نظر گرفتن دامنه جابجایی ماکزیمم لوله و فرکانس مربوطه در نرم افزارCAESAR II مدلسازی شده و تنشهای وارد بر فلنجها و تکیه گاه ها، فرکانسهای طبیعی و شکل مودهای سیستم در تحلیل دینامیکی استخراج می گردد. جهت کاهش ارتعاشات، تیر یکسرگیردار با جرم متمرکز در انتها که در این مقاله beam DVA نام گذاری می شود، به عنوان جاذب ارتعاش طراحی و سپس کل مجموعه در نرم افزار CAESAR II مدلسازی می گردد. نتایج مدلسازی نشان می دهد استفاده از beam DVA با مشخصات بهینه می تواند منجر به کاهش 73% درصدی دامنه جابجایی در لوله شود. جهت صحه گذاری بر نتایج، beam DVA ساخته و در سیستم لوله کشی واقعی نصب می شود. اندازه گیری های تجربی نشان می دهد با نصب beam DVA سطح ارتعاشات لوله به میزان %69 پایین می آید. لذا تطابق قابل قبولی مابین نتایج مدلسازی و تجربی وجود دارد.
    کلیدواژگان: ارتعاشات، سیستمهای لوله کشی، جاذب ارتعاش، نرم افزار CAESAR II
  • حامد صالحی، میرمحمد خلیلی پور*، فرهاد شهرکی صفحات 37-56

    بیوگاز یک منبع انرژی پایدار است که از هضم بی هوازی پسماندهای آلی تولید می شود. بیوگاز خام را می توان برای  تولید برق مصرف کرد، ولی از آنجا که محتوای انرژی بیوگاز با غلظت متان نسبت مستقیم دارد، لذا برای تزریق به شبکه گاز باید بیوگاز را بهبود داد و دی اکسید کربن و سایر نا خالص ها را حذف کرد. در این مقاله یک فرآیند برای بهبود بیوگاز براساس فشرده سازی بخار کم فشار ارایه شده که همراه با انبساط حلال تمیز خروجی از ریبویلر برج بازیابی حلال و ارسال بخار گرم متراکم به ریبویلر بهینه سازی گردیده است. دو حالت متداول و بهینه توسط نرم افزار اسپن هایسیس بر اساس حلال های آمین خالص شبیه سازی شده است. نتایج بدست آمده حاکی از افزایش بازیابی مقدار دی اکسید کربن و کاهش بارحرارتی ریبویلر برج دفع به مقدار  3/62 بود که در مقایسه با فرآیند مبنا 28/74 درصدکاهش داشته است.

    کلیدواژگان: بیوگاز، شبیه سازی، بیومتان، محیط زیست، مونواتانول آمین
  • مریم سادات میرنعمتی*، کیوان سهراب پور، سمیه محمدی صفحات 57-70
    در این پژوهش سعی شده است با استفاده از راکتور حاوی صفحات پوشیده شده با نانو ذرات گرافن و قرار دادن آن بعد از واحد تصفیه بیولوژیکی بی هوازی تصفیه خانه رنگرزی بار آلودگی برای مراحل بعدی تصفیه با جذب مواد آروماتیک حاصل ازمرحله تخریب بی هوازی بیولوژیکی کاهش یابد. نتایج حاصل از آنالیز میکروسکوپ الکترونی رویشی انتشار میدانی (FE-SEM) نشان داد که لایه نشانی گرافن بر روی صفحات راکتور به صورت چندلایه بوده است. سپس تاثیر سه پارامتر غلظت ورودی پساب (mg/L 150، 100، 70 COD:)،  pH (5، 7 و 9) و دما (30،20 و40) روی میزان حذف ترکیبات آروماتیک، COD وکدورت پساب بررسی شد. نتایج حاصل نشان دادند که غلظت بالای COD جذب سریع تر و بهتری توسط گرافن نسبت به غلظت های پایین آن داشت. از بین سه دمای مورد آزمایش، در دمای بالا میزان جذب بیشتری مشاهده شد. همچنین با افزایش pH از 5 به 9، میزان جذب افزایش پیداکرد. این سیستم در جذب مواد آروماتیک و کاهش COD عملکرد نسبتا خوبی از خود نشان داد. شرایط بهینه عملکرد راکتور غلظت mg/L 150COD:،pH  برابر 9 و دمای C40 تعیین شد.
    کلیدواژگان: تصفیه ی پساب رنگرزی، گرافن، راکتور دیسک چرخان، ترکیبات آروماتیک، جذب سطحی
  • حسناء صدیری، منوچهر بهرویان*، عباس قاسمی صفحات 71-94

    مخازن بتنی نفتی از مهمترین سازه های نگهداری هستند. این مخازن، در طول دوره بهره برداری خود نیازمند مدیریت و نگهداری جهت مقابله با ریسک های مختلف می باشند. عدم وجود مدیریت  نگهداری مخازن بتنی می تواند منجر به خطرات جانی، زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی شود. با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران، استخراج نفت، مصرف و صادرات و مخازن بتنی اهمیت بالایی پیدا کرده اند که نیاز به مدیریت نگهداری احساس می شود. این تحقیق با تمرکز بر معرفی ریسک ها، روش های مدیریت و نگهداری مبتنی بر ریسک برای مخازن ذخیره سازی بتنی نفتی می باشد. ابتدا تعاریف، انواع نگهداری، چرخه ریسک و تحقیقات مرتبط با ریسک های مخازن  بررسی می شود. مبنای تحقیقات آتی و پیشنهاد برای تحقیقات، بر اساس مطالعات پیشین، را می توان با ارایه مدیریت نگهداری بر مبنای ریسک در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: ریسک، مدیریت و نگهداری، مخازن بتنی، اطلاعات سازه، عملیات نگهداری، ریسک بر پایه تعمیر و نگهداری
  • مریم قاضی مرادی، ناصر صفری، سعید سلطانعلی*، حمید قصاب زاده صفحات 95-108

    اولفین های سبک مانند اتیلن و پروپیلن جزء پایه های اصلی صنعت پتروشیمی به شمار می روند. این مواد در صنایع مختلف مانند تولید رزین، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، اتیلن اکسید، الیاف و سایر مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. توسعه روزافزون صنایع پتروشیمی که از این مواد به عنوان خوراک اولیه استفاده می کنند باعث شده است تا میزان تقاضا برای آن ها در سال های اخیر به سرعت افزایش یابد. شکست کاتالیستی با مصرف انرژی پایین تر و انتشار کم تر گازهای گلخانه ای می تواند راهی موثر برای جایگزینی روش شکست حرارتی با بخارآب به منظور تولید اولفین های سبک باشد. در این مقاله به بررسی و مقایسه کاتالیست هایی با عملکرد بالا در فرآیند شکست کاتالیستی نفتا به منظور تولید اولفین های سبک پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: اولفین های سبک، زئولیت ZSM-5، نفتا، شکست کاتالیستی
|
  • Mohammad Mazidi Sharfabadi *, Esmaeil Rezaei, Fatemeh Goodarzvand-Chegini, Mohammad Jaberi, Reza Fatollahzadeh Attar, Younes Malekzadeh, Mehdi Agharazi Pages 5-21

    Heat integration using pinch analysis is one of the most important practical tools to achieve solutions that reduce energy consumption in operational units. Using this tool and determining the targeting, the conditions of the process in which the maximum potential of energy savings can be achieved are examined and evaluated. The method of this paper is to analyze the best energy saving opportunities using the pinch analysis method in the Ethane extraction unit of Pars Petrochemical Company. In this research, the approach based on the limitations of the industry and the application of solutions that impose the less modifications and investment costs on the industrial unit have been used.Technical and operational studies show that the most opportunities for energy savings occur in heat integration between air coolers and heat exchangers. According to the two final solutions, 12,950 Kilowatt of energy will be saved annually in this unit.

    Keywords: Reduction of Energy Consumption, Pinch technology, Heat Integration, Ethane Extraction
  • Mahdi Karimi, Arash Sharifi, Naghmeh Firoozfam, Mehrdad Shemshadi * Pages 22-36
    Vibrations exceeding the permissible limits in piping systems causes cyclic loads that lead to fatigue, damage, and fracture. The present study addresses vibration reduction in an actual piping system in a petroleum refinery. CAESAR II was used to model the piping system based on the maximum displacement and the corresponding frequency. The stresses exerted on the flanges and supports, displacements, natural frequencies, and system mode shapes are obtained from dynamic analysis. To reduce vibrations, we propose a cantilever beam with a lumped mass at the free end (named a “beam DVA” in this paper) as the vibration absorber. CAESAR II’s dynamic analysis results indicate that using an optimal beam DVA can lower pipe displacement by 73%. Next, the beam DVA is constructed and installed in the actual piping system to validate the modeling results. Experimental measurements show that installing the beam DVA reduces the vibration level of the pipe by 69%. Hence, a good agreement exists between the modeling and experimental results.
    Keywords: Vibration, Piping System, CAESAR II, Vibration Absorber
  • Hamed Salehi, MirMohammad Khalilipour *, Farhad Shahraki Pages 37-56

    Biogas is a sustainable energy source produced from organic waste. Raw biogas can be used to generate electricity, but since the energy content of biogas is directly related to methane concentration, it is necessary to improve the biogas and remove its carbon dioxide and other impurities to inject it into the gas grid. This article represents the biogas-improving process based on low-pressure steam compression, which is optimized with an expansion of the clean solvent exiting from the reboiler of the solvent recovery tower, and sending dense hot steam to the reboiler. Two common and optimal modes have been simulated by Aspan-Hasys software based on pure amine solvents. The obtained results showed an increase in the amount of carbon dioxide recovery, and a decrease in the heat load of the reboiler of the disposal tower to the amount of 3.62 GJ/tCO2, which is a 28.74% reduction compared to the base process.

    Keywords: Biogas, Simulation, Biomethane, environment, Mono Ethanol Amine
  • Maryam Mirneamati *, Keivan Sohrabpor, Somayeh Mohammadi Pages 57-70
    In this research, it was tried to use a reactor containing plates covered with Graphene nanoparticles and placing it after the anaerobic biological treatment unit of dyeing treatment plant will reduce the pollution load for the next stages of treatment by absorbing aromatic substances resulting from the anaerobic biological destruction stage. The results of the field emission electron microscope (FE-SEM) analysis showed that the Graphene layers on the reactor plates were multi-layered. Then the effect of three parameters of effluent concentration (COD: 70, 100, 150 mg/L), pH (5, 7, 9) and temperature (20, 30 and 40 ˚C) on the amount of removal of aromatic compounds, COD and effluent turbidity were investigated. The results showed that high concentration of COD had faster and better absorption by Graphene than its low concentration. Among the three tested temperatures, a higher absorption rate was observed at the higher temperature. Also, with the increase of pH from 5 to 9, the amount of absorption increased. This system showed relatively good performance in absorbing aromatic substances and reducing COD. Optimum conditions of reactor performance were determined as COD: 150 mg/L, pH = 9 and temperature 40 ˚C.
    Keywords: Dyeing Wastewater Treatment, Graphene, Rotating Biological Contactor, Aromatic compounds, Surface adsorption
  • Hosna Sadiri, Manuchehr Behruyan *, Abbas Ghasemi Pages 71-94

    Concrete oil tanks are one of the most important storage structures. These reservoirs require management and maintenance during their operation period to deal with various risks. Lack of maintenance management of concrete tanks can lead to life, environmental, economic and social risks. According to the geographical location of Iran, oil extraction, consumption and export, and concrete tanks have become very important, and the need for maintenance management is felt. This research focuses on the introduction of risks, risk-based management and maintenance methods for petroleum concrete storage tanks. First, the definitions, types of maintenance, risk cycle and research related to reservoir risks are reviewed. The basis for future research and suggestions for research, based on previous studies, can be considered by providing risk-based maintenance management.

    Keywords: Risk, Management, Maintenance, Concrete Tanks, Structural Information, Maintenance Operations, Risk Based Maintenance
  • Maryam Ghazi Moradi, Nasser Safari, Saeed Soltanali *, Hamid Ghassabzadeh Pages 95-108

    Light olefins such as ethylene and propylene are the main foundations of the petrochemical industry. These materials are used in various industries such as the production of resin, polyethylene, polypropylene, ethylene oxide, fibers and other chemicals. The use of these materials as feedstock has led to a rapid increase in demand for them in recent years. Catalytic Cracking due to lower energy consumption and less emission of greenhouse gases can be a somewhat effective way to replace the method. Thermal cracking with vapor to produce olefins. In this paper, high performance catalysts in the naphtha catalytic cracking process to produce light olefins are investigated and compared.

    Keywords: Light olefins, ZSM-5 zeolite, Naphtha, Catalytic cracking