فهرست مطالب

فرآیند نو - پیاپی 80 (زمستان 1401)

مجله فرآیند نو
پیاپی 80 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/08
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مریم سادات میرنعمتی* صفحات 5-18
    در این پژوهش کاربرد مدل های ایزوترم، سینتیک و ترمودینامیک جذب در راکتور دیسک چرخان پوشیده از نانوذرات گرافن طراحی شده جهت حذف ترکیبات آروماتیک حاصل ازپساب تصفیه خانه واقع در تاسیسات نفت ساری و در نتیجه کاهش اکسیژن خواهی شیمیایی (COD) پساب مورد تحقیق قرار گرفت. از دو همدمای لانگمویرو فرندلیچ جهت بررسی روند حذف بهره گرفته شد. همچنین سینتیک جذب توسط مدل های سینتیک شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و مدل نفوذ بین ذره ای و ترمودینامیک جذب توسط رابطه ی وانت هوف مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تاثیر پارامترهای غلظت ورودی پساب (mg/L 70،100،150COD:) و دما (30،20و 40 درجه سانتیگراد) و زمان ماند پساب بر روی میزان حذف COD پساب بررسی شد. نتایج آزمایشات نشان داد که میزان جذب و کاهش COD پساب با افزایش غلظت پساب و دمای فرایند افزایش یافته و در شرایط بهینه برابر با % 66 بود. از بررسی معادلات، کاربرد پذیری دو معادله ی همدما به صورت فروندلیچ لانگمویر و مدل های سینتیکی به صورت شبه مرتبه دوم> نفوذ بین ذره ای> شبه مرتبه اول تعیین شدند. در غلظت های بالا، نسبت پساب به سطوح فعال گرافن وگرادیان غلظت ، عوامل پیش برنده ی جذب بوده است. درصدهای کاهش COD پساب برای غلظت های100،70و mg/l150 به ترتیب برابر با %48 و %62 و % 73 بوده است.
    کلیدواژگان: ترکیبات آروماتیک، گرافن، جذب سطحی، همدما، سینتیک جذب، ترمودینامیک جذب
  • پروانه ناروئی محمد، میرمحمد خلیلی پور*، فرهاد شهرکی، محمدرضا سردشتی بیرجندی، محمود جمیلی صفحات 19-38

    واحدهای شکست نفت خام سنگین (هیدروکراکر) و گوگردزدایی از نفت خام (هیدروتریتر) دو واحد مهم مصرف کننده هیدروژن در پالایشگاه هستند. عواملی تاثیر گذاری همچون واحدهای مصرف کننده هیدروژن و قوانین زیست محیطی، نیاز به بهینه سازی شبکه هیدروژن در پالایشگاه را افزایش می دهد. در این مقاله قصد داریم با استفاده از روش ابر ساختار بهینه ترین ساختار شبکه هیدروژن در پالایشگاه آبادان را به دست آوریم. روش ابر ساختار شامل مدلی ریاضی که قادر به تامین هیدروژن مورد نیاز مصرف کننده ها و نیز طراحی شبکه بهینه ی هیدروژن با کمترین هزینه می باشد. نتایج بعد از بهینه سازی، استفاده مجدد از هیدوژن دو جریان RPS CRU و COLD-SEP CRU که قبل از بهینه سازی به سیستم سوخت ارسال می گردید، را نشان می دهد. مقدار جریان RPS CRU و COLD-SEP CRU به ترتیب 5000 و 3600 (kg/h) با خلوص نسبتا بالا از هیدروژن، برای بازیابی به تصفیه کننده PSA فرستاده می شود. همچنین بنا بر نتایج شبیه سازی نیازی به واحد تولید هیدروژن (U-57) نبوده و هزینه خرید واحد تولید هیدروژن از شبکه حذف می گردد.

    کلیدواژگان: پالایشگاه، بهینه سازی، شبکه هیدروژن، بازیابی هیدروژن، تصفیه کننده PSA
  • پریا امیرعابدی*، خدیجه پورخانعلی صفحات 39-59

    افزایش انتشار CO2 عامل اصلی گرمایش زمین بوده و چالش های زیست محیطی نامطلوبی را در پی دارد. بر این اساس، یافتن روش هایی برای تبدیل CO2 به محصولات مفید می تواند از یک سو به کاهش اثرات مخرب زیست محیطی این ماده کمک کند و از سوی دیگر صرفه اقتصادی فرایند را به جهت تولید محصولات با ارزش افزایش دهد. بدین ترتیب، در این مقاله ابتدا به بررسی منابع انتشار CO2 پرداخته شده و سپس روش های جداسازی این گاز بیان گردید. همچنین در ادامه موارد مصرف این ماده در صنایع مختلف مطرح شد. سپس مباحثی در مورد اوره که یکی از محصولاتی است که در حال حاضر به مقدار فراوان از CO2 تولید می شود بیان شد. نتایج بدست آمده از مطالعات گوناگون نشان داد که تماس دهنده های غشایی یکی از فناوری های موثر در جذب CO2 می باشند که بررسی هایی نیز در این زمینه انجام شد.

    کلیدواژگان: CO2، محیط زیست، مواد شیمیایی باارزش، تماس دهنده های غشایی
  • محمد مزیدی شرف آبادی*، آرش پارسانژاد، علی غلام ولوجردی صفحات 60-76
    در این مقاله حرکت قطره آب درون کانال گاز کاتد پیل سوختی غشاء پلیمری همراه با مسدودسازی عرضی کانال به صورت عددی، دوفازی و دوبعدی بررسی می شود. 24 هندسه مختلف برای مانع مطالعه و اثر تغییرات طول مانع (Wr) و موقعیت قرار گرفتن آن در عرض کانال (λ)، بر روی کانتورهای سرعت و فشار، شکل خطوط جریان و تغییر شکل قطره بررسی شده اند و زمان تخلیه قطره، افت فشار لحظه ای، افت فشار متوسط و نسبت پوشش آب لحظه ای و متوسط محاسبه گردیده اند. نتایج نشان می دهند که در بعضی از هندسه ها کانال دچار انسداد و گرفتگی می شود و در سایر حالات که قطره از مانع عبور می کند قرار دادن مانع باعث کاهش زمان تخلیه و افزایش افت فشار لحظه ای و متوسط و نسبت پوشش آب می گردد. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین کاهش زمان تخلیه (در صورت عدم محدودیت در تامین فشار) برای حالت 1/66=Wr و 0/3=λ است. همچنین کمترین افت فشار لحظه ای و نسبت پوشش آب برای حالت 0/66=Wrو 0/3=λ اتفاق می افتد.
    کلیدواژگان: پیل سوختی غشای پلیمری، کانال کاتد، انسداد کانال، افت فشار، نسبت پوشش، مدیریت آب
  • محیا قصاع، فرهاد خراشه، زینب حجار*، سعید سلطانعلی صفحات 77-106
    بررسی روش هایی برای حذف ترکیبات گوگردی از سوخت، از موضوعات مهم و حیاتی در صنعت نفت است. گوگردزدایی جذبی به دلیل مصرف پایین انرژی، به عنوان یکی از امیدوارکننده ترین روش های گوگردزدایی شناخته شده است. چارچوب های آلی-فلزی خانواده جدیدی از مواد متخلخل هستند که ساختار و عملکرد قابل تنظیم دارند. سطح ویژه و تخلخل بالا، اندازه منافذ قابل تنظیم و از همه مهم تر گزینش پذیری بالای چارچوب های آلی-فلزی نسبت به ترکیبات گوگردی، از جمله ویژگی هایی هستند که این جاذب را نسبت به سایر جاذب ها متمایز کرده و به دلیل برهمکنش مناسب با ترکیبات گوگردی ظرفیت جذب بسیار بالاتری را از جاذب هایی همچون اکسید فلزات، زیولیت ها و ترکیبات کربنی از خود نشان می دهند. پای کمپلکس، برهمکنش اسید و باز، برهمکنش مستقیم فلز -اتم گوگرد و نیروهای واندروالسی، مکانیسم های غالب فرآیند گوگردزدایی جذبی به روی چارچوب های آلی-فلزی هستند. در این مطالعه، کاربرد و مکانیزم  چارچوب های آلی-فلزی  در گوگردزدایی جذبی بررسی شد.
    کلیدواژگان: چارچوب آلی-فلزی، گوگردزدایی جذبی، ترکیبات گوگردی، مکانیزم جذب
  • داود صداقت شایگان*، عبدالرضا علی پور، علی اصغر امیرکاردوست صفحات 107-124

    هدف از پژوهش حاضر، شناخت و میزان تاثیرات پایداری زنجیره تامین در بهره وری انرژی پالایشگاه های عسلویه بوده است. مطالعات صورت گرفته در جهان در خصوص موضوعات مشابه، مخصوصا توسعه پایدار و زنجیره تامین، در جنبه عام قضیه، براساس مقالات موجود، صورت گرفته لیکن در این مقاله سعی گردیده موضوع به صورت یک تحقیق و مطالعه موردی، با در نظر گرفتن موقعیت جفرافیایی، تکنولوژیکی و همچنین فرهنگی، بررسی و مقایسه گردد. با توجه به اینکه در مطالعات انجام شده، پایداری زنجیره تامین می تواند از اتلاف انرژی نیز جلوگیری نماید، در این پژوهش، به این مساله پرداخته شده است که پایداری زنجیره تامین، چه تاثیری بر بهره وری انرژی در پالایشگاه های عسلویه می تواند داشته باشد. روش پژوهش، توصیفی و در حیطه پژوهش های پیمایشی-میدانی بوده است. جامعه مورد بررسی جامعه آماری تحقیق حاضر، شامل مدیران و کارکنان مراکز پالایشگاهی شهر عسلویه می باشد. تعداد مدیران و کارکنان مراکز پالایشگاهی تک فازی، دو فازی و سه فازی که در مرحله بهره برداری می باشند، 15پالایشگاه بوده که تعداد کارشناسان و متخصصان عملیاتی در هر یک از این سه نوع پالایشگاه، 120 نفر برآورد شده است. با توجه به حجم جامعه آماری از روش نمونه گیری در دسترس استفاده شده و بر اساس جدول مورگان، 92 نفر به عنوان نمونه، در نظر گرفته شد. ابزار مورد بررسی، پرسشنامه زنجیره تامین پایدار، شامل50 سوال در ابعاد اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی و پرسشنامه محقق ساخته بهره وری انرژی، دارای 8 سوال که در طیف لیکرت پنج درجه ای طراحی شده، بوده است. تجزیه و تحلیل داده ها در نرم افزار SPSS21 انجام گرفت. در نهایت پس از انجام تحلیل ها و بررسی های ذکر شده و کسب نتایج در هر یک از ابعاد پایداری زنجیره تامین (اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی)، میزان تاثیرگذاری در بهره وری انرژی پالایشگاه های عسلویه، مطابق جداول تقدیمی در بخش های مربوطه به دست آمد.

    کلیدواژگان: توسعه پایدار، زنجیره تامین، بهره وری انرژی، پالایشگاه
|
  • Maryam Mirneamati * Pages 5-18
    In this research, the application of adsorption isotherm, kinetic and thermodynamic models in a rotating disk reactor covered with graphene nanoparticles designed to remove aromatic compounds from the wastewater of the refinery located in Sari oil facilities and as a result reducing the chemical oxygen demand (COD) of the wastewater was investigated. Langmuir-Freundlich thermocouple was used to investigate the removal process. Also, adsorption kinetics were investigated by pseudo-first-order, pseudo-second-order and intermolecular diffusion models. The thermodynamics of adsorption was studied by Vant Hoff relation and its results were analyzed. Also, the effect of change in effluent concentration (70,100,150 mg/L) and temperature (20, 30 and 40˚C) and the number of discs containing graphene on the COD removal rate of the effluent was investigated. The results of the experiments showed that the rate of absorption and reduction of effluent COD increased with the increase of initial concentration and the temperature of the process and under optimal conditions was equal to 66%. From the examination of the equations, the applicability of two isothermal equations in the form of Freundlich Langmuir and models Kinetics were determined as pseudo-second order > intermolecular diffusion > pseudo-first order. From the analysis of the data, it was found that increasing the concentration and efficiency of the adsorbent has a positive effect and improves COD removal. At high concentrations, the ratio of effluent to graphene active surfaces and concentration gradients were the leading factors of absorption. The COD reduction percentages for concentrations of 70, 100, and 150 mg/L were 48%, 62%, and 73%, respectively.
    Keywords: Aromatic compounds, Graphene, Surface adsorption, Adsorption kinetics, adsorption thermodynamics
  • Parvaneh Naroui Mohammad, MirMohammad Khalilipour *, Farhad Shahraki, MohammadReza Sardashti Birjandi, Mahmood Jamili Pages 19-38

    Heavy crude oil cracking units (hydrocracker) and crude oil desulfurization (hydrotreater) are the two most important hydrogen-consuming units in the refinery. Affected parameters such as hydrogen consuming units and environmental rules increase the necessity of optimization the hydrogen network in the refinery. In this article, we intend to obtain the optimal hydrogen network structure in Abadan Refinery using the superstructure method. The superstructure method includes a mathematical model that is able to provide the hydrogen necessity by consumers and design the optimal hydrogen network with the lowest cost. The results of optimization show the hydrogen from RPS CRU and COLD-SEP CRU streams, which were sent to the fuel system before optimization can be recovered and reused in the network. RPS CRU and COLD-SEP CRU flow rates of 5000 and 3600 (kg/h), respectively, with relatively high purity of hydrogen, can be sent to the PSA purifier for the recovery. In addition, regarding to the recovery there is no necessity to utilize the hydrogen production unit (U-57) and it will be taken out of service, and as a result, the purchase cost of the hydrogen production unit will be removed from the network.

    Keywords: refinery, Optimization, Hydrogen network, Hydrogen recovery, Pressure Swing Adsorption (PSA)
  • Parya Amirabedi *, Khadijeh Pourkhanali Pages 39-59

    The increase in CO2 emissions is the main cause of global warming and causes adverse environmental challenges. Based on this, finding ways to convert CO2 into useful products can help reduce the harmful environmental effects of this substance on the one hand, and increase the economic efficiency of the process to produce valuable products on the other hand. Thus, the sources of CO2 emissions were investigated first, and then the methods of separating of CO2 were described. Also, the use cases of CO2 in various industries were discussed. The results showed that membrane contactors are one of the effective technologies in CO2 absorption. Also, the product which currently produced in large quantities from CO2 is urea. Then there are some discussions about urea. The results of studies showed that membrane contactors are one of the effective technologies in CO2 absorption, so some investigations were carried out in this field.

    Keywords: CO2, the environment, Valuable Chemicals, Membrane Contactors
  • Mohammad Mazidi Sharfabadi *, Arash Parsanezhad, Ali Golam Valoujerdi Pages 60-76
    In this paper, the motion of water droplets inside a cathode gas channel of a polymer membrane fuel cell with transverse channel blocking is investigated numerically, biphasically, and two-dimensionally.24 different blocked geometries are studied and the effect of the different block length (Wr) and the position of the block across the channel (λ) upon velocity and pressure contours, the shape of streamlines and droplet deformation is investigated and droplet discharge time, instant pressure drop, mean pressure drop, and instant and mean water coverage ratio are calculated. The results show that the channel becomes blocked and clogged for some geometries and in other cases where the droplet crosses the barrier, the discharge time decreases and the instant and average pressure drop and water coverage ratio increase by placing the barrier. According to the obtained results, the greatest decrease in discharge time (if there is no restriction in pressure supply) is for Wr=1.66 and λ=0.3. Also, the lowest instant pressure drop and water coverage ratio occur for Wr=0.66 and λ=0.3.
    Keywords: Polymer Membrane Fuel Cell, Cathode Channel, Channel Block, Pressure drop, Coverage Ratio, water management
  • Mahya Ghasa, Farhad Khorasheh, Zeinab Hajjar *, Saeed Soltanali Pages 77-106
    Investigating methods to remove sulfur compounds from fuel is one of the most important and vital issues in the oil industry. Adsorptive desulfurization is known as one of the most promising desulfurization methods due to its low energy consumption. Metal-organic frameworks are a new family of porous materials with tunable structure and function. High specific surface area and porosity, adjustable pore size, and most importantly, high selectivity of metal-organic frameworks towards sulfur compounds, are among the features that distinguish this adsorbent from other adsorbents such as metal oxides, zeolites and carbon compounds, and they show higher adsorption capacities than other adsorbents due to the proper interaction with sulfur compounds. The dominant mechanisms in the adsorptive desulfurization process over metal-organic frameworks are π complexation, acid-base interaction, direct sulfur-metal interaction, and van der Waals forces. In this study, the application and mechanisms of MOF in adsorptive desulfurization was investigated.
    Keywords: Metal-organic framework, Adsorptive desulfurization, Sulfur compounds, Adsorptive Mechanism
  • Davood Sedaghat Shaygan *, Abdolreza Alipour, AliAsghar Amirkardoost Pages 107-124

    The purpose of the current research was to know the impact of sustainability on the energy consumption of Asalouye plants. Studies conducted in the world regarding similar issues, especially sustainable development and supply chain, have been conducted in the general aspect of the case, based on existing articles, but in this article, the issue has been tried in the form of a research and case study, taking into account the situation Geographically, technologically and also culturally, to be examined and compared. Considering that in the studies, the stability of the supply chain can also prevent energy waste, in this research, the issue of what effect the stability of the supply chain can have on energy efficiency in Asalouye refineries has been addressed. The investigated population of the statistical population of this research includes the managers and employees of Asalouye refinery centers. The number of managers and centers of single-phase, two-phase and three-phase refinery centers that are in the operational phase has been 15 refineries, and the number of operational experts and specialists in each of these types of refineries has been evaluated as 120 people. According to the size of the statistical population, the sampling method used and based on the Morgan table, 92 people have been considered as a sample. The investigated tool is the sustainable supply questionnaire, which includes 50 questions on the economic, social and environmental scales, and the researcher-made energy efficiency questionnaire, which has 8 questions designed on a five-point Likert scale. Data analysis was done in SPSS21 software. Finally, after conducting the mentioned analyzes and surveys and obtaining results in each of the sources of sustainability in providing security (economic, social and environmental), the amount of influence on the energy efficiency of Assalouye refineries, according to the presented tables. The relevant parts were obtained.

    Keywords: Sustainable development, supply chain, Energy Efficiency, refinery