فهرست مطالب

مجله فرآیند نو
پیاپی 64 (زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/11/23
  • تعداد عناوین: 6
|
  • احسان غفران مظفر، محمدرضا سردشتی بیرجندی، فرهاد شهرکی* صفحات 5-31

    در این مقاله با استفاده از نرم افزار Aspen Hysys واحد تولید گاز سنتز پتروشیمی شبیه سازی شده و تاثیر تغییر پارامترهایی همچون دما و فشار روی جریان خروجی از راکتور ثانویه در واحد مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این با توجه به قدیمی بودن واحد مورد مطالعه، افزودن یک راکتور تری ریفرمینگ برای افزایش راندمان تولید گاز سنتز پتروشیمی مورد بررسی قرار گرفت. دقت شبیه سازی در مقایسه با داده های طراحی بسیار مطلوب بوده و خطای متوسط کمتر از 5% را نشان می دهد. همچنین نتایج نشان می دهد با افزایش دما روی جریان خروجی از راکتور ثانویه، درصد تبدیل متان و نسبت هیدروژن به مونواکسید کربن افزایش می یابند. اما با افزایش فشار، درصد تبدیل متان و نسبت متان به هیدروژن نیز کاهش می یابد. همچنین با افزودن یک راکتور تری ریفرمینگ به واحد که در بازه دمایی 800 تا 850 درجه سانتی گراد کار کند، بهترین عملکرد را واحد از لحاظ تولید گاز سنتز خواهد داشت.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، ریفرمینگ بخار، بهبود عملکرد، راکتور تری ریفرمینگ
  • تقی رستمی کیا، محمدحسن پیروی*، هدی فرج الهی صفحات 32-49

    کاتالیستهای نیکل با روش های مختلفی تهیه و برای هیدروژناسیون بنزن موجود در پلاتفرمیت پالایشگاهی مورد استفاده قرار گرفت. ارزیابی کاتالیستها در راکتور پیوسته بستر ثابت در فشار اتمسفر و محدوده دمایی K 473-423 صورت گرفت. شناسایی خصوصیات فیزیکوشیمیایی کاتالیستها توسط روش های XRD، XRF، FESEM،EDS-map، جذب شیمیایی H2 و جذب-واجذب نیتروژن انجام شد. اثر نسبت مولی هیدروژن به بنزن و سرعت فضایی در فعالیت کاتالیست ها مطالعه گردید درصد پراکندگی ذرات نیکل به روش تهیه، میزان نیکل نشانده شده و برهم کنش بین پایه و نیکل وابسته است. کاتالیستهای تهیه شده با روش ترسیب- رسوب گیری و سل-ژل، بنزن موجود در پلاتفرمیت را 6-4 برابر بیشتر از تولوین هیدروژنه می کنند. بالاترین تبدیل بنزن در دمای K 448 توسط کاتالیست تهیه شده با روش ترسیب-رسوب گیری بدست آمد. این کاتالیست به دلیل پراکندگی بیشتر و همگن ذرات نیکل عملکرد بهتری در هیدروژناسیون بنزن دارد.

    کلیدواژگان: هیدروژناسیون رقابتی، پلاتفرمیت، اندازه و توزیع ذرات، کاهش بنزن، مکانهای فعال
  • سید سعید مرتضوی، امین سالم*، مرتضی جدیری صفحات 50-62
    در این تحقیق عملکرد یک برج سینی دار صنعتی در جذب سولفید هیدروژن به کمک دی اتانول آمین مورد ارزیابی قرار گرفته و نقش فاکتورهای فرآیندی بر عملیات جداسازی بحث شده است. ابتدا عملکرد برج شبیه سازی شده و نتایج حاصل با داده های صنعتی مقایسه و صحت محاسبات به اثبات رسیده است. فشار عملیاتی، غلظت آمین، دمای آمین ورودی و دبی گاز تزریقی، فاکتورهایی هستند که نقش هر یک به طور مجزا بررسی شده است. ملاحظه شد که افزایش فشار برج می تواند موجب کاهش غلظت سولفیدهیدروژن به کمتر از0.01 درصد شود اما این عمل با افزایش دمای آمین همراه است. خوشبختانه افزایش دمای دی اتانول آمین ورودی تاثیر قابل توجهی بر عملکرد برج نداشته اما غلظت آمین مهمترین پارامتری است که باید مقدار آن به دقت کنترل شود چرا که در غیر این صورت غلظت سولفید هیدروژن به شدت افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: سولفید هیدروژن، جذب، دی اتانول آمین، برج سینی دار، غلظت آمین
  • هما لازمی زارع، امین سالم*، عباس جعفری زاد، آزیتا برخورداری صفحات 63-72
    در این تحقیق یک نوع پایه مولایتی از کایولن موجود در ایران به کمک اکستروژن در مقیاس نیمه صنعتی شکل دهی و ساخته شده است. ابتدا کایولن انتخابی به کمک یک دستگاه اکسترودر حلزونی به شکل میله ای شکل داده شد و سپس در دمای C 1100 کلسینه شد. در مرحله بعد، فاز شیشه به کمک محلول سود از پایه در حضور امواج میکروویو جدا و پایه مولایتی بدست آمد. تغییرات سطح ویژه نیز با اندازه گیری بازدهی جذب عامل رنگزا ارزیابی شد. مشخصات پایه های تهیه شده با استفاده از تکنیکهای XRD، SEM و BETبررسی شدند. نتایج آزمایشات مذکور نشان داد که تهیه پایه به کمک روش معرفی شده می تواند جایگزین مناسبی برای پایه های از جنس گاما آلومینا باشد. همچنین استخراج فاز آمورف در توان 1000 وات علاوه بر ایجاد سطح فعال مناسب می تواند موجب کاهش اتلاف وزن نیز گردد.
    کلیدواژگان: پایه مولایت، کائولن، اکستروژن، تکلیس، جذب سطحی
  • امیر بهروزی فر* صفحات 73-91

    استفاده روزافزون از سوخت های فسیلی محیط زیست را با نرخ فزاینده ای آلوده می کند. علاوه بر انتشار دی اکسیدکربن، احتراق سوخت های فسیلی منجر به تولید اکسیدهای گوگرد می شود که در محیط زیست موجب اسیدی شدن باران، خاک، آلودگی آب ها و باعث تشدید بیماری های قلبی و تنفسی در انسان می شود. علاوه بر این، حضور ترکیبات گوگردی در فرایندهای پالایش نیز نامطلوب است زیرا باعث غیرفعال شدن کاتالیست ها، خوردگی تجهیزات، تشکیل رسوب و... می شود. به منظور کاهش اثرات زیان بار این آلاینده ها، در بسیاری از کشورها مقررات زیست محیطی سخت گیرانه ای برای کاهش میزان گوگرد در فراورده های نفتی وضع شده است. گوگردزدایی هیدروژنی رایج ترین فرایندی است که در پالایشگاه ها برای کاهش مقدار گوگرد استفاده می شود. این فناوری گوگرد موجود در ترکیبات آلی را در دما و فشار زیاد توسط هیدروژن و در حضور کاتالیست به سولفید هیدروژن تبدیل می کند. با این وجود، گوگردزدایی هیدروژنی با چالش هایی مواجه است که در این مقاله به بررسی مهم ترین آن ها پرداخته شده است.

    کلیدواژگان: گوگردزدایی، گوگردزدایی هیدروژنی، سوخت فسیلی، انتشار آلاینده، محیط زیست
  • جواد رستمی*، شهیاد ملاشریفی، فرزاد ویسی، میثم سعیدی، آزیتا شافعی، برهان سلامی صفحات 92-109

    در این مقاله نیروگاه بخار شرکت پالایش نفت کرمانشاه با استفاده از قوانین اول و دوم ترمودینامیک مورد بررسی قرار گرفته است. کلیه تجهیزات شامل بویلرها، توربین های بخار و کندانسور مورد بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم شامل معادله بقای جرم، بقای انرژی (قانون اول ترمودینامیک) و معادله نرخ تخریب اگزرژی برای حجم کنترل های شامل ادوات فوق بکار رفته است. در هر وسیله نرخ برگشت ناپذیری محاسبه شده و عوامل دخیل در آن بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین نرخ برگشت ناپذیری در بویلر اتفاق می افتد. بر این اساس چهار راهکار برای افزایش بازدهی نیروگاه شامل کاهش درصد هوای اضافی، استفاده از دمای گازهای خروجی از دودکش، پیش گرم کردن هوا و پیش گرم کردن آب ورودی به بویلر پیشنهاد شده است. در پایان سهم پیش گرم کردن هوا و آب ورودی در کاهش تخریب اگزرژی و صرفه جویی در مصرف سوخت محاسبه شده و میزان کاهش مصرف سوخت بطور سالیانه بدست آمده است.

    کلیدواژگان: نیروگاه بخار، تحلیل اگزرژی، بویلر، توربین، کندانسور
|
  • Ehsan Ghofran Mozafar, MohammadReza Sardashti Birjandi, Farhad Shahraki * Pages 5-31

    In this paper, petrochemical synthesis gas production unit is simulated using Aspen Hysys software and the effect of changing parameters such as temperature and pressure on the output current of the secondary reactor in the unit is investigated. In addition, due to the age of the study unit, the addition of a tri-reforming reactor to increase the production efficiency of petrochemical synthesis gas has been investigated. The results also show that with increasing temperature on the output current of the secondary reactor, the percentage of methane conversion and the ratio of hydrogen to carbon monoxide increase. However, with increasing pressure, the conversion percentage of methane and the ratio of methane to hydrogen also decreases. In addition, by adding a tri-reforming reactor to the unit operating in the temperature range of 800 to 850 ° C, the unit will have the best performance in terms of synthesis gas production.

    Keywords: Simulation, Steam Reforming, Performance Improvement, Tri-Reforming Reactor
  • Taghi Rostamikia, MohammadHassan Peyrovi *, Hoda Farajollahi Pages 32-49

    Nickel catalysts were prepared with different methods and used for hydrogenation of benzene in the refinery platformate. The catalysts were evaluated in a continuous fixed-bed reactor at atmospheric pressure and temperature range of 473-423 K. The physicochemical properties of catalysts were identified by XRD, XRF, FESEM, EDS-map, H2 adsorption and nitrogen adsorption/desorption methods. The effect of hydrogen to benzene ratio and space velocity on catalysts activity were studied. The percentage of nickel particles dispersion is dependent to the method of preparation, the amount of loaded nickel and the interaction between the support and nickel. The catalysts produced by the sedimentation and sol-gel method, 4-6 times more than toluene hydrogenated benzene in the platformate. The highest benzene conversion at 448 K temperature was obtained by catalyst prepared by sedimentation. This catalyst has a better performance in the hydrogenation of benzene due to the greater dispersion and homogeneity of nickel particles.

    Keywords: Competitive Hydrogenation, Platformate, Particles Size, Distribution, Benzene Reduction, Active Sites
  • Saeed Mortazavi, Morteza Jodeiri Pages 50-62
    In the present investigation, the operation of an industrial tray column was evaluated in absorption of hydrogen sulfide by diethanolamine and the effects of processing factors on separation was discussed in detail. In the first step, the absorption process was simulated and the results were compared with the industrial data to validate the calculated method. The role of column pressure, amine concentration, amine inlet temperature and gas flow rate were evaluated on absorption. Although, the increase in column pressure causes to achieve the stream in which the hydrogen sulfide concentration is lower than 0.01 %, the outlet amine temperature increases, negligibly. The rise in amine inlet temperature couldn’t effectively change the operation but amine concentration should be controlled correctly to reach appropriate concentration.
    Keywords: Hydrogen Sulfide, Absorption, Diethanolamine, Tray column, Amine concentration
  • Homa Lazemi, Abbas Jafarizad, Azita Barkhordari Pages 63-72
    In the present work, the mullite based support was fabricated from Iranian kaolin by extrusion in semi-industrial scale. Firstly, the selected kaolin was extruded by spiral extruder as strand and calcined at 1100 C. In the second stage the amorphous phase was extracted by alkali solution in the presence of microwave to achieve mullite based material. Initially, the change in active site density of supports was evaluated by dye adsorption. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and Brunauer–Emmett–Teller (BET) techniques were applied to characterize the produced support structure. The obtained results indicated that the fabricated support can be replaced with gamma alumina support. The amorphous phase extraction should be carried out at 1000 W to improve the number of active sites and minimize the weight loss.
    Keywords: Mullite based support, Kaolin, extrusion, Calcination, Adsorption
  • Amir Behrouzifar * Pages 73-91

    Increasing usage of fossil fuels, is polluting environment with an ascending rate. In addition to carbon dioxide, using crude oil leads to emitting sulfur oxides, which in the environment leads to acidification of rainfall and soil and pollution of water resources, and in human can exacerbate heart and respiratory diseases. Moreover, presence of sulfur in petroleum refining is unpleasant since can lead to catalysis deactivation, corrosion of equipment, scale formation, etc. To decrease effects of these pollutants, in many countries environmental regulations are developed to reduce sulfur in petroleum products. The process which is currently used in refineries to reduce sulfur level is hydrodesulfurization. This technology at high temperature and pressure by using hydrogen and in presence of the catalysts, convert sulfur atom in organic compounds to hydrogen sulfide. However, hydrodesulfurization faces with many obstacles and challenges, which in this paper most important issues in this regards are addressed.

    Keywords: Desulfurization, Hydrodesulfurization, fossil fuel, Pollutant emission, environment
  • Javad Rostami *, Shahyad Mollasharifi, Farzad Veysi, Maysam Saidi, Azita Shafei, Borhan Salami Pages 92-109

    Th power generation inKermanshah Oil Refinery Company section includes two parts. The first one is steam power plant and the second one is internal combustion engines power plant. The steam power plant includes two boilers, two turbines, a condenser and feed pumps. Steam power plant has been analyzed using the mass continuity, first law of thermodynamics and the exergy equations. To increase the efficiency of the steam power plant four suggestions have been presented. The first one is reducing the extra supplied air to boiler. The second is using the temperature of exhausted gas from chimney. Third is preheating air by exhausted gas. The last one is preheating the feed water of boiler by the high pressure steam. Results show that increasing 20C in air and 30C in feed water temperature results in saving fuel rate of the boiler by 485000 m3 per year for the company.

    Keywords: Steam Power Plant, Exergy Analysis, Boiler, Turbine, Condenser