فهرست مطالب

مجله فرآیند نو
پیاپی 79 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اسدالله کریمی*، حنانه نژاد ابیض، کوثر رحیم زاده، اسماعیل فاتحی فر صفحات 5-14

    بدون تردید پدیده آلودگی هوا یکی از مهم ترین معضلات جوامع امروزی می باشد. بنابراین یکی از اهداف بشر کاهش این دست آلودگی ها است. دستگاه های مختلفی برای این منظور استفاده می شوند. چالش اصلی در این مقاله انتخاب بهترین دستگاه کنترل آلودگی هوا بر اساس دیدگاه فرایند تحلیلی سلسله مراتبی است. این فرایند یک روش چندوجهی تصمیم گیری براساس قواعد و ضوابط های مختلف به منظور دستیابی به نتایج منطقی است، که به کمک نرم افزار اکسپرت چویس انجام شده است. پارامترهای هزینه (عملیاتی و مواد)، کارایی، مقررات زیست محیطی، منابع آلودگی و شرایط عملیاتی به عنوان معیارهای فرایند برگزیده شده اند. همچنین دستگاه های جداکننده سیکلونی، اسکرابرها، رسوب گیرهای الکترواستاتیک، غبارگیرها یا فیلترهای کیسه ای گزینه های این فرایند محسوب می شوند. بعد از بررسی و مقایسه زوجی معیارها، زیر معیارها و گزینه ها در نرم افزار رسوب گیر الکترواستاتیک بهترین دستگاه با %38 ارجحیت نسبت به دیگر دستگاه ها انتخاب شد. همچنین معیار هزینه با %31/2 دارای بیشترین ارجحیت بود.

    کلیدواژگان: رسوب گیر الکترواستاتیک، آلودگی هوا، نرم افزار Expert Choice
  • یاسر احمدی* صفحات 15-24
    این مطالعه اثر یک نانو کامپوزیت جدید (ZnO/SiO2/Xanthan) را برای انتخاب مناسب ترین غلظت متناسب با محیط متخلخل ماسه سنگی مورد مطالعه قرار می دهد. این مطالعه برای اولین بار در شرایط مخزنی و مخازن ماسه سنگی صورت گرفته است. ابتدا مورفولوژی نانوکامپوزیت ها با استفاده از آزمایش های  XRDو SEM  مورد بررسی قرار گرفت. سپس اثر نانو کامپوزیت بر تغییرات ترشوندگی، کشش سطحی، ویسکوزیته، پتانسیل زتا،pH  و چگالی در غلظت های مختلف نانوکامپوزیت در شرایط مخزن مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس اطلاعات ترشوندگی و زتا پتانسیل در این مطالعه، بهترین غلظت برای آزمایش های دینامیک سیال انتخاب شد. انتخاب بهترین غلظت سیال می تواند بسیاری از مشکلات مثل کاهش بازیابی نفت در اثر مسدود کردن فضای خالی سنگ ها را کاهش دهد. با توجه به کمترین زاویه تماس (°36.46) و بالاترین مقدار مطلق زتا پتانسیل (mV49.68-)، ppm 40 به عنوان بهترین غلظت برای انجام آزمایش های دینامیک سیال انتخاب شد.
    کلیدواژگان: ماسه سنگ، نانوکامپوزیت، کشش سطحی، زانتان، سیلیکا
  • سهیلا زارع، عبدالرسول پوران فرد* صفحات 25-40

    جداسازی گاز دی اکسید کربن از گاز طبیعی، به عنوان یکی از آلاینده های اصلی محیط زیست، با استفاده از مخلوط آمینی، یکی از متداول ترین روش هاست. در این پژوهش، ترکیب بهینه ی مخلوط آمینی با استفاده از روش طراحی ریوس حدی تعیین شد. مخلوط آمینی مورد استفاده در این پژوهش شامل آب، پپرازین و 1-بوتیل3-متیل ایمیدازولیوم هیدروژن سولفات بوده است. به منظور اندازه گیری حلالیت دی اکسید کربن در محلول آمینی، از یک سلول تعادلی (اتوکلاو) استفاده گردید. طبق بررسی آنالیز واریانس، ضریب تبیین (R2) مقدار بالایی به میزان (%=99/79) دارد. تحلیل نتایج در سطح اطمینان %95 در یک بلاک با تعداد 9 آزمایش و تعریف لودینیگ به عنوان متغیر پاسخ انجام شد. نتایج بهینه سازی نشان داد که ترکیب متشکل از 811/24 میلی لیتر آب، 188 میلی لیتر آمین و 0/76 میلی لیتر مایع یونی بهترین راندمان را داشته و در این حالت بیشنه ی لودینگ 1/702 بدست آمد.

    کلیدواژگان: دی اکسید کربن، آمین پرازین، مایع یونی، تعادل بخار-مایع
  • احسان صالحی*، مرضیه معظمی گودرزی، مهدی عسکری صفحات 41-56

    این پژوهش به مقایسه دو روش مرسوم جذب سطحی با زیولیت و تقطیر آزیوتروپیک برای آب زدایی از اتانول صنعتی (%95) و تولید اتانول با خلوص %99/8 می پردازد. بدین منظور، هر دو فرآیند با دبی خوراک مشابه kg/h136 شبیه سازی شده و با استفاده از تحلیل فنی-اقتصادی، فرآیند مناسب انتخاب گردید. نتایج نشان داد که فرآیند جذب سطحی برای آب گیری از اتانول، اقتصادی تر از تقطیر آزیوتروپیک است؛ زیرا دارای سرمایه گذاری کل و قیمت تمام شده محصول پایین تری است. میزان تولید در نقطه سربه سر و مدت زمان بازگشت سرمایه برای فرآیند جذب سطحی به ترتیب برابر L1,223,800 و 12ماه بوده و برای تقطیر آزیوتروپیک به ترتیب برابر L2,004,905 و 25ماه است. همچنین، سود خالص سالیانه، ارزش خالص طرح و بازده داخلی برای فرآیند جذب سطحی به ترتیب برابر 413,456دلار، 1,181,279دلار و %276 است که بسیار بالاتر از ارقام بدست آمده برای فرآیند تقطیر آزیوتروپیک (به ترتیب برابر با 263,925 دلار، 979,370 دلار و %87) است.

    کلیدواژگان: آب گیری از اتانول، شبیه سازی، محاسبات فنی- اقتصادی، جذب سطحی، تقطیر آزئوتروپیک
  • علی اصغر روحانی*، رضوان محمدآبادی صفحات 57-73

    هدف از این تحقیق بررسی کاربردهای هوش مصنوعی در صنعت نفت و همچنین پیشینه تحقیق در مدیریت و توسعه زنجیره تامین نفت و گاز می باشد. کاربرد هوش مصنوعی در سه بخش بالادستی، میان دستی و پایین دستی بررسی شد. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل انجام شده، ضرورت پیاده سازی هوش مصنوعی در صنعت نفت و گاز را نشان داد. علاوه بر این، توصیه های مختلفی برای مدیران فناوری، سیاست گذاران، متخصصان و رهبران در صنعت نفت و گاز برای اطمینان از اجرای موفقیت آمیز هوش مصنوعی ارایه شد. در نهایت، بر اساس تجزیه و تحلیل و بررسی، توصیه ها و جهت گیری های بالقوه کاربرد هوش مصنوعی در توسعه فرایندهای نفتی ارایه شد.

    کلیدواژگان: تحول دیجیتال، هوش مصنوعی، بینایی ماشین، کلان داده، صنعت نفت
  • محسن شهابی* صفحات 74-88
    با استفاده از داده های جغرافیایی ماهواره ای، نقطه کنترل خط 20 اینچ سبزوار- مشهد که بعد از مرکز انتقال امام تقی قرار گرفته است شناسایی شده است. در ورودی این مرکز یک عدد ترانسمیتر فشار نصب شده است. در این مطالعه با استفاده از نتایج مدلسازی هیدرولیکی و انرژی خط لوله با نرم افزارهای مرتبط، محاسبات لازم برای مبنا قرار دادن این ترانسمیتر برای کنترل فشار در خط 20 اینچ سبزوار- مشهد انجام شده است. همچنین وضعیت بهره برداری فعلی و فاصله آن تا شرایط بهینه بررسی و پتانسیل های بهبود شناسایی شده است. در روش فعلی بهره برداری، فشار در نقطه کنترل بصورت انجام محاسبات هیدرولیک در نقشه پروفیل خط لوله انجام که به علت خطای موجود در این روش، منجر به وجود فشار اضافی در نقطه کنترل شده است. با روش بهره برداری پیشنهادی از این خط و با اصلاح رویه های عملیاتی بصورت پایش و کنترل مستمر فشار در نقطه کنترل این قطعه از خط لوله با استفاده از ترانسمیتر فشار در مرکز انتقال امام تقی، به عنوان راهکاری جایگزین برای انجام محاسبات فشار توسط نقشه های پروفیل خط لوله، می توان با توان مصرفی مشابه تا 230 میلیون لیتر در سال افزایش ظرفیت در این قطعه از خط لوله داشت، همچنین می توان با حجم انتقالی مشابه تا m3 593،000 گاز طبیعی به ارزش 4 میلیارد ریال صرفه جویی (معادل مصرف حدود یک ماه توربین های مرکز انتقال سبزوار) داشت. در کنار موارد فوق، بهره برداری با این شیوه موجب کاهش ساعت کارکرد توربوپمپ های سبزوار به مقدار 574 ساعت در سال می شود.
    کلیدواژگان: ایستگاه پمپاژ نفت، خط لوله، صرفه جویی انرژی، فشار نقطه کنترل
|
  • Asadollah Karimi *, Hannane Nejhab Abyaz, Kosar Rahimzadeh, Esmaeil Fatehifar Pages 5-14

    Undoubtedly, the air pollution issue is one of the most prominent problems in today's societies. Therefore, one of the human goals is to enhance air quality. The main challenge in this paper is to choose the best air pollution control equipment based on the perspective of an analytical hierarchical process (AHP). The AHP is a multifaceted method of decision-making based on different regulations in order to achieve logical consequences, which Expert Choice software was employed. Cost parameters (operational and material), yield, environmental regulations, pollution sources and operating conditions are selected as process criteria. Also, cyclone separators, scrubbers, electrostatic precipitators, and fabric or bag filters are alternatives for this process. Due to a pairwise comparison of criteria, sub-criteria and alternatives in software, the electrostatic precipitator was chosen as the best control equipment with a preference of 38% over other apparatus. Also, the cost criterion was the most preferred with 31.2%.

    Keywords: Electrostatic Precipitators, Expert Choice Software, Air pollution
  • Yaser Ahmadi * Pages 15-24
    This study investigates the effect of new nanocomposites (ZnO/SiO2/Xanthan) for the most appropriate selection of nanocomposites concentration in sandstone porous media. This study has been done for the first time in sandstone reservoir. First, the morphology of nanocomposites was investigated using XRD, SEM tests. Then, the effect of nanocomposite on changes in wettability, surface tension, viscosity, zeta potential, pH, and density in different concentrations of nanocomposite in tank conditions was investigated. Based on the results of this study this study, the optimal concentration was selected for fluid dynamic tests. The optimum choice of fluid can reduce many problems, such as reducing oil recovery due to blocking the pores and throat of rocks. According to lowest contact angle (36°), highest zeta potential (-49.68 mV) in the presence of nanocomposites, 40 ppm was chosen as the optimum concentration.
    Keywords: sandstone, Nanocomposites, Interfacial tension, Xanthan, silica
  • Soheila Zare, Abdolrasoul Pouranfard * Pages 25-40

    Separation of carbon dioxide, as a main environmental pollutant, from natural gas using amine mixture is one of the most common methods. In this research, the optimal composition of the amine mixture was determined using the method of designing limit vertices. The amine mixture used in this research included water, piperazine and 1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate. In order to measure the solubility of carbon dioxide in amine solution, an equilibrium cell (autoclave) was used. According to the analysis of variance, explanation coefficient (R2) has a high value (R2=99.79%). The analysis of the results was conducted at the 95% confidence level in a block with 9 tests and Ludinig's definition as the response variable. The optimization results showed that the combination consisting of 24.811 ml of water, 188 ml of amine and 0.76 ml of ionic liquid had the best efficiency and, in this case, the maximum loading of 1.702 was obtained.

    Keywords: Carbon dioxide, Amine Piperazine, Ionic liquid, Vapor-Liquid Equilibrium
  • Ehsan Salehi *, Marzieh Moazzami Goodarzi, Mahdi Askari Pages 41-56

    This work compares two conventional methods of adsorption with zeolites and azeotropic distillation for dehydration of industrial ethanol (95%) to produce 99.8% ethanol. To this end, both processes were simulated by a similar feed flowrate of 136kg/h and the suitable alternative was selected using techno-economical study. The results revealed that the adsorption process is more economical than azeotropic distillation for ethanol dehydration, as it possesses lower total investment cost and total product price. The amount of production at break-even point and the investment-return period for the adsorption process were equal to 1223800L and 12 months, respectively, and those for the azeotropic distillation were 2004905L and 25 months, respectively. In addition, the net annual profit, net present value and internal rate-of-return for adsorption process were equal to 413456$, 1181279% and 276%, respectively, which are much higher than those for the azeotropic distillation, equal to 263925$, 979370$ and 87%, respectively.

    Keywords: Ethanol dehydration, Simulation, Techno-Economic Assessment, Adsorption, Azeotropic Distillation
  • AliAsghar Rouhani *, Rezvan Mohammad Abadi Pages 57-73

    The purpose of this research is to gain a better understanding of the application of artificial intelligence in the oil industry and the background of research in the management and development of the oil and gas supply chain. The use of artificial intelligence in important topics was investigated in three upstream, Midstream and downstream sections. The results of the analysis showed essential artificial intelligence implementation in the oil and gas industry. In addition, various recommendations were provided for technology managers, policy makers, professionals and leaders in the oil and gas industry to ensure the successful implementation of AI. Finally, based on the analysis and review, recommendations and potential directions for the application of artificial Intelligence in the oil field development were presented.

    Keywords: digital transformation, artificial intelligence, Machine vision, Big Data, oil industry
  • Mohsen Shahabi * Pages 74-88
    By using satellite geographic data, the control point of the 20-inch Sabzevar-Mashhad pipeline, which is located after Imam Taghi pump station, has been identified. A pressure transmitter is installed at the entrance of Imam Taghi pump station. In this study, by using the results of hydraulic and energy modeling of the pipeline with related software, the necessary calculations for placing this transmitter as a basis for pressure control in the 20-inch Sabzevar-Mashhad line have been performed. Also, the current state of operation of the line and its difference to the optimal conditions have been investigated and the improvement potentials have been identified. In the current operation method, the pressure at the control point is performed by performing hydraulic calculations on the pipeline profile map, which has led to the existence of additional pressure at the control point due to the error in this method. With the proposed operation method of this line and by modifying the operating procedures in the form of continuous monitoring and control of the pressure at the control point of this part of the pipeline using a pressure transmitter in the Imam Taqi pump station, as an alternative solution for performing pressure calculations. According to the profile maps of the pipeline, it is possible to increase the capacity of this part of the pipeline up to 230 million liters per year with the same consumption power, and it is also possible to save up to 593000 m3 of natural gas worth 4 billion Rial, with the same transfer volume. (Equivalent to one month's energy consumption of Sabzevar pump station’s turbines). In addition to the above, using this method reduces the operating hours of Sabzevar turbo pumps by 574 hours per year.
    Keywords: Oil pumping Station, Pipeline, Energy saving, Pipeline Control Point