جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Functionalized Nano-Zeolite-NaY with –SO3H and Ca: Fabrication and its Catalytic Performance in the Four-Component Synthesis of Benzimidazolopyrimido Pyrimidines نانو زئولیت-Y عامل دار شده با سولفونیک اسید و یون کلسیم: ساخت و بررسی عملکرد کاتالیستی آن در سنتز چهارجزئی بنزایمیدازولو پیریمیدو پیریمیدین‌ها 1 12 246765 FA زهرا سیدزاده گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران مهدی کلهر گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران احمد میرشکرایی گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران قاسم رضانژادبردجی گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران Journal Article 2021 03 17 In this study, solid zeolosulfuric acid (SO3H@zeolite-Y) was first obtained by the reaction of zeolite-NaY with chlorosulfonic acid. Ca2+ ions were then stabilized on the surface of zeolosulfuric acid by metal exchange method (Ca/SO3H@zeolite-Y). The structure and morphology of this new bi-functionalized nanoporous was investigated and identified using FT-IR, FESEM, EDX and BET instrumental analyses. In the following, its catalytic activity in the synthesis of benzimidazo[2,1-a]pyrimido[5,4-d]pyrimidines through the four-component reaction of 2-amino benzimidazole, cyanoacetamide and two moles of different aromatic aldehydes under green conditions was considered. One of the obvious advantages of this nanocatalyst is the presence of Lewis (Ca2+) and Brunsted acid (-SO3H) sites on a nanoporous solid substrate, which can be very useful and important in multi-component syntheses. Simplicity of the procedure, the ability to recycle the catalyst and easy separation of the product, high yield and mild conditions are other advantages of this method. در این پژوهش، ابتدا زئولوسولفوریک اسید جامد (SO3H@zeolite-Y) از طریق واکنش زئولیت-NaY با کلروسولفونیک اسید به دست آمد. سپس یون های فلز کلسیم بر بستر زئولوسولفوریک از طریق روش جابه‌جایی فلز تثبیت گردید (Ca/SO3H@zeolite-Y). ساختار و ریخت‌شناسی این نانومتخلخل جدید دوعاملی با استفاده از روش های دستگاهی FT-IR، FESEM، EDX و BET مورد بررسی و شناسایی قرار گرفت. در ادامه، فعالیت کاتالیستی آن در سنتز ترکیب‌های بنزایمیدازو[۲،۱-a] پیریمیدو[۵،۴-d] پیریمیدین ها از طریق واکنش چهارجزئی ۲-آمینو بنزایمیدازول، سیانو استامید و دو مول آلدهیدهای آروماتیک گوناگون در شرایط سبز بررسی شد. از برتری‌های بارز این نانوکاتالیست، وجود مکان های اسید لویس (Ca2+) و برونستد (-SO3H) روی یک بستر جامد نانومتخلخل می باشد که این موضوع در سنتزهای چند جزئی می تواند خیلی مهم و رهگشا باشد. سادگی روش کار، قابلیت بازیافت کاتالیست و جداسازی آسان محصول، بازده بالا و شرایط ملایم از دیگر برتری‌های این روش می باشد.

https://www.nsmsi.ir/article_246765_53fdd79ee9474522bc92aea410b7d11d.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Synthesis, Characterization and Catalytic Activity of Quaternized Nanocomposite of Silver سنتز، شناسایی و بررسی فعالیت کاتالیستی نانو چند سازه های اصلاح پذیر نقره 13 24 246408 FA معصومه قربانلو گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران معصومه عباسی بوجی گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران Journal Article 2021 04 19 Poly(1-vinylimidazole)-Ag, P(VI)-Ag, and quaternized poly(1-vinylimidazole)-ag, Q-p(VI)-Ag heterogeneous catalyst systems comprised of Ag nanoparticles embedded within p(VI) and quaternized p(VI) hydrogel matrices has been described for the selective aerobic oxidation of alcohols and reduction of nitro phenols. P(VI)-Ag and Q-p(VI)-Ag nanocomposite was characterized by Fourier transform infrared (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), atomic absorption spectroscopy (AA). Catalytic activity of p(VI)-Ag and Q-p(VI)-Ag catalysts was investigated by emphasizing the effect of different parameters such as temperature, catalyst amount, substituent effect, etc. The catalyst was easily recovered from the reaction medium and it could be re-used for other three runs without significant loss of activity سامانه های کاتالیستی ناهمگن پلی(1-وینیل ایمیدازول)-نقره، p(VI)-Ag، و پلی(1-وینیل ایمیدازول)-نقره-کواترنیزه، Q-p(VI)-Ag، متشکل از نانوذره‌های بارگذاری شده درون ماتریس های p(VIm) و Q-p(VIm) در اکسایش گزینشی الکل‌های بنزیلی، کاهش نیتروفنل مورد مطالعه قرار گرفتند. نانوکامپوزیت‌های p(VI)-Ag و Q-p(VI)-Ag توسط فناوری های گوناگونی همچون طیف سنجی FT-IR، SEM، TEM و AA شناسایی شدند. فعالیت کاتالیستی این ترکیب‌ها با در نظر گرفتن پارامترهای گوناگونی همچون دما، مقدار کاتالیست و غیره بررسی شد. کاتالیست مورد استفاده پس از اتمام واکنش از مخلوط واکنش جدا شد و 3 بار دیگر بدون این که کاهش چشمگیری در رفتار کاتالیستی آن مشاهده شود مورد استفاده قرار گرفت.

https://www.nsmsi.ir/article_246408_67474fdcc683e3753037e3ede50ea563.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Effect of pH and Heat Treatment on the Characteristics of Ni-P-GO Nanostructured Composite Coating on AZ31D Alloy اثر pH و عملیات گرمایی بر مشخصه‌های پوشش کامپوزیتی نانوساختار Ni-P-GO روی آلیاژ AZ31D 25 40 245912 FA مهرداد حناچی گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران. زهراسادات سیدرئوفی گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران. Journal Article 2020 09 01 In the present study, Ni-P-GO nanocomposite coating with different pH values of path was applied on the AZ31D alloy by electroless. After coating, heat treatment was performed at 400°C for 1 h. The results of microstructural investigations by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) showed that the coating with semi-amorphous structure and cauliflower morphology was formed on the surface of the substrate. According to the EDS results, with the increase in the pH of the electroless bath, the amount of phosphorus coating and absorption of graphene oxide (GO) nanosheets increased. After the heat treatment, maintaining the morphology and growth of colonies, the coating was completely crystallized and nickel phosphide compounds such as Ni2P, Ni3P and Ni5P3 were formed, which increased the hardness. The microhardness test results showed that the hardness and toughness of the coating decreases with the increase of phosphorus. By heat treatment, the maximum hardness reached 1151 H.v. and the toughness decreased to 2.3 (MPa/√m). The results of the polarization test showed that the coating leads to an increase in the corrosion resistance of the substrate and a decrease in the corrosion density up to 0.443 µA/cm². Although heat treatment led to a decrease in corrosion resistance compared to before. Also, increasing the phosphorus of matrix to increase the density of the hypophosphite layer and absorb more GO leads to an increase in corrosion resistance. در پژوهش حاضر، پوشش نانوکامپوزیتی Ni-P-GO با مقدارها pH متفاوت در یک حمام الکترولس بر سطح آلیاژ AZ31D اعمال شد. پس از اعمال پوشش، عملیات گرمایی در دمای °C4۰۰ به مدت یک ساعت انجام شد. نتیجه‌های بررسی های ریزساختاری به وسیله تفرق پرتو ایکس(XRD) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌سنج نشر انرژی (EDS) نشان دادند که پوشش با ساختار نیمه بی‌شکل و ریخت‌شناسی گل کلمی روی سطح زیرلایه تشکیل شد. مطابق نتیجه‌های EDS، با افزایش pH حمام الکترولس، میزان فسفر پوشش و جذب نانوصفحه‌ها اکسید گرافن (GO) افزایش یافت. پس از عملیات گرمایی با حفظ ریخت‌شناسی و رشد کلونی ها، پوشش به‌طور کامل بلوری شد و ترکیب‌های فسفید نیکل از قبیل Ni2P، Ni3P و Ni5P3 تشکیل شد که باعث افزایش سختی شد. نتیجه‌های ریزسختی نشان داد که با افزایش فسفر سختی و چقرمگی پوشش کاهش می یابد. با انجام عملیات گرمایی بیشینه سختی به HV 1151 رسید و چقرمگی تا 3/2 (MPa/ کاهش یافت. نتیجه‌های آزمون پلاریزاسیون نشان داد که پوشش دهی منجر به افزایش مقاومت به خوردگی زیرلایه و کاهش چگالی خوردگی تا µA/cm² 443/0 می‌شود. هر چند که عملیات گرمایی منجر به کاهش مقاومت به خوردگی در مقایسه با پیش از انجام آن شد. همچنین افزایش فسفر زمینه برای افزایش چگالی لایه هیپوفسفیتی و جذب بیشتر GO منجر به افزایش مقاومت به خوردگی می شود.

https://www.nsmsi.ir/article_245912_73a7fa9ca2f4470a05631dee538d47b4.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 An Investigation of Structural ,Electronic and Pressure Characteristics Physical Properties of Gallium Phosphide in Different Phases بررسی ویژگی‌های ساختاری، الکترونی و فشارگذار ترکیب GaP در فازهای گوناگون و تحت فشار 41 51 245387 FA حمدا.. صالحی گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران شیوا مخاوات گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران پیمان امیری گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران Journal Article 2021 04 09 In this paper, the structural, electronic and pressure characteristics of GaP composition in different phases have been investigated. The calculations are performed using the pseudopotential method, in the framework of density functional theory, and PWscf code. The pseudopotentials applied here are generated using norm-conserving condition within LDA and GGA for exchange correlation functional. The results of the compressibility indicate that as the pressure increased from Zincblend to Cmcm phase the hardness of compound is increased. Investigation of Energy –Volume curves shows that the cinnabar phase is metastable. The study of the band structures suggests that this compound is a semiconductor in Zincblend and Cinnabar phase with indirect band gap and is a metal in Cmcm phase. The electron density also indicates the covalent bond between the Ga and P atoms. در این مقاله ویژگی‌های ساختاری، الکترونی و فشار گذار ترکیب GaP در فازهای گوناگون بررسی شده است. محاسبه‌ها با استفاده از روش شبه پتانسیل، در چارچوب نظریۀ تابعی چگالی و با استفاده از کد محاسبه‌های PWscf انجام شده است. شبه‌پتانسیل‌های مورد استفاده با شرایط بارپایسته ساخته شده‌اند و تابعی تبادلی-همبستگی آن‌ها از نوع LDA و GGA می‌باشد. نتیجه‌های به‌دست آمده از تراکم‌پذیری نشان می‌دهد که با افزایش فشار از فاز بلندروی به Cmcm مدول حجمی افزایش یافته در نتیجه ماده سخت‌تر می‌شود. بررسی منحنی‌های انرژی حجم نشان‌دهندۀ شبه پایدار بودن فاز سینابار در ترکیب GaP است. مطالعۀساختار نواری بیانگر این است که این ترکیب در فاز بلندروی و سینابار نیم‌رسانا با گاف نواری غیرمستقیم و در فاز Cmcm فلز است. همچنین چگالی ابرالکترونی بیانگر کووالانسی بودن پیوند بین اتم‌های Ga وP است.

https://www.nsmsi.ir/article_245387_e5e233880ea8d2a06943790dc3d37463.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 One-Pot Preparation of Various 2-Pyrazoles using Functionalized Fe Oxide Magnetic Nanoparticles with Sulfonated Tris(Hydroxymethyl)Aminomethane/Copper(II) Nitrate by in Situ Oxidation Method تهیه تک ظرف 2-پیرازول‌های گوناگون با استفاده از نانوذره‌های مغناطیسی آهن اکسید عامل‌دار شده با تریس(هیدروکسی متیل)آمینو متان سولفونه شده/ مس(II) نیترات به روش اکسایش درجا 53 65 244565 FA کاوه خسروی گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، اراک، ایران 0000-0002-5671-944X امیر عزیزی گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، اراک، ایران فاطمه کریمی گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، اراک، ایران Journal Article 2020 11 02 In this research, first, functionalized Fe oxide magnetic nanoparticles based on sulfonated tris(hydroxymethyl)aminomethane/copper (II) nitrate were synthesized as a new, effective and recyclable magnetic catalyst, and then, was used in the reaction of preparing of Various 2-pyrazolines. Finally, the prepared 2-pyrazolines were oxidized to the corresponding 2-pyrazoles under in situ and one-pot conditions, in such a way that, under optimal conditions, a wide and different range of unsaturated α, β-unsaturated ketones (trans-chalcones) that had various functional groups including electron-donating and electron-withdrawing groups, were successfully transformed into the corresponding final products under easy and mild conditions. All products were obtained in good to excellent yields and no by-product was observed. The new synthesized magnetic nanocatalyst was characterized by various methods including infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray (EDAX), X-ray diffraction (XRD), elemental analysis (CHN) and analysis Thermogravimetry (TGA). The catalyst was easily recycled by the external magnetic field and was used for several times without observing a significant and effective decrease in its catalytic activity. Also, the structure of various synthesized 2-pyrazoles were confirmed by comparing their physical characteristics including melting point with the reported samples and also by infrared spectroscopy (FT-IR), proton nuclear magnetic resonance spectrum (1H-NMR), carbon nuclear magnetic resonance spectrum (13C-NMR) and elemental analysis. Finally, no using of harsh reaction conditions, the no by-product formation, as well as the ability to recycle and reuse the catalyst, made this method an environmentally friendly method. در این پژوهش، نخست نانوذره‌های مغناطیسی آهن اکسید عامل‌دار شده بر پایه ترکیب تریس(هیدروکسی متیل)آمینو متان سولفونه شده/ مس (II) نیترات به عنوان کاتالیستی مغناطیسی، جدید، مؤثر و قابل بازیافت سنتز شد و سپس در واکنش تهیه 2-پیرازولین‌های گوناگون استفاده شد. سرانجام، 2-پیرازولین‌های تهیه شده تحت شرایط تک ظرف به صورت درجا به 2-پیرازول‌های مربوطه اکسید شدند به صورتیکه در شرایط بهینه، گستره وسیع و متفاوتی از کتون‌های آلفا و بتای سیر نشده (ترانس-چالکون ها) که دارای گروه‌های عاملی گوناگون شامل گروه های الکترون‌دهنده و الکترون‌کشنده بودند، با موفقیت در شرایط آسان و ملایم به فراورده‌های نهایی مربوطه تبدیل شدند. همه فراورده‌ها با بازده خوب تا عالی به دست آمدند و هیچ‌گونه فراورده‌ جانبی مشاهده نشد. شناسایی نانوکاتالیست مغناطیسی جدید سنتز شده به روش های گوناگونی شامل طیف سنجی فروسرخ (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، انرژی پراکندگی پرتو X (EDAX)، پراش پرتو X (XRD)، آنالیز عنصری (CHN) و آنالیز گرمایی وزن سنجی (TGA) انجام شد. بازیافت کاتالیست به آسانی توسط میدان مغناطیسی خارجی صورت گرفت و بدون مشاهده کاهش قابل توجه و چشمگیر و موثری در فعالیت کاتالیستی آن، برای چندین بار مورد استفاده قرار گرفت. همچنین، ساختار 2-پیرازول های گوناگون سنتز شده از روی مقایسه ویژگی‌های فیزیکی آن شامل نقطه ذوب با نمونه‌های گزارش شده و توسط طیف سنجی فروسرخ (FT-IR)، طیف رزونانس مغناطیسی هسته پروتون (1H-NMR) ، طیف رزونانس مغناطیسی هسته کربن (13C-NMR) و همچنین آنالیز عنصری مورد تایید قرار گرفت. سرانجام، نبود شرایط سخت واکنش، مشاهده نشدن فراورده‌های جانبی و همچنین قابلیت بازیافت و استفاده مجدد کاتالیست، این روش را به روشی دوست‌دار محیط ‌زیست تبدیل کرد.

https://www.nsmsi.ir/article_244565_a9de7b2e2f9b31cc5efd956424ed25f0.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Experimental and Computational Investigation of the Interaction of Various Derivatives from Imidazoacridine Heterocyclic System with Urease Enzyme بررسی تجربی و محاسبه‌ای برهمکنش مشتق‌های گوناگونی از سیستم هتروسیکلی ایمیدازوآکریدین با آنزیم اوره آز 67 79 701490 FA جواد محمدی گروه شیمی ، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران مهدی پردل گروه شیمی ، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران رضا بزرگمهر گروه شیمی، واحد مشهد، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران Journal Article 2022 10 31 In this research work, various derivatives of the heterocyclic system, imidazo [4,5-a] acridines, which have a suitable history of biological activities, were prepared using the reaction of alkylated benzoimidazole compounds with different aryl acetonitrile in high yields. After purifying and proving their structure, their interaction with urease enzyme was investigated experimentally. The experimental results of their IC50 investigation show that these compounds have a very good inhibitory ability against urease enzyme compared to the thiourea standard. Also, in order to more closely examine the interaction sites in the desired ligands and urease enzyme, simulation and molecular docking methods were used. Studies show that the chlorine derivative has the most interaction with urease. The examination and comparison of experimental and calculation results shows that these studies are very suitable and close to each other. در این کار پژوهشی، مشتق‌های گوناگونی از سامانه هتروسیکلی، ایمیدازو [4 ،5-a] آکریدین که دارای پیشینه مناسبی از فعالیت‌های زیستی می‌باشند، با استفاده از واکنش ترکیب‌های آلکیل‌دار شده بنزوایمیدازول با آریل استونیتریل‌های گوناگون با بازده‌های بالا تهیه شد و پس از خالص‌سازی و اثبات ساختار آ‌ن‌ها، در آزمایشگاه و به صورت تجربی برهمکنش آن‌ها با آنزیم اوره آز بررسی شد. نتیجه‌های تجربی از بررسی IC50 آن‌ها نشان می‌دهد که این ترکیب‌ها در مقایسه با استاندارد تیواوره قابلیت بازدارنگی بسیار مناسبی از خود در برابر آنزیم اوره آز نشان می‌دهند. همچنین به منظور بررسی دقیق‌تر مکان‌های برهمکنش در لیگاندهای مورد نظر و آنزیم اوره آز، از روش شبیه‌سازی و داکینگ مولکولی استفاده شد. مطالعه‌ها نشان می‌دهد که مشتق دارای کلر دارای بیش‌ترین برهمکنش با آزیم اوره آز می‌باشد. همچنین بررسی و مقایسه نتیجه‌های تجربی و محاسبه‌ای نشان می‌دهد که این مطالعه‌ها همخوانی بسیار مناسب و نزدیکی با یکدیگر دارند.

https://www.nsmsi.ir/article_701490_fb2376cfb8dc8f36631a7da9372929eb.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Investigating the Pyrolysis of Polyethylene Terephthalate and Poplar Wood in the Presence of Zeolite Catalyst to Convert it into Liquid Fuel بررسی فرایند پیرولیز مخلوط پلی اتیلن ترفتالات و چوب صنوبر در حضور کاتالیست زئولیت برای تبدیل آن به سوخت مایع 81 97 246404 FA یوسف کرامتیان تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی شیمی و نفت مرتضی قلی زاده تبریز، دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی شیمی و نفت Journal Article 2021 01 05 In this work, the effect of zeolite catalyst on the pyrolysis process of polyethylene terephthalate and poplar wood was investigated. For this aim, 15 grams of sample was loaded in a laboratory-sized reactor and pyrolyzed at 500°C under atmospheric pressure. The results showed that zeolite catalyst can change the characteristics of manufactured products. In the case of gaseous products, the catalyst reduced the amount of carbon monoxide and carbon dioxide. The results of the liquid product analysis showed that light aromatics such as benzene and xylene and light linear compounds such as alkanes including octane, hexadecane and heptane, etc. Liquid was available. By adding the zeolite catalyst to the reaction medium, the amounts of the mentioned compounds changed significantly. For example, the amount of alkanes decreased. The results of the analyzes showed that the catalyst had almost no effect on wax formation. Analysis of poplar wood, polyethylene terephthalate and char samples produced in thermal and catalytic pyrolysis showed that the two samples had similar properties, but the difference in intensity in the characteristics of different bands showed different numbers of chemical operating groups in the char samples. Analysis of the catalysts showed that due to the small increase in carbon content, it can be concluded that a very small amount of coke sat on the catalyst. در این پژوهش، تأثیر کاتالیست زئولیت بر فرایند مخلوط پیرولیز پلی‌اتیلن ترفتالات و چوب صنوبر بررسی شد. بدین منظور، در یک راکتور با اندازه‌ آزمایشگاهی، 15 گرم از نمونه بارگذاری شد و پیرولیز نمونه‌ها در دمای C500° و در فشار اتمسفریک انجام پذیرفت. نتیجه‌ها نشان داد که کاتالیست زئولیت می‏ تواند مشخصه‌های فراورده‌های تولیدی را تغییر دهد. در مورد فراورده‌های گازی، کاتالیست باعث کاهش میزان کربن مونوکسید و کربن دی اکسید شد نتیجه‌های آنالیز فراورده مایع نشان داد که آروماتیک‌های سبک مانند بنزن و زایلن و ترکیب‌های خطی سبک مانند آلکان‏ ها شامل اکتان، هگزا‏‏دکان و هپتان و... در مایع موجود بود. با افزودن کاتالیست زئولیت به محیط واکنش، مقدارهای ترکیب‌های ذکر شده به‌طور چشمگیری تغییر کرد. به عنوان مثال مقدار آلکان‌ها کاهش پیدا کرد. نتیجه‌های آنالیزها نشان‌دهنده این بود که تقریبا کاتالیست تاثیری بر روی تشکیل موم نداشت. آنالیز چوب صنوبر، پلی اتیلن ترفتالات و نمونه‌های چار تولید شده در پیرولیز گرمایی و کاتالیستی نشان داد که دو نمونه چار ویژگی‌های مشابهی دارند، اما تفاوت شدت در مشخصه‌های باندهای گوناگون، نشان از متفاوت بودن تعداد گروه‌های عامل شیمیایی در نمونه‌های چار را دارد. آنالیز کاتالیست‌ها نشان داد که به‌دلیل افزایش کم مقدار کربن، می‌توان نتیجه‌گیری کرد که میزان خیلی کمی کک بر روی کاتالیست نشسته است.

https://www.nsmsi.ir/article_246404_41ab856936b36d172f9bcbf3eddde532.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Palladium/Copper-Graphene Nanohybrid as an Effective Electro-Catalyst for Hydrazine Oxidation بررسی تاثیرهای گازهای حامل گوناگون در پیرولیز پلی اتیلن ترفتالات در حضورکاتالیست زئولیت A4 99 110 244718 FA فرشاد عطائی دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز مرتضی قلی زاده دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز Journal Article 2020 11 26 In this study, pyrolysis of polyethylene terephthalate in the presence of helium, nitrogen and argon carrier gases in the presence/absence of zeolite 4A catalyst was investigated. Feedstock was PET Bottle Grade granules and 15 g of that was used in a semi-batch reactor. Experiments were conducted under atmospheric pressure at 500 °C. The results showed that the yields of gaseous and liquid products increased by the catalyst and the rate of increase were different for different carrier gases, so that the highest increase was related to argon carrier gas (12.4% for gas and 4.4% for liquid). In addition, the yields of wax and char reduced in the presence of catalysts. GC-MS results indicated that aromatic compounds were abundant in the tar, but the catalyst and further cracking transformed them into non-aromatic and linear compounds Different results were obtained by different carrier gases. The mass and polarity of the carrier gas had a significant effect on the amount and type of compounds. Due to the heavier weight of argon and lower velocity of volatiles in reactor in its presence, small amount of liquid phase and lighter compounds in it was obtained. در این پژوهش پیرولیز پلی‌اتیلن ترفتالات در حضور گازهای حامل هلیوم، نیتروژن و آرگون در حضور و عدم حضور کاتالیست زئولیت A4 بررسی شد. خوراک گرانول گرید بطری بود که 15 گرم از آن در راکتور نیمه پیوسته بارگذاری شد. پیرولیز تحت فشار اتمسفریک و در دمای پایدار °C500 انجام یافت. بررسی نتیجه‌ها نشان داد که میزان فراورده‌ها گازی و مایع به‌دست آمده از فرایند با حضور کاتالیست افزایش یافت که این افزایش در حضور گازهای حامل گوناگون میزان متفاوتی داشت به‌طوری که بیش‌ترین افزایش مربوط به گاز حامل آرگون (%4/12 برای گاز و %4/4 برای مایع) بود. فراورده موم و چار نیز در حضور کاتالیست کاهش یافت. نتیجه‌های به‌دست آمده از آنالیز مایع پیرولیز حاکی از وجود ترکیب‌های آروماتیک زیادی است که با حضور کاتالیست و کراکینگ بیش‌تر تبدیل به ترکیب‌های غیر آروماتیک و خطی شدند و در حضور گازهای حامل گوناگون رفتار متفاوتی داشتند. جرم و قطبیت گاز حامل تاثیر بسزائی در میزان و نوع ترکیب‌ها داشت. آرگون منجر به تولید مقدار کم فاز مایع و ترکیب‌های سبک‌تر در داخل آن شد که به دلیل سنگین‌تر بودن آن و سرعت پائین مواد فرار در داخل راکتور در حضور آن بود.

https://www.nsmsi.ir/article_244718_392f2c877ba9a16bbb6b1586f351516a.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Selectively Synthesis of Molecularly Imprinted Polymer and Their Applications for Extraction Folic Acid سنتز پلیمر قالب مولکولی گزینش‌پذیر و کاربرد آن در استخراج فولیک‌اسید 111 119 245388 FA سیدمحمدرضا میلانی حسینی دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران بیتا یاراحمدی دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران نصیبه سعیدزاده امیری دانشکده شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران Journal Article 2020 03 08 The purpose of this study was to synthesize the molecular imprinted polymer of folic acid for identification and rapid measurement of folic acid by fluorescence instrument. In the synthesis of molecular imprinted polymers for increasing the strength and stability of polymer, amounts of molar ratio of functional monomer and the cross-linker should be optimum. For this purpose, the acrylamide amide, Methacrylate and folic acid were used to synthesize molecular imprinting polymer. This material was mixed with Sol-gel solution resulting from the addition of the Tetraethyl Ortho silicate (TEOS), ethanol (EtOH), hydrochloric acid (HCl) and water. Sol-Gel polymerization causes the formation of a three-dimensional polymer network in the shortest time without the need to apply high temperature and pressure The imprinted polymer was placed within the real sample of the solution of folic acid in the DMF solvent and after the absorption of folic acid by it, the residual solution absorption was measured using fluorescence instrument. The optimum molar ratios of functional monomer and cross-linker were obtained using fluorescence instrument. SEM polymer images were evaluated before and after washing by suitable solvent and the exclusion of folic acid molecules from within the polymer network. The results showed that in the synthesis of imprinted polymers with folic acid, the optimum molar ratios of the template the functional monomer and the cross-linker were obtained 1:6:20. Using scanning electron microscope images after polymer washing, due to the exclusion of folic acid molecules from within its network, the cavities with dimensions of 140-285nm was created. هدف از این پژوهش سنتز پلیمر قالب مولکولی فولیک‌اسید برای شناسایی و اندازه‌گیری سریع و آسان فولیک‌اسید با استفاده از دستگاه فلورسانس می‌باشد. در سنتز پلیمر قالب مولکولی برای افزایش استحکام و پایداری پلیمر، مقدارهای نسبت‌های مولی مونومر عاملی، اتصال‌دهنده عرضی و حلال مورد استفاده باید بهینه شوند. برای سنتز پلیمر از مونومر عاملی آکریل‌آمید، اتصال‌دهنده عرضی اتیلن‌گلیکول‌دی‌متا‌آکریلات و مولکول الگوی فولیک‌اسید استفاده شد و نسبت‌های مولی بهینه مونومر عاملی، اتصال‌دهنده عرضی و حلال با استفاده از دستگاه فلورسانس به‌دست آمدند. این مواد با محلول سل-‌ژل به‌دست آمده از افزودن تترا‌اتیل‌ارتو‌سیلیکات، اتانول، اسید‌کلریدریک و آب مخلوط شد. پلیمریزاسیون به روش سل-ژل سبب تشکیل شبکه سه‌ بعدی پلیمری در کم‌ترین زمان و بدون نیاز به اعمال دما و فشار بالا شد. از جمله برتری‌های این پلیمر، توانایی در اندازه‌گیری دقیق فولیک اسید که یک ترکیب زیستی مهم برای سلامت انسان می‌باشد، تکرار پذیری زیاد، قابلیت استفاده مجدد، سهولت سنتز، مقرون به صرفه بودن و عدم ایجاد آلودگی برای محیط زیست می‌باشد. پلیمر قالب‌گیری شده برای استخراج فولیک‌اسید از درون نمونه حقیقی محلول قرص فولیک‌اسید در حلال دی‎متیل‌فرم‌آمید مورد استفاده قرار گرفت. تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی پلیمر پیش و پس از شست‌و‌شو توسط حلال بهینه، منحنی استاندارد و ظرفیت جذب پلیمر نیز بررسی شدند. مطابق نتیجه‌ها در سنتز پلیمر فولیک‌اسید، نسبت‌های مولی بهینه مولکول الگو، مونومر عاملی و اتصال‌دهنده عرضی ۱:۶:۲۰ به‌دست آمد. با استفاده از تصویرهای میکروسکوپ الکترونی روبشی پس از شست‌و‌شو پلیمر، به دلیل خروج مولکول‌های فولیک‌اسید از درون شبکه آن، حفر‌ه‌ها با اندازه‌های nm 285-140 در پلیمر ایجاد شد.

https://www.nsmsi.ir/article_245388_71c007e973f01320af45a0a8a118815c.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Adsorption of Cyanide Anion from Aqueous Solutions using Nanosorbent Zeolite Clinoptilolite جذب سطحی یون سیانید با نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت 121 130 246703 FA اعظم السادات قرقچیان دانشکده شیمی، مجتمع علوم، دانشگاه یزد، یزد، ایران حسین محمدی منش دانشکده شیمی، مجتمع علوم، دانشگاه یزد، یزد، ایران سید رضا فانی بخش تحقیقات گیاه‌پزشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان یزد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، یزد، ایران 0000-0002-9651-2689 محسن حکیمی دانشکده فیزیک، مجتمع علوم، دانشگاه یزد، یزد، ایران Journal Article 2020 12 03 Cyanide is one of the toxins and different ways to reduce it have been studied. These include ozone oxidation methods, ultraviolet radiation degradation, alkaline chlorination, and hydrogen peroxide degradation. Each of these methods has various disadvantages and advantages, but among them, surface adsorption is an effective and efficient method. On the other hand, zeolites, which are crystalline aluminosilicate and juicy alkali and alkaline earth metals, have the ability to absorb cations and anions. To prepare a cyanide solution, it was used sodium cyanide salt based on the standard method In this work, it has been studied the adsorption of cyanide ion from aqueous solutions using zeolite nanoparticles and the factors affecting on it. In this study, the factors of the effect of the initial pH of the solution, the effect of the initial concentration of the solution, the effect of the adsorbent amount, the effect of the contact time and the effect of temperature on the surface adsorption of cyanide ions with the nano-adsorbent zeolite clinoptilolite were investigated. And after the studies, the optimal and appropriate values for each of the effective parameters pH=6, contact time 40 min, adsorbent dosage 1g/l, temperature 22°C and initial concentration of 150 mg/l. Under these optimal conditions, the highest percentage of anion cyanide uptake was obtained on the nano-adsorbent of zeolite clinoptilolite 85%. The relationship between empirical data and the equation of Langmuir, Freundlich and Tamkin equations was also investigated. The R2 values for Langmuir, Frondelich, and Temkin's alliances were 0.8337, 0.9837, and 0.99, respectively, indicating that there was a greater match between the experimental data and the Temkin temperature than the other two. سیانید از جمله مواد سمی است که در پساب بسیاری از صنایع وجود دارد و راه‌های متفاوتی برای کاهش آن بررسی شده است، از جمله می‌توان به روش‌های اکسایش با ازن، تخریب با تابش پرتو فرابنفش، کلردار کردن قلیایی و تخریب با استفاده از پراکسید هیدروژن اشاره کرد. هر کدام از این روش‌ها دارای معایب و برتری‌های گوناگونی هستند اما از میان آن‌ها، جذب سطحی یک روش مؤثر و کارآمد محسوب می‌شود. از طرفی زئولیت‌ها که آلومینوسیلیکات بلورین و آبدار فلزهای قلیایی و قلیایی خاکی هستند، توانایی جذب کاتیون‌ها و آنیون‌ها را دارد. در این پژوهش، جذب سطحی یون‌ سیانید از محلول‌های آبی با استفاده از زئولیت و عامل‌های مؤثر بر آن مورد مطالعه قرار گرفته است. برای تهیه محلول سیانید بر اساس روش استاندارد از نمک سدیم سیانید و برای تنظیمpH از محلول‌های 1/0 مولار هیدروکلریدریک اسید و سدیم هیدروکسید استفاده شد. در این پژوهش، به بررسی عامل‌های اثر pH اولیه محلول، اثر غلظت اولیه محلول، اثر مقدار جاذب، اثر زمان تماس و اثر دما بر جذب سطحی یون‌های سیانید با نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت پرداخته شد و پس از بررسی‌های انجام شده مقدارهای بهینه و مناسب هر یک از پارامترهای مؤثر (6pH=، غلظت اولیه محلول یون سیانید 150 میلی‌گرم در لیتر، مقدارجاذب یک گرم بر لیتر، زمان تماس 60 دقیقه و دما 22 درجه سلسیوس) که بیش‌ترین مقدار درصد جذب یون سیانید را دارا می‌باشد به‌دست آمد. تحت این شرایط بهینه، بیش‌ترین درصد جذب آنیون سیانید بر روی نانوجاذب زئولیت کلینوپتیلولیت 85 درصد به‌دست آمد. همچنین به بررسی رابطه بین داده‌های تجربی و معادله هم‌دماهای لانگمویر، فروندلیچ و تمکین پرداخته شد. مقدارR2 برای هم‌دماهای لانگمویر، فروندلیچ و تمکین به ترتیب 8337/0، 9837/0 و 99/0 به‌دست آمد که نشان می‌دهد بین داده‌های تجربی و هم‌دمای تمکین تطابق بیش‌تری نسبت به دو هم‌دمای دیگر وجود دارد.

https://www.nsmsi.ir/article_246703_59b0b352bdb72d0b1a29f1b6d7617c48.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Experimental Investigation of Adsorption of Sulfur Compounds from Model Fuel with Modified NaY Zeolite Adsorbent بررسی آزمایشگاهی جذب سطحی ترکیب‌های گوگردی از نمونه سوخت بنزینی ساختگی توسط جاذب زئولیتی NaY اصلاح شده 131 154 246405 FA قاسم دشت پیما دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران سید رضا شعبانیان دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران جواد احمدپور دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران مریم نیک زاد دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران Journal Article 2021 01 26 Adsorption capacity and selectivity are two major challenges that adsorption desulfurization faces. One way to overcome these challenges is to use mesoporous zeolites. In this study, the effects of mesoporosity on the adsorption desulfurization performance with NaY zeolite adsorbent were investigated. In order to optimize the parameters, the desilication operation was performed with a mixture of sodium hydroxide (NaOH) and tetrapropylammonium hydroxide (TPAOH) solution at room temperature with ratios of R= = 0, 0.25, 0.5, 0.75. The adsorbents were characterized by XRD, BET, FE-SEM and FT-IR. The results showed that ATY (0.5)-0.25R adsorbent has the highest mesopore surface with the value of 54.03 m2/g. Meanwhile, the adsorption desulfurization performance in a batch reactor was tested using different model fuels containing the sulfur compounds thiophene and dibenzothiophene. The results showed that different ratios of NaOH/TPAOH solution play an important role in the adsorption of sulfur compounds. In addition, Cu metal ion was impregnated on the parent zeolite and ATY (0.5M)-0.25R adsorbents in order to increase the adsorption capacity. It has been shown that the adsorption capacity of the adsorbents increases with ion exchanging of Cu metal ion, so that the Cu-0.25R adsorbent has the highest adsorption capacity of the sulfur compounds thiophene and dibenzothiophene with the values of 18.28 and 21.83 mg S/g, respectively. In this regard, the effect of temperature on the Cu-0.25R adsorbent on the adsorption of thiophene has been investigated. It has been shown that, the adsorption of thiophene has increased with increasing temperature and has reached its maximum at 50 ° C. Thermodynamic studies showed that the adsorption process is endothermic. The kinetic models of adsorption of sulfur compounds followed the pseudo – second – order equation. The adsorption isotherm was well matched to the Langmuir isotherm equation and its maximum adsorption capacity for thiophene and dibenzothiophene sulfur compounds was 18.38 and 23.43 mg/g, respectively. ظرفیت جذب و گزینش پذیری دو چالش اساسی می باشند که گوگردزدایی جذبی با آن روبه رو است. یکی از راه های غلبه بر این چالشها، استفاده از زئولیت های مزوحفره می باشد. در این پژوهش، اثرهای مزوحفره شدن بر عملکرد گوگردزدایی جذبی با جاذب زئولیت NaY مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بهینه سازی پارامترها، عملیات سیلیس زدایی با مخلوطی از محلول سدیم هیدروکسید (NaOH) و تتراپروپیل آمونیوم هیدروکسید (TPAOH) در دمای محیط با نسبت های 75/0، 5/0، 25/0، 0 R=TPAOH/(TPAOH+NaOH) = انجام شد. برای تعیین مشخصه‌های جاذب ها از آنالیزهای XRD، BET، FE-SEM و FT-IR استفاده شد. نتیجه‌ها نشان داد جاذب ATY (0.5M)-0.25R با مقدار m2/g 03/54 بالاترین مقدار سطح مزوحفره را دارد. در همین حال، عملکرد گوگردزدایی جذبی در یک راکتور ناپیوسته با به‌کارگیری نمونه سوخت های بنزینی گوناگون دارای ترکیب‌های گوگردی تیوفن و دی بنزوتیوفن آزمایش شد. نتیجه‌ها نشان داد که نسبت های گوناگون محلول NaOH/TPAOH نقش مهمی در جذب ترکیب‌های گوگردی بازی می کنند. همچنین به منظور افزایش ظرفیت جذب، یون فلزی Cu روی جاذب‌های زئولیت مادر و ATY (0.5M)-0.25R تلقیح شد. مشخص شد با تلقیح یون فلزی Cu، ظرفیت جذب جاذبها افزایش می یابد به گونه ای که جاذب Cu - 0.25R با مقدار 28/18 و mg S/g 83/21 به ترتیب بالاترین ظرفیت جذب ترکیب های گوگردی تیوفن و دی بنزوتیوفن را دارد. در همین راستا، تأثیر دما بر روی جاذب Cu – 0.25R در جذب ترکیب گوگردی تیوفن مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه‌ها نشان داد با افزایش دما میزان جذب تیوفن افزایش می یابد و در دمای 50 درجه سلسیوس به بیش‌ترین میزان خود می رسد. مطالعه‌های ترمودینامیکی نشان داد فرایند جذب گرماگیر است. مدل های سینیتیک جذب ترکیب‌های گوگردی از معادله شبه مرتبه دوم پیروی کرد. هم‌دما جذب به خوبی بر معادله هم‌دمای لانگمویر منطبق شد و ظرفیت جذب بیشینه آن برای ترکیب گوگردی تیوفن و دی بنزوتیوفن به ترتیب 38/18 و mg/g 43/23 به‌دست آمد.

https://www.nsmsi.ir/article_246405_16511bd57ea8542dc29138e2e87bd0d5.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Experimental Investigation of Uranium Biosorption Using Brown Algae Padina sp. in a Continuous System بررسی جذب زیستی اورانیوم با استفاده از جلبک قهوه ای پادینا در یک سامانه جذب پیوسته 155 164 244719 FA محمدحسن خانی پژوهشکده مواد اولیه و سوخت هسته‌ای، پزوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای ایران، تهران، ایران علی اصغر قربانپور خمسه پژوهشکده مواد اولیه و سوخت هسته‌ای، پزوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای ایران، تهران، ایران Journal Article 2019 12 17 Considering the environmental hazards of uranium, implementing a suitable and effective method to remove this chemical poisonous and radioactive heavy metal from the aqueous solutions is very important. In this study, the biosorption of uranium using the marine brown algae, Padina sp., was investigated in a continuous system. The column was a glass tube with an inside diameter of 1 cm and 20 cm in length. The effect of various operating parameters such as initial solution concentration, bed height and feed flow rate was investigated. According to the results, the breakthrough and the saturation points occurred at 1.5 and 20 hours, respectively and the amount of the absorption capacity was 372 mg/g at the operating conditions, i.e., flow rate of 5 mL/min, bed height of 8 cm and solution initial concentration of 150 mg/L. The experimental results have been fitted with the Thomas and BDST models and the models results showed good agreement with the empirical data. The parameters of Thomas model, kTH and qm were 0.00208 L/hr.mg and 449 mg/g, respectively and 0.00208 L/hr.mg and 72.42 mg/cm3 for Ka and N0, the parameters of BDST model, respectively. Sorption-desorption studies were carried out for three sequential cycles. The results indicated that Padina sp. has the ability to uptake uranium with high sorption capacity in a continuous system and has the possibility for regeneration and reuse با توجه به خطرهای زیست محیطی اورانیوم، اتخاذ روشی مناسب و موثر به منظور حذف این فلز سنگین از محلول های آبی بسیار مهم است. در این پژوهش جذب زیستی اورانیوم با استفاده از جلبک قهوهای دریایی، گونه پادینا (Padina sp.)، در یک سامانه جذب پیوسته مورد بررسی قرار گرفت. ستون مورد استفاده یک لوله شیشه‌ای با قطر داخلی cm 1 و طول cm 20 بود. تاثیر پارامترهای غلظت اولیه محلول، شدت جریان ورودی و ارتفاع بستر بر عملکرد ستون مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتیجه‌های به‌دست آمده در شرایط عملیاتی شدت جریان ورودی، ارتفاع بستر و غلظت اولیه محلول عبوری به ترتیب mL/min 5، cm 8 و mg/L 150، نقطه شکست و اشباع در این سامانه به ترتیب در مدت زمان 5/1 و 20 ساعت رخ داده و میزان ظرفیت جذب، mg/g 372 جاذب به‌دست آمد. نتیجه‌های تجربی با استفاده از مدل های توماس و BDST برازش شد که هر دو مدل تطابق خوبی با داده های آزمایشگاهی نشان دادند. پارامترهای kTH و qm مدل توماس به ترتیب L/hr.mg 00208/0 و mg/g 449 به‌دست آمد. همچنین پارامترهای Ka و N0 مدل BDST به ترتیب L/hr.mg 00208/0 و mg/cm3 42/72 به‌دست آمد. مطالعه‌های عملیات جذب و دفع در سه سیکل متوالی انجام گرفت. نتیجه‌ها نشان داد که جاذب پادینا توانایی جذب اورانیوم را با ظرفیت بالا در یک سامانه پیوسته دارد و از امکان احیا و استفاده مجدد برخوردار است.

https://www.nsmsi.ir/article_244719_52769d6f5d6ae81c719302cab6ffd606.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Absorption of Carbon Dioxide in Aqueous Solution of Protic Ionic Liquid [MEA][Gly]: Experimental Study and Model Fitting جذب دی‌اکسیدکربن با استفاده از محلول آبی مایع یونی پروتیک [MEA][Gly]: مطالعه آزمایشگاهی و برازش مدل 165 178 244563 FA صابر حسنی زاده گروه مهندسی شیمی ، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران پیوند والهءشیدا گروه مهندسی شیمی ، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران مهسا اکبری گروه مهندسی شیمی ، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران Journal Article 2020 08 08 Relatively high viscosity of protic ionic liquids limits their industrial applications in carbon dioxide separation processes. For this purpose, the performance of equilibrium absorption of CO2 in aqueous solution of ionic liquid functionalized with amino acid glycine named monoethanolamine glycinate, [MEA][Gly], was investigated in the temperature range of 303.15-15 323 K and various equilibrium pressures. The results demonstrated that at a constant temperature of 313.15 K, by increasing the presence of water in the solution from 80 to 95 wt%, the CO2 absorption capacity enhances from 1.36 to 2.24 (mol CO2 / mol IL), which is equivalent to 64 % augmentation in CO2 loading. Besides, utilizing a quadratic equation, numerical values of CO2 loading in terms of carbon dioxide partial pressure were developed for all the studied solvent concentrations, so that the calculated results were in good agreement with the values obtained from the experiments. The measurement of the density and viscosity of [MEA][Gly] solution, in the temperature range of 15.303 to 15.323 K, illustrated that as the amount of water in the solution declines, their corresponding values increase dramatically. Applying the empirical correlations, the values of density and viscosity were estimated in terms of temperature and mole fractions. Moreover, Clausius-Clapeyron equation was employed to compute the heat of CO2 absorption into the aqueous solution of [MEA][Gly]. Finally, although [MEA][Gly] is introduced as a novel absorbent in CO2 separation processes, high concentrations of this solvent is not suitable for carbon dioxide capture and separation, mainly due to its high viscosity. ویسکوزیته نسبتا بالای مایع‌های یونی پروتیک، کاربردهای صنعتی آن‌ها را در فرایندهای جداسازی دی‌اکسیدکربن محدود می‌کند. بدین منظور، عملکرد جذب تعادلی دی‌اکسیدکربن در محلول آبی مایع یونی عامل‌دار شده با اسیدامینه گلایسین به نام مونواتانول‌آمین‌گلیسینات، [MEA][Gly]، در بازه دمایی 15/303-K 15/323 و فشارهای تعادلی گوناگون مورد مطالعه قرار گرفت. نتیجه‌ها نشان داد که در دمای ثابت K15/313، با افزایش حضور آب در محلول از80% به 95 % وزنی، ظرفیت جذب دی‌اکسیدکربن از (mol/mol) 36/1 به (mol/mol) 24/2 بهبود می‌یابد که معادل 64% افزایش در میزان بارگذاری است. همچنین، با استفاده از یک معادله درجه دوم، مقدارهای عددی بارگذاری دی‌اکسیدکربن برحسب فشار جزیی دی‌اکسیدکربن برای همه غلظت‌های حلال به‌دست آمد، به‌گونه‌ای که نتیجه‌های محاسبه ‌شده تطابق خوبی با نتیجه‌های به‌دست آمده از آزمایش‌ها داشت. علاوه بر این، اندازه‌گیری چگالی و ویسکوزیته محلول [MEA][Gly]، دربازه دمایی 15/303-K 15/323 نشان داد که باکاهش حضور آب در محلول، مقدارهای آن‌ها به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. سپس، با استفاده از معادله‌های تجربی و همبستگی داده‌های تجربی، مقدارهای چگالی و ویسکوزیته برحسب دما و کسر مولی مایع یونی تخمین زده ‌شد. همچنین، با استفاده‌از معادله کلازیوس-کلاپیرون، مقدارهای گرمای جذب دی‌اکسیدکربن در محلول آبی مایع یونی مورد مطالعه، تعیین شد. سرانجام، مطابق نتیجه‌ها معلوم شد که اگر چه [MEA][Gly] به عنوان یک جاذب نوین در فرایندهای جداسازی دی‌اکسیدکربن معرفی می‌شود، لیکن، غلظت های بالای این حلال، به دلیل ویسکوزیته بالای آن، غلظت مناسبی برای جذب و جداسازی دی‌اکسیدکربن نیست.

https://www.nsmsi.ir/article_244563_5ff60153910f3abbe9471846db0c90ff.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Removal of Benzene, Toluene and m-Xylene from aqueous solution by Fe-ZSM-5 nano-zeolite synthesized from coal fly ash حذف بنزن، تولوئن و متازایلن از محلول های آبی توسط نانو زئولیت Fe-ZSM-5 سنتز شده از خاکستر زغال‌سنگ 179 196 245384 FA سید مصطفی حسینی اصل دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آیت آلله آملی، آمل، ایران 0000-0002-0758-7268 مجتبی معصومی دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد آیت آلله آملی، آمل، ایران 0000-0001-9148-9179 محمود تاج بخش دانشکده شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران 0000-0002-4856-1937 Journal Article 2020 09 15 In this study, a meso-porous Fe-ZSM-5 nano-zeolite (SiO2/Al2O3=40) was synthesized from a type of coal fly ash (CFA) containing high amount of muscovite plates by hydrothermal treatment and then the physicochemical characterization of CFA and Fe-ZSM-5 was examined using various techniques. The final product (Fe-ZSM-5) was applied in the simultaneous removal of benzene (B), toluene (T) and m-xylene (X) from aqueous solutions. The effect of adsorption parameters including pH solution, amount of dosage, contact time, initial concentration of BTX and temperature versus BTX removal efficiency was assessed under batch experiments. The maximum adsorption capacity of BTX (qmax) was obtained at optimum condition of pH=7 and 90 min (qmax; B=9.16<T=9.57<X=9.9 mg/L). Kinetic and isotherm studies showed that the adsorption equilibrium data was in good agreement with pseudo-second order and Freundlich models. In addition, thermodynamic assessments illustrated that BTX adsorption onto Fe-ZSM-5 nano-zeolite was feasible, exothermic and spontaneous at lower temperature. Based on the obtained empirical results, Fe-ZSM-5 nano-zeolite can be applied as an efficient, green and cost-effective adsorbent to remove hazardous hydrocarbons from aqueous solutions. در این پژوهش، نانوزئولیت مزوحفره Fe-ZSM-5 (40=3O2/Al2SiO) با استفاده از روش سنتز گرمآبی از نوعی خاکستر زغال‌سنگ (CFA) دارای مقادیر زیادی از صفحه‌های موسکویت ساخته شد و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن به همراه CFA با استفاده از فناوری های شناسایی مورد ارزیابی قرار گرفتند. محصول تولید شده (Fe-ZSM-5) برای حذف همزمان ترکیب‌های آلی فرار شامل بنزن (B)، تولوئن (T) و متازایلن (X) از محلول های آبی استفاده شدند. اثر مؤلفه های جذب شامل pH محلول، دوز جاذب، زمان تماس، غلظت اولیه جذب شونده ها و دمای جذب نسبت به بازدهی حذف بنزن، تولوئن و متازایلن با استفاده از آزمایش های جذب بررسی شدند. بیش‌ترین ظرفیت جذب Fe-ZSM-5 () در شرایط بهینه 7pH= و زمان تماس 90 دقیقه به‌دست آمد ( mg/g9/9 X= > 57/9 T= > 16/9B= ; ). مطالعات سینیتک و هم دمای جذب نشان دادند که داده های تعادلی جذب به خوبی با مدل های شبه درجه دوم و فروندلیچ متناسب می باشند. به علاوه، بررسی‌های ترمودینامیکی نشان داد که واکنش جذب BTX در دماهای کم‌تر بر روی نانوزئولیت Fe-ZSM-5 شدنی، گرمازا و خودبه خودی است. بر اساس نتایج تجربی به‌دست آمده، نانوزئولیت Fe-ZSM-5 می‌تواند به عنوان یک جاذب سبز و کارآمد برای حذف هیدروکربن های خطرناک از محلول های آبی به کار گرفته شود.

https://www.nsmsi.ir/article_245384_f72c3c0e8cda7e7a36a622a352b505d7.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Enhanced Degradation of Rhodamibe B in Water over fluorinated Titania-Silica Photocatalyst-Adsorbent افزایش تخریب آلاینده‌ رنگی رودامین ب در آب با فوتوکاتالیست-جاذب تیتانیا-سیلیکای فلوئوردار شده تحت تابش نور فرابنفش 197 204 245385 FA پرهام حقیقی دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران امین بازیاری دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران سمیه علی جانی گروه پژوهشی محیط‌زیست، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران Journal Article 2020 04 09 In recent years, the development of cities and the developement of industries have resulted in the release of a wide variety of organic pollutants such as dyes into the water resources which have posed major challenges for the mankind such as the reduction of drinking water and so on. Among the most effective methods for removing pollutants and wastewater treatment that have received much attention in recent years, is the photocatalytic degradation of pollutants using TiO2 photocatalyst which matters so much due to its high ability to remove a wide range of pollutants and being low cost and environmentally friendly. However, this process suffers from major obstacles and limitations such as inactivity under the visible light, the low adsorption capacity of organic compounds on the photocatalyst surface, and so on. In this study TiO2/SiO2 photocatalyst is used in order to remove RhB as a sample pollutant under UV-A light. In order to remove an obstacle to the photocatalytic process, which is the low adsorption capacity of organic compounds on the surface, a surface modification method called fluorination was used. FTIR and N2 adsorption- desorption were used to characterize the photocatalysts. It was found that flourination replaced the surface hydroxyl groups without altering the volume and diameter of the pores and maintaining the mesoporous structure of photocatalyst, by fluoride groups, which caused the surface to be hydrophobic. This increased the adsorption capacity of RhB by photocatalysts and consequently, it improves the RhB removal process. This was proved by photocatalytic degradation tests. از جمله روش‌های نویدبخش حذف آلاینده‌ها از پساب، تخریب آ‌‌ن‌‌ها به کمک کاتالیستی نوری‌های بر مبنای تیتانیا است. با این حال، محدودیت‌هایی همچون ظرفیت جذب پایین ترکیب‌های آلی بر روی سطح کاتالیستی نوری، سرعت بالای ترکیب مجدد الکترون و حفره و غیره مانع از کاربرد عملی آن در سطح وسیع شده است. در این پژوهش از کاتالیستی نوری تیتانیا بر پایه‌ سیلیکا به منظور تخریب کاتالیستی نوری ماده رنگی رودامین ب (RhB) به عنوان آلاینده‌ی مدل تحت نور فرابنفش استفاده شد. برای رفع یکی از موانع پیش روی فرایند کاتالیستی نوری؛ یعنی جذب پایین ترکیب‌های آلی بر روی سطح کاتالیستی نوری، به عنوان مرحله‌ی پیش نیاز شروع واکنش‌های سطحی، از روش فلوئوریناسیون برای اصلاح سطحی کاتالیست و تهیه کاتالیست-جاذب بهره گرفته شد. مواد سنتز شده با استفاده از آنالیزهای طیف سنجی فروسرخ، جذب و دفع نیتروژن و پتانسیل زتا مورد بررسی قرار گرفتند. مشخص شد که فلوئوریناسیون باعث جایگزینی گروه‌های هیدروکسیل سطحی توسط گروه فلوراید شده است، که افزایش آب‌گریزی سطح را در پی دارد. در نتیجه حذف کلی RhB روی سطح کاتالیستی نوری-جاذب طراحی شده نسبت به فوتوکاتالیست تیتانیا-سیلیکا از 67 درصد به 81 درصد افزایش یافت.

https://www.nsmsi.ir/article_245385_f9370673a0db7e37253a491e826b3d6f.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Synthesis of Montmorillonite Modified with Hexadecyltrimethylammonium Bromide (HDTMA-Br) as an Efficient Adsorbent for Treatment of Oilfield Produced Water سنتز مونت موریلونیت اصلاح شده با هگزادسیل تری متیل آمونیوم بروماید (HDTMA-Br) به عنوان یک جاذب کارآمد به منظور حذف آلاینده های آب همراه چاه نفتی 205 223 246764 FA علیرضا پنداشته دانشکده شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه گیلان،گیلان، ایران سیده کبری عظیمی دانشکده شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه گیلان،گیلان، ایران 0000-0002-6789-7559 Journal Article 2021 03 21 In this study, montmorillonite modified by the hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA-Br) was prepared by the reaction of the sodium montmorillonite with HDTMA-Br surfactant. The adsorbent structure was characterized using Fourier transform infrared (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA), power-spectral-density (PSD), Brunauer-Emmett-Teller (BET), X-ray diffraction (XRD), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), and transmission electron microscopy (TEM) techniques. Then, the efficiency of synthetized adsorbent was investigated for the removal of the chemical oxygen demand reduction (COD), biological oxygen demand (BOD), suspended solids (TSS), oil and grease and turbidity of the oilfield produced water. The exchange capasity was obtained 200 % for modified montmorillonite. The maximom of COD reduction was resulted 92.04 % at optimal conditions with the adsorbent dosage 0.3 g, pH = 7, and contact time 45 min. The advantages of this method are cheapness, safety, and reusability of the adsorbent, short time treatment, high adsorption capacity, easy separation of the adsorbent from the reaction medium. در این پژوهش، مونتموریلونیت اصلاح شده با هگزادسیلتریمتیلآمونیوم بروماید (HDTMA-Br) از روش واکنش سدیم مونتموریلونیت با سورفکاتنت HDTMA-Br، تهیه شد. ساختار جاذب با استفاده از روش‌های FT-IR، TGA،PSD ،BET، XRD، FESEM و TEM شناسایی شد. در ادامه، کارایی جاذب اصلاحشده به منظور حذف آلاینده‌های آب همراه چاه نفتی شامل کاهش اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD)، اکسیژن مورد نیاز زیستی (BOD)، مواد جامد معلق(TSS)، نفت و چربی و کدورت از آب همراه نفتی مورد بررسی قرار گرفت. ظرفیت تبادل 200 درصد برای مونتموریلونیت اصلاح شده به‌دست آمد. بیشینه حذف COD در شرایط بهینه دوز جاذب 3/0 گرم، pH 7 و زمان تماس 45 دقیقه 04/92 درصد به‌دست آمد. از برتری‌های این روش میتوان به ارزان، ایمن بودن، و قابلیت استفاده مجدد جاذب، زمان کوتاه انجام تصفیه، ظرفیت جذب بالا، جداسازی آسان جاذب از محیط واکنش اشاره نمود.

https://www.nsmsi.ir/article_246764_b2c2a79da0c4a8d0db5dac416ab62ee5.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Modeling and Thermodynamic Analysis of Brine and Carbon Dioxide Equilibrium Using ePC-SAFT مدل‌سازی و تحلیل ترمودینامیکی تعادل آب- نمک و دی اکسید کربن به کمک معادله حالت ePC-SAFT 225 235 244720 FA زیبا عبدالهی استادیار دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران ایران مهدی عصاره استادیار دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران ایران Journal Article 2019 12 11 The presence of ions in the solution causes the water to have non-ideal. On the other hand, water molecules have strong hydrogen bonds. When water and dissolved salt are in equilibrium with gas such as carbon dioxide, they form a two-phase system with complex intermolecular forces. In this study, the aim is to model the thermodynamic equilibrium of water containing sodium chloride salt and carbon dioxide gas. The thermodynamic equilibrium of this system is analyzed using the ePC-SAFT state equation. This electrolyte equation of state is a combination of the PC-SAFT state equation and Debye-Hukel theory. The presence of repulsive, scattering, and cumulative intermolecular forces is calculated by the PC-SAFT and the electrostatic forces are calculated by Debye-Hukel theory. In this study, we first implement and predict the ePC-SAFT equation of state for non-associative pure systems. Then, the phase behavior prediction for water-salt, water-carbon dioxide and water-salt-carbon dioxide systems is performed. Finally, according to empirical data from reliable sources, the regression of the binary interaction of water-carbon dioxide in the water-carbon dioxide and carbon dioxide-salt-water system was performed. The equation of state mentioned predicts the laboratory data for the desired electrolyte solution with a good accuracy that the percentages of average relative deviation from the saturated vapor pressure data without kij parameter adjustment and with kij adjustment are 21. 46, and 14.61, respectively. In this study, it was observed that the presence of ions in the solution had little effect on the binary interaction of carbon dioxide. مولکول‌های آب دارای پیوند‌های هیدروژنی قوی هستند. از طرفی حضور یون ها در محلول باعث رفتار غیر ایدهآل آب می شود. هنگامی که آب و نمک در تعادل با گازی مانند دی اکسید کربن قرار می‌گیرند، یک سامانه دوفازی با نیروهای پیچیده بین ملکولی را تشکیل می‌دهند. در این پژوهش، هدف آن است که تعادل آب دارای نمک سدیم کلرید و گاز دی اکسید کربن، مدل‌سازی شود. مدل‌سازی تعادل ترمودینامیکی این سامانه با استفاده از معادله حالت ePC-SAFT انجام شده است. معادله حالت الکترولیتی ارایه شده، ترکیبی از معادله حالت PC-SAFT و تئوری دبای هوکل می باشد. حضور نیروهای بین مولکولی دافعه، پراکندگی و تجمعی توسط معادله حالت PC-SAFT و نیروهای الکترواستاتیکی توسط تئوری دبای هوکل محاسبه میشوند. در این پژوهش، ابتدا پیاده‌سازی این معادله صحت سنجی شده است و قابلیت پیش‌بینی معادله حالت ePC-SAFT برای سامانه خالص غیرتجمعی و تجمعی، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس پیش‌بینی رفتار فازی برای سامانه های آب-نمک، آب- دی اکسید کربن و سامانه سه جزئی آب- نمک-دی اکسید کربن انجام شده است. در انتها، با توجه به داده‌های تجربی از منابع معتبر، برازش پارامتر اندرکنش دوتایی آب- دی اکسید کربن در سامانه آب-دی اکسید کربن و آب-دی اکسید کربن- نمک صورت گرفته است. معادله حالت ذکر شده، داده های آزمایشگاهی را برای محلول الکترولیت مورد نظر با دقت مناسبی پیش بینی نموده است، که درصد انحراف نسبی میانگین از داده های آزمایشگاهی فشار بخار اشباع بدون تنظیم پارامتر kij و با تنظیم kij، به ترتیب برابر با 46/21 و 61/14، به‌دست آمده است. در این پژوهش مشاهده شد که حضور یون ها در محلول، تاثیر کمی بر اندرکنش دوتایی آب- دی اکسید کربن دارد.

https://www.nsmsi.ir/article_244720_b5f4b0c1dee1ab92cd539621a4b8b5a2.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Experimental Evaluation of a Thermo-Electric Assisted Membrane Distillation Desalination System مطالعه آزمایشگاهی شیرین‌سازی آب شور به روش تقطیر غشایی با نیرو محرکه ترموالکتریک 237 251 246409 FA کوثر بیننده گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران بونس قلاوند گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0003-3532-4761 Journal Article 2021 04 16 This study is performed to evaluate the feasibility of a direct contact membrane distillation system with a new motive force. A thermos-electric assisted direct contact membrane distillation is designed and fabricated to desalinate a wide range of saline water by PTFE and PVDF membranes. The effective permeation area for this system is considered 12 cm2. The design of experiment is performed for this system based on response surface methodology by Design Expert software. The system is experimentally examined for different operating conditions based on the experimental set to predict its behavior. The results indicate that operating time has no significant effect on permeate flux and specific energy consumption, while, membrane material, feed concentration, and mass flow ratio have the most impact, respectively. Based on the seawater concentration, PTFE and PVDF membranes fluxes are 5.8-16.3 and 50.3-141.1 kg/m2h, respectively. The maximum gained permeate flux and the minimum energy consumption for PVDF membrane are 282.6 kg/m2h and 299 kJ/kg, respectively. For all operating conditions, salt rejections for PTFE and PVDF membrane are higher than 88.1 % and 99.6 %, respectively. This specific energy consumption is gained on maximum flux and is suitable compared to other similar desalination methods. این پژوهش به منظور بررسی امکان کاربرد روشی نوین برای تأمین نیروی محرکه فرآیند شیرین سازی آب به روش تقطیر غشایی انجام گرفت. در این پژوهش، یک سامانة آب شیرین‌کن با روش تقطیر غشایی تماس مستقیم طراحی و ساخته شد. در این سامانه، از غشاهای آبگریز متخلخل پلی-وینیلیدن فلوراید (سایز منافذ 5/0 میکرومتر) و پلی-تترافلوئورو اتیلن (سایز منافذ 45/0 میکرومتر) با سطح مؤثر 12 سانتی‌متر مربع استفاده شد و انرژی گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز این فرآیند از طریق پودمان ترموالکتریک به صورت همزمان تأمین گردید. سپس برای بررسی تأثیر عامل‌های غلظت خوراک، نسبت شدت جریان گرم به سرد، زمان و نوع غشاء بر شار فراورده تراوش شده، درصد جداسازی نمک و انرژی مصرفی ویژه، طراحی آزمایش ها توسط نرم‌افزار Design Expert و با روش سطح پاسخ (RSM) و با استفاده از طرح مرکب مرکزی (CCD) انجام شد. بیش‌ترین تأثیر بر شار فراورده تراوش شده را به ترتیب نوع غشاء، غلظت خوراک، برهمکنش بین غلظت خوراک و نوع غشاء و نسبت شدت جریان گرم به سرد داشتند. برای غلظت معادل با آب دریا (35 گرم بر لیتر)، میزان شار فراورده تراوش شده به ترتیب از غشاهای پلی-وینیلیدن فلوراید و پلی-تترافلوئورو اتیلن در کم‌ترین حالت، 3/50 و 8/5 و در بیش‌ترین حالت، 1/141 و 3/16 کیلوگرم بر مترمربع.ساعت به‌دست آمد. درصد جداسازی نمک برای غشاء پلی-وینیلیدن فلوراید بیش از 1/88 درصد و برای پلی-تترافلوئورو اتیلن بیش از 6/99 درصد به‌دست آمد. بیش‌ترین اثر بر درصد جداسازی را نیز به ترتیب نوع غشاء، غلظت خوراک و برهمکنش بین غلظت خوراک و نوع غشاء داشتند. در بهترین شرایط عملیاتی، شار عبوری و انرژی مصرفی ویژه برای غشا پلی-وینیلیدن فلوراید به ترتیب برابر با 6/282 کیلوگرم بر مترمربع.ساعت و 299 کیلوژول بر کیلوگرم به‌دست آمد.

https://www.nsmsi.ir/article_246409_6d58978b4a3dd024f68f38ce90feecc8.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Investigating the Parameters of Reverse Osmosis by Polydioxanone Membrane and Comsol Software ارزیابی آیتم‌های گوناگون فرایند اسمز معکوس به‌وسیله غشای پلی دی اگزانون و با استفاده از نرم‌افزار کامسول 253 267 244564 FA محمد رادان گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد امیدیه، گروه مهندسی شیمی، امیدیه، ایران مصطفی نریمانی گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد امیدیه، گروه مهندسی شیمی، امیدیه، ایران علی ولی زاده گروه مهندسی انرژی، بخش علوم مهندسی و ریاضیات، دانشگاه صنعتی لولئو، سوئد Journal Article 2020 05 25 Reverse Osmosis is one of the membrane processes used to desalinate salt water, remove natural organic compounds, certain contaminants and water softening. One of the most important problems with this type of membrane is the polarization of the concentration and deposition in them, which reduces the product flux and increases the passage of salt through the membrane and also increases the pressure drop. It is important to choose the proper type of membrane to meet the needs associated with the Reverse Osmosis separation process. In this study, Polydioxanone polymer (12%) was used to make the Reverse Osmosis membrane. Also, the phenomenon of mass transfer in the Reverse Osmosis condensation process of the mathematical model based on the separation of water-glucose solution was considered. Considering the surface structure of the membrane, the irreversible thermodynamic model of Spiegler-Kedem was selected to investigate the mass transfer inside the membrane, and the concentration polarization model was assumed to be one-dimensional flow to investigate the mass transfer outside the membrane. The current is assumed to be constant and compressible with constant properties. The results of this study show a decrease in the amount of pure water flux along the membrane due to accumulation of salts and pressure drop and increase in the width of the membrane with increasing pressure and feed concentration. The results obtained from the distribution of glucose concentration in the water show that increasing the applied pressure difference leading to increases the polarization of the concentration on the membrane surface, which should mainly reduce the product flux. But due to the membrane structure, increasing the pressure leads to an increase in the product flux. اسمز معکوس، یک فرایند غشایی برای نمک‌زدایی آب‌های شور، حذف ترکیب‌های آلی طبیعی، حذف آلاینده‌های خاص و نرم‌سازی آب می‌باشد. از جمله مهم‌ترین مشکل‌های مرتبط با غشا، پلاریزاسیون غلظت و تشکیل رسوب می‌باشد که سبب کاهش شار فراورده و افزایش عبور نمک از غشا می‌باشد که سرانجام افت فشار را به دنبال خواهد داشت. انتخاب صحیح جنس غشا برای تامین نیازهای مرتبط با فرایند جداسازی در اسمز معکوس امری ضروری است. در این مطالعه از پلیمر پلی دی اگزانون 12 درصد وزنی برای ساخت غشای اسمز معکوس استفاده شد. همچنین بررسی پدیده انتقال جرم در فرایند تغلیظ با اسمز معکوس از مدل ریاضی بر مبنای جداسازی محلول آب-گلوکز در نظر گرفته شد. با در نظر گرفتن ساختار سطحی غشای ساخته شده، مدل ترمودینامیکی بازگشت ناپذیر Spiegler–Kedem برای بررسی انتقال جرم داخل غشا، و مدل پلاریزاسیون غلظتی با فرض جریان یک بعدی جریان برای بررسی انتقال جرم بیرون غشا مورد استفاده قرار گرفت. در این مطالعه، جریان به صورت آرام دائم و تراکم‌پذیری با ویژگی‌های ثابت فرض شده است. نتیجه‌های مطالعه کنونی، نشان‌دهنده کاهش میزان شار آب خالص در امتداد غشا در اثر تجمع املاح، افت فشار و افزایش آن در عرض غشا با افزایش فشار و غلظت خوراک می‌باشند. همچنین، نتیجه‌های به‌دست آمده از توزیع غلظت گلوکز موجود در آب، نشان می‌دهد که با افزایش اختلاف فشار اعمال شده، لاریزاسیون غلظت روی سطح غشا افزایش می‌یابد که عمدتا سبب کاهش شار فراورده شود ولی با توجه به ساختار غشای به‌دست آمده، افزایش فشار، منجر به افزایش شار فراورده گشت.

https://www.nsmsi.ir/article_244564_e19a4eeb757c62ff0bf5488446eb1314.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Effects of the Wettability Gradient of the Flow Structure Inside a Sessile Droplet Carrying a Hydrophobic Microparticle on Solid Substrate تاثیر تغییرهای ترشوندگی یک سطح جامد بر روی جریان سیال داخل قطره چسبان حامل میکروذره‌های آبگریز 269 285 245911 FA مجید احمدلوی داراب دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران ناصر اسدزاده دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران کسری محمدزاده عباچی دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Journal Article 2021 02 02 Manipulation of microparticles by sessile droplets is important for the control of multi-step biological and industrial processes in wide range of applications e.g., in disease diagnosis, cell separation, and so on. Here, we report on the flow structure inside a sessile droplet containing a hydrophobic microparticle using many-body dissipative particle dynamics (MDPD) simulations. The droplet is actuated by a linear wettability gradient on the solid substrate to pick up, transport, and deliver a hydrophobic microparticle. For quantitative analysis, the droplet velocity at different locations was presented using a modified “quasi-stationary” post-processing method. Detailed flow structures are presented at different time sequences of high interest, such as when the droplet touches the microparticle, when the droplet starts to pick up the microparticle, when droplet transports the microparticle, and finally when droplet delivers the microparticle. Due to the existence of the microparticle, the flow structure inside the sessile droplet is significantly altered compared to the case without a presence of the microparticle inside it. More importantly, in presence of the microparticle droplet velocity follows a nonmonotonic trend. The friction between the microparticle and the substrate not only can retard the motion of the droplet, but also may cause the microparticle to be delivered. This is due to the fact that when the friction force increases, although the driving force exposed on the microparticle by the droplet is increased however its amount is limited by the cohesive attraction forces of the droplet. Hence, when the required driving force to transport the microparticle gets larger than the maximum of it provided by the droplet, the microparticle will be dropped off. More importantly, it is proved that the critical velocity for the delivery of the microparticle is mainly affected by the cohesive forces inside the droplet, not by the droplet morphology. استفاده از میکروذره‌ها در داخل قطره‌های حامل، از اهمیت گسترده‌ای در زمینه کنترل فرایندهای کاربردی چندمرحله‌ای زیستی و صنعتی از جمله در تشخیص بیماری‌ها و جداسازی‌های سلولی با استفاده از غشا برخوردار می‌باشد. در این مقاله به بررسی ساختارجریان داخل قطره دارای میکروذره‌های آبگریز با استفاده از روش شبیه‌سازی MDPD پرداخته شده است. قطره در هنگام بارگیری، انتقال و رهاسازی یک میکروذره آبگریز درمجاورت یک سطح جامد که دارای گرادیان ترشوندگی خطی می‌باشد قرار دارد. ساختار جریان به تفصیل در بازه‌های زمانی گوناگون و مهم از جمله لحظه‌ای که قطره با میکروذره تماس پیدا می‌کند، زمانی که قطره شروع به حمل میکروذره می‌کند، زمانی که قطره میکروذره را انتقال می‌دهد و نهایتا لحظه‌ای که قطره میکروذره را رها می‌کند، مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه‌ها نشان دادند که با توجه به حضور میکروذره، ساختار و شکل جریان به طور چشمگیری با حالتی که درون قطره هیچ میکروذره‌ای وجود ندارد، متفاوت می‌باشد. نکته مهم دیگر این است که در حضور میکروذره، سرعت قطره به صورت غیر یکنواخت می‌باشد. اصطکاک بین میکروذره و سطح، نه تنها حرکت قطره را به تعویق می‌اندازد، بلکه ممکن است باعث جدایش میکروذره از قطره شود. این پدیده به علت این واقعیت است که با افزایش نیروی اصطکاکی، اگرچه نیروهای عامل و تقویت کننده حرکت موثر بر میکروذره داخل قطره نیز افزایش می‌یابد اما این مقدار با توجه به نیروهای جاذبه چسبندگی قطره محدود می‌شود. بنابراین زمانی که نیروی مورد نیاز برای حرکت قطره از بیش‌ترین نیروی تأمین شده توسط نیروهای جاذبه چسبندگی قطره افزایش می‌یابد، پدیده رهایش و جدایی میکروذره و قطره رخ می‌دهد. همچنین نتیجه‌گیری شد که سرعت بحرانی بیش‌تر از ریخت‌شناسی قطره تحت تأثیر نیروهای چسبندگی داخل قطره می‌باشد.

https://www.nsmsi.ir/article_245911_49d36db1e2ea018b58a9f9b8679dcaf7.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Investigation of Smart Water Injection into Water-Wet Carbonate Reservoirs بررسی تزریق آب هوشمند به مخازن آب دوست کربناته 287 299 246766 FA رامتین حمیدیان آزمایشگاه ازدیاد برداشت نفت (EOR) و فرآوری گاز، دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران زهرا تقی زاده فرح آبادی آزمایشگاه ازدیاد برداشت نفت (EOR) و فرآوری گاز، دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران مصطفی لشکربلوکی آزمایشگاه ازدیاد برداشت نفت (EOR) و فرآوری گاز، دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی نوشیروانی، بابل، ایران Journal Article 2020 04 24 In recent years, smart water injection as an efficient method of oil extraction has received particular attention from different researchers. Concentration and salt type are important and influential factors in the thermodynamic equilibrium properties such as interfacial tension (IFT) and wettability. In this study, salt type performance on the physical and chemical properties of reservoir rock, changing the balance into the desired direction, and increasing oil production have been investigated in the smart water process injection. IFT and contact angle measurements and core flood test were performed to achieve the goal. Initially, rocks from the Baba Koohi outcrop in Fars province were prepared. Then, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray fluorescence (XRF) spectroscopy were performed. The effect of NaCl, KCl, Na2SO4, and MgCl2 salts and the combination of MgCl2 / NaCl salts with the same ionic strength of 0.7 on the wettability alteration of water-wet dolomite carbonate rock has been investigated. The effect of the above salts on the IFT reduction has also been investigated. In addition, with the help of IFT and contact angle values, the spreading coefficient was calculated to select the appropriate injection salt for the core flooding tests. Finally, flooding experiments were performed with the cores with close permeability and porosity. According to the results obtained from the measured contact angle, the type of salt does not significantly affect changing the wettability of water-wet carbonate rocks. Despite the IFT reduction in the presence of salt, this effect on the spreading coefficient was insignificant. However, the injection of an aqueous solution containing MgCl2 salt resulted in the extraction of 6.1% of the original oil in place (OOIP) in the tertiary stage, which indicates the complexity of the dominant mechanism during smart water injection into the carbonate reservoirs. Besides, the results of this study show that aging time is a practical and useful parameter in oil extraction. در سال‌های اخیر، تزریق آب هوشمند به عنوان یک روش کارآمد ازدیاد برداشت نفت مورد توجه ویژه پژوهشگران قرار گرفته است. از جمله عامل‌های مهم و تاثیرگذار بر تعادل ترمودینامیکی، کشش بین سطحی، ترشوندگی و غلظت و نوع نمک می‌باشند. در این پژوهش، تاثیر تزریق آب هوشمند بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سنگ مخزن و تغییر این تعادل در جهت مطلوب و افزایش تولید نفت مورد بررسی قرار گرفته است. برای رسیدن به این هدف، اندازه‌گیری کشش بین سطحی و زاویه تماس و آزمایش سیلاب زنی مغزه انجام شده است. در ابتدا، پس از تهیه سنگ از رخنمون باباکوهی استان فارس و انجام تست‎ های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف‌نگاری فلوئورسانس اشعه ایکس (XRF)، اثر نمک‌های NaCl، KCl، Na2SO4 و MgCl2 و ترکیب نمک‌های MgCl2/NaCl با قدرت یونی یکسان 7/0 بر تغییر ترشوندگی سنگ کربناته دولومیته آب دوست مورد بررسی قرار گرفته است. اثر نمک‌های فوق بر میزان کاهش کشش بین سطحی نیز مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر آن، با کمک کشش بین سطحی و زاویه تماس اندازه گیری شده، ضریب پخش‌شوندگی محاسبه شد تا آب تزریقی مناسب برای تست‌های سیلاب زنی انتخاب شود. در انتها، آزمایش‌های سیلاب زنی با مغزه‌هایی با تراوایی و تخلخل نزدیک به هم انجام شد. طبق نتیجه‌ها، نوع نمک تاثیر بسزایی بر تغییر ترشوندگی سنگ کربناته آب دوست ندارد. با وجود مشاهده کاهش کشش بین سطحی در حضور نمک، این تاثیر بر ضریب پخش‌شوندگی قابل توجه نبوده است. با وجود این، تزریق محلول آبی شامل نمک MgCl2 باعث برداشت 1/6 % نفت در جای ‌باقی‌مانده (OOIP) در مرحله سوم شده است که نشان از پیچیدگی مکانیسم غالب در حین تزریق آب هوشمند به مخازن آب دوست دارد. نتیجه‌های این پژوهش نشان می‌دهد که زمان پیرشدگی پارامتر موثر و مفیدی در میزان برداشت نفت می‌باشد.

https://www.nsmsi.ir/article_246766_1bb3d6cea6a6bca93a23e53fd0c2338c.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Experimental Investigation of Synthetic Graphene Oxide-Hexamethyldisilazane Nanofluid Injection to Improve Oil Recovery بررسی آزمایشگاهی تزریق نانوسیال گرافن اکساید- هگزا متیل دی سیلازان به مغزه در راستای بهبود بازیافت نفت 301 311 246406 FA احسان جعفربیگی گروه مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران احسان کمری پردیس پژوهش و توسعه صنایع بالادستی نفت، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران فرهاد سلیمی گروه مهندسی شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران چنگیز کرمی گروه شیمی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمانشاه، ایران Journal Article 2020 12 06 One of the effective methods in the process of enhanced recovery of oil reservoirs is applying the nanotechnology to alter the wettability of the reservoir rock. In this study, the wettability alteration was investigated using synthetic graphene oxide-Hexamethyldisilazane (GO-HMDS). For this purpose, XRD and FTIR analyzes were used to identify the synthesized structure. In the present study, the effect of concentration (0.05, 0.1 and 0.2 wt% GO-HMDS) were investigated using the zeta potential analysis, Interfacial Tension (IFT), and contact angle. Subsequently, the concentration of 0.2% was determined as a powerful sample in altering the wettability of the reservoir rock through the zeta potential analysis. This sample was used for tests of contact angle and interfacial tension. In addition the zeta potential of the sample was measured by -36 mv. Moreover, the contact angle between the reservoir rock and the graphene oxide- (Hexamethyldisilazane) solution for 0.2 wt.% GO-HMDS solution decreased from 161 to 44 degrees. On the other hand, it is in agreement the results of the zeta potential and Interfacial Tension (IFT) examines. Therefore, the synthesized nanofluid reduces the and Interfacial Tension (IFT), contact angle, and wettability alteration toward the water-wet of the carbonate core. یکی از روش‌های موثر در فرایند ازدیاد برداشت از مخازن نفتی به کارگیری فناوری نانو در راستای تغییرهای ترشوندگی سنگ مخزن می باشد. در این پژوهش ابتدا ترکیب گرافن اکساید- هگزا متیل دی سیلازان GO-HMDS)) سنتز شد و در ادامه به منظور بررسی تغییرهای ترشوندگی سنگ مخزن کربناته به کار گرفته شد. با استفاده از آنالیزهای XRD و FT-IR ساختار نمونه سنتز شده بررسی شد. در این کار اثر غلظت GO-HMDS (05/0، 1/0 و 2/0 درصد وزنی) بر روی تغییرهای ترشوندگی سنگ مخزن با استفاده از آنالیزهای پتانسیل زتا، کشش بین سطحی و زاویه تماس مورد بررسی قرار گرفت. به طوری که با استفاده از آنالیز پتانسیل زتا بهترین نمونه یعنی غلظت 2/0 درصد وزنی نانوسیال GO-HMDS برای بررسی تغییر ترشوندگی به‌دست آمد که مقدار مقدار پتانسیل زتا برای این غلظت ‌mv‌ 36- تعیین شد. همچنین نتیجه‌های به‌دست آمده از آزمایش های کشش بین سطحی و زاویه تماس بین سنگ مخزن و محلول GO-HMDS بهترین مقدار در غلظت 2/0 درصد وزنی به‌دست آمد به طوری که در این غلظت کشش بین سطحی از مقدار اولیه 1/15 به mN/m 9/12 کاهش یافته و زاویه تماس از حالت اولیه °161 به °44 تقلیل یافت. بنابراین نانو سیال سنتز شده (غلظت 2/0 درصد وزنی از محلول GO-HMDS) باعث کاهش کشش بین سطحی، زاویه تماس و تغییرهای ترشوندگی سنگ شده و سرانجام منجر به آبدوستی سطح مغزه کربناته می‌شود.

https://www.nsmsi.ir/article_246406_a2f8c6d54474a4f267b82d9532659734.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Feasibility Study and Optimized Scheduling for Gas Recycling in a Gas Condensate Reservoir امکان‌سنجی فنی و برنامه‌ریزی بهینه فرایند بازگردانی گاز در یک مخزن گاز میعانی 313 325 246767 FA امین محله دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران مهدی عصاره دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران Journal Article 2019 12 15 Gas recycling is a generally accepted method to improve production from condensate gas reservoirs and has been welcomed due to its low cost compared with drilling new wells. The use of the net present value, which is both a factor of time and cost, is a reliable way of evaluating this process which considers the costs of injection facilities and production costs. It is important to find new methods for planning and optimizing gas injection. In this research, it has been tried to identify the optimal amount of gas recycling as well as the amount of gas produced by combining optimizers and reservoir simulators and using evolution optimization algorithms. It is worth noting that the method used in this study is based on a case study of gas recycling. The study shows that with the recycling of the entire production gas in the studied reservoir, the net present value could be increased from $ 126 million to $ 40 million. The production and recycling of a portion of the gas in an optimal form also increases the reservoir's life due to economic constraints from 10 years to 18 years. In addition, with a closer examination, it was concluded that due to the higher price of injected gas in cold seasons compared to the warm seasons, 65 percent of the gas produced can be returned to the reservoir in these seasons. By sensitivity analysis of the optimization results, the gas prices as well as the amount of gas condensate richness have significant effects on the optimal amount of recovered gas. بازگردانی گاز روشی رایج برای بهبود تولید از مخازن گاز میعانی است و به ‌دلیل کم‌هزینه بودن در مقایسه با حفر چاه های جدید مورد استقبال قرار گرفته است. استفاده از ارزش خالص فعلی که در آن هم عامل زمان و هم هزینه دیده می‌شود، روشی مطمئن در ارزیابی این فرایند است. با توجه به هزینه‌های تاسیسات تزریق و مشکل‌های تولیدی که تزریق گاز با خود به همراه دارد، یافتن روش‌های جدید برای برنامه‌‍‌ریزی و بهینه‌سازی تزریق گاز از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش سعی شده است که با تلفیق نرم‌افزارهای بهینه‌ساز و شبیه‌ساز مخازن و با استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی تکاملی، مقدار بهینه بازگردانی گاز و همچنین مقدار بهینه گاز تولیدی مشخص شود. روش مورد استفاده در این پژوهش بر روی یک مطالعه موردی بازگردانی گاز در مخازن گاز میعانی پیاده شده است. حالت‌های گوناگونی از متغیرهای بهینه‌سازی، در این کار مورد تحلیل قرار گرفته است. بررسی‌های انجام شده در این کار نشان می‌دهد، با بازگردانی گاز تولیدی در مخزن مورد مطالعه می‌توان ارزش خالص فعلی را تا حدود 30 درصد، افزایش داد. همچنین تولید و بازگردانی بخشی از گاز در فرم بهینه، عمر مخزن مورد نظر را با توجه به محدودیت‌های اقتصادی در نظر گرفته شده از 10 سال به 18 سال افزایش می‌دهد. علاوه بر این، با بررسی دقیق‌تر، این نتیجه به‌دست آمد که با توجه به بالاتر بودن قیمت گاز تزریقی در فصول سرد نسبت به فصول گرم، می‌توان در این فصول 65 درصد گاز تولیدی را در فصول گرم به مخزن باز گرداند. با انجام حساسیت‌سنجی روی نتیجه‌های بهینه‌سازی مشخص شد، قیمت گاز بازگردانی شده و همچنین مقدار غنای میعانات گازی تأثیر بسزایی در مقدار بهینه گاز بازگردانی شده دارد.

https://www.nsmsi.ir/article_246767_a6e432d5a64605976a046baf469292e4.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Investigation of Recovery and Management Methods of Industrial Flare Gases to Return the Energy Cycle بررسی روش های بازیابی و مدیریت گازهای دورریز واحدهای صنعتی به منظور بازگشت به چرخه انرژی 327 354 245910 FA مجید سعیدی گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، 0000-0001-6792-0440 مریم صفری پور گروه شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، پردیس البرز، دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article 2020 08 03 Due to limited resources of fossil fuels and the increasing demand of energy at global level as well as environmental pollution, optimal management of energy resources is of particular importance and plays an important role in large-scale national policy and planning. Although a significant amount of recoverable gases by the upstream oil industry, refineries, and petrochemicals are introduced into the environment via the refining process and through the flare gas emission systems. Flare gases have a very high fuel value. Meanwhile burning these gases in the flare system and their release into the environment, has environmental damages which in many cases is not compensable and leads to the imposition of high economic costs on countries. Present investigation indicated that Iran as the second largest owner of natural gas reservoir in the world produced about 9.5 trillion cubic feet of natural gas at 2017 and about 0.6 trillion cubic feet of that amount (about 6.3% of total produced natural gas) was burned in the flare systems. In this study, different methods and solutions of flare gas recovery systems are investigated in order to back into the energy cycle. In the meantime, the choice of the most appropriate technology for flare gas purification is considered as one of the most important principles of design of flare gas recovery systems. The most common methodology for utilizing flared gas in Iran is to produce liquefied petroleum gas (LPG). Also, in order to increase the exploitation of oil reservoirs, it is possible to use the gas reinjection technology. On the other hand, the use of flare gas to generate electricity at power plants, and also the use of gas to liquid conversion technology (GTL), are other suggested solutions for the management of flare gas that are still in early stages of design and implementation phase. با توجه به محدود بودن منابع سوخت های فسیلی و نیاز روزافزون به انرژی در سطح جهانی و همچنین آلودگی‌های زیست‌محیطی، مدیریت بهینه منابع انرژی نقش مهمی در سیاست گذاری ها و برنامه ریزی های کلان کشورها ایفا می کند. با این وجود حجم قابل توجهی از گازهای قابل بازیافت توسط صنایع بالادستی نفت، پالایشگاه ها و پتروشیمی ها در طی فرایند پالایش و از طریق سیستم آزادسازی گاز دورریز، وارد محیط زیست می شود. گازهای ارسالی به مشعل از ارزش سوختی بسیار بالایی برخوردار هستند. در عین حال سوزاندن این گازها توسط مشعل و انتشار آن‌ها در محیط زیست، آثار زیان بار زیست‌محیطی به همراه دارد که در بسیاری از موارد جبران پذیر نمی باشد و منجر به تحمیل هزینه های اقتصادی فراوان به کشورها می گردد. بررسی های انجام شده نشان داد ایران به عنوان دومین دارنده ذخایر گاز طبیعی جهان، در سال 2017 میلادی حدود 5/9 تریلیون فوت مکعب گاز طبیعی تولید کرده است که از این مقدار حدود 6/0 تریلیون فوت مکعب از آن (معادل با 3/6 درصد از گاز تولیدی) در مشعل ها سوزانده شده است. در این مطالعه به بررسی راهکارها و روش های گوناگون جهت کاهش یا بازیابی گازهای ارسالی به سیستم آزادسازی گاز دورریز به منظور بازگشت به چرخه انرژی پرداخته شده است. انتخاب بهترین فناوری به منظور پالایش گاز دوریز واحدهای صنعتی، یکی از مهمترین گام ها در طراحی سیستم بازیافت گاز دورریز می‌باشد. متداول ترین روش به منظور استفاده از گاز دورریز در ایران، تولید گاز طبیعی مایع شده (LPG) است. همچنین به منظور تثبیت فشار و افزایش بهره برداری از مخازن نفتی، می توان از تکنولوژی تزریق مجدد گاز دورریز به مخازن نفت استفاده نمود. از سوی دیگر استفاده از گاز دوریز واحدهای صنعتی به منظور تولید برق در نیروگاه‌ها و همچنین استفاده از تکنولوژی تبدیل گاز به مایع (GTL) از دیگر راهکارهای پیشنهادی به منظور مدیریت گازهای دورریز واحدهای صنعتی است که هنوز در مرحله‌های ابتدایی طراحی و اجرا می‌باشند.

https://www.nsmsi.ir/article_245910_7ee91d6f484cd50fb1a89b88940898fe.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Simulation and Comparison of Two Flare Gas Recovery Units Using Liquid Ring and Centrifuge Compressors شبیه‌سازی واحد بازیافت گازهای ارسالی به مشعل به کمک کمپرسورهای رینگ مایع و سانتریفیوژ 355 366 244562 FA امین کاظمی بیدختی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی نفت و پتروشیمی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران فاطمه نیستانی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی نفت و پتروشیمی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران محمود فرخی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی نفت و پتروشیمی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران Journal Article 2020 07 19 Due to the critical importance of reducing environmental problems and creating added value from gas resources, refinery and petrochemical processing units have considered implementing flare gas recovery systems. In this study, the flare gas recovery unit of the Tabriz Oil Refining Company was simulated using Aspen HYSYS software and compared with a proposed model. The simulation was based on three processes: compression, separation of liquid and vapor phases, and sweetening of recovery gases. The compression process was carried out at a constant temperature as much as possible, utilizing both liquid ring and centrifuge compressors. Safety and economy were prioritized in the selection of primary and secondary equipment for the simulation. The results showed that the liquid ring compressor was safer than the centrifuge compressor in the compression process, despite the centrifugal compressor showing better performance in the separation process of liquid and steam phases. Both models performed equally well in the sweetening process of the flare gas recovery unit. This research aims to demonstrate the potential of using and comparing centrifuge compressors in cases where liquid ring compressors are inaccessible for these units. بازیافت گازهای ارسالی به مشعل در واحدهای فراوری پالایشگاهی و پتروشیمی هم از نظر کاهش مشکل‌های زیست‌محیطی به علت رهاسازی آنها به اتمسفر و هم از نظر ایجاد ارزش افزوده دارای اهمیت است. در این پژوهش، شبیه‌سازی واحد بازیافت گازهای ارسالی به مشعل شرکت پالایش نفت تبریز به کمک نرم‌افزار Aspen-HYSYS انجام شده است. شبیه‌سازی این فرایند در دو مدل با استفاده از کمپرسورهای رینگ مایع و سانتریفیوژ مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه‌های به‌دست آمده از شبیه سازی واحد مذکور بیانگر برتری کمپرسور رینگ‌ مایع از لحاظ کنترل دما در دو مرحله‌ فرایند فشرده‌سازی نسبت به کمپرسور سانتریفیوژ می باشد. در فرایند جداسازی فازهای مایع وگاز، مدل دوم که در آن از کمپرسور سانتریفیوژ برای فرایند فشرده سازی استفاده شده است، با جداسازی 9/16 درصد نرمال هگزان بیش‌تر نسبت به مدل اول به عنوان هیدروکربن شاخص، عملکرد بهتری ارایه می کند. در فرایند شیرین‌سازی در واحد بازیافت گازهای ارسالی به مشعل هر دو مدل با جذب کامل S2H و 2CO موجود در خط، عملکرد یکسانی از خود نشان می دهند. همچنین دو مدل از نظر هزینه انرژی مصرفی در تجهیزات تقریبا شرایط یکسانی دارند. نتیجه‌های این پژوهش نشان‌دهنده‌ قابلیت استفاده از کمپرسور سانتریفیوژ در صورت عدم دسترسی به کمپرسور رینگ ‌مایع در این واحدها می‌باشد.

https://www.nsmsi.ir/article_244562_6a8131f527c71abdf9e1ced6bdaac676.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Simulation and Optimization of Hydrogen Production using the Coal Gasification Process شبیه‌سازی و بهینه‌سازی تولید هیدروژن به کمک فرایند گازسازی زغال‌سنگ 367 381 244559 FA مهدی شمسی دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران حبیب آل ابراهیم دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران محمد جواد آذرهوش گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران علیرضا آذرهوش گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران Journal Article 2019 06 08 In this study, hydrogen production was simulated and optimized using the coal gasification in the moving-bed reactor. In this reactor, coal from the top and the combination of oxidizing gas and steam from below is in contact with solid and gas produced comes out from the top of reactor. The results of the simulation have been compared with the experimental values and the average relative error of 2.47% indicated acceptable accuracy of simulation results. The effects of inlet gas temperature, reactor pressure, ratio of steam to oxygen and coal to oxygen are investigated on the hydrogen production efficiency. Although some studies have been published regarding the modeling of the moving-bed reactor in the coal gasification, limited parametric studies are available to investigate the effect of different variables on the reactor performance with Pittsburgh coal as food. Also, in this study, simulation with discrete temperature for gas and solid to determine the exact maximum temperature of the solid phase, the kinetics of all possible reactions, simultaneous use of shrinking core and volumetric models in different areas of reactor and considering the distribution of gas components in the pyrolysis stage, happened that it is useful to find out more precisely the composition of the product gas. Finally, the reactor performance for generating maximum hydrogen yield is optimized using the particle swarm optimization method. The optimization results show that there is a 24.3% increase in hydrogen production yield compared to the basic mode. در این مطالعه، تولید هیدروژن با استفاده از فرایند گازسازی زغال‌سنگ در راکتور بستر متحرک شبیه‌سازی و بهینه‌سازی شده است. در این راکتور زغال‌سنگ از بالا و ترکیب گاز اکسنده و بخار آب از پایین به ‌صورت متقابل با جامد در تماس قرار گرفته و گاز به‌دست آمده از واکنش از بالای راکتور خارج می‌شود. نتیجه‌های به‌دست آمده از شبیه‌سازی با مقدارهای تجربی مربوط مقایسه شده است و دارای خطای نسبی میانگین 47/2% بوده که نشانگر دقت قابل قبول نتیجه‌های شبیه‌سازی می‌باشد. در ادامه اثرهای دمای گاز ورودی، فشار راکتور، نسبت بخار آب به اکسیژن و زغال به اکسیژن بر روی بازده تولید هیدروژن بررسی شده است. گرچه آثاری در خصوص مدل‌سازی راکتور بستر متحرک گازسازی زغال به چاپ رسیده اما مطالعه‌های پارامتریک محدودی برای بررسی اثر متغیرهای گوناگون روی عملکرد راکتور با زغال پیتزبورگ به عنوان خوراک در دسترس است. همچنین در این مطالعه شبیه‌سازی با دمای مجزا برای گاز و جامد برای تعیین دمای بیشینه‌ دقیق فاز جامد، اعمال سینتیک تمام واکنش‌های ممکن، استفاده هم‌زمان از مدل‌های هسته کوچک‌شونده و حجمی در ناحیه‌های گوناگون راکتور و در نظر گرفتن توزیع اجزای گاز در مرحله‌ی پیرولیز، صورت گرفته که این امر برای یافتن هرچه دقیق‌تر ترکیب گاز فراورده مفید می‌باشد. سرانجام، عملکرد راکتور برای تولید بیش‌ترین بازده تولید هیدروژن با استفاده از روش الگوریتم ازدحام ذره‌های بهینه‌سازی شده است. نتیجه‌های بهینه‌سازی نشان از افزایش 3/24 % بازده تولید هیدروژن نسبت به حالت پایه دارد.

https://www.nsmsi.ir/article_244559_6f7bbc07a7975a7ce81bcefd0d06ff74.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Simulation of an Innovative Hydrogen Liquefaction Concept for using Gas Power-Plant’s Wasted Energy شبیه سازی یک طرح ابتکاری مایع سازی هیدروژن برای استفاده از انرژی اتلافی نیروگاه های گازی 383 399 246763 FA حامد رضایی عزیزآبادی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران 0000-0002-9332-5845 مسعود ضیابشرحق دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران 0000-0002-3786-6401 مصطفی مافی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی، قزوین، ایران Journal Article 2020 09 05 Due to the importance of hydrogen liquefaction and the low efficiency of the existing liquefaction plants, many pieces of research are done to develop a proper liquefaction concept. Utilizing innovative configurations, the use of geothermal and solar energies for absorption pre-cooling systems have been extensively investigated through various studies. In the present study, an innovative concept for hydrogen liquefaction, which utilize absorption pre-cooling supplied by wasted heat contained in gas power-plant’s exhaust flow, is developed and simulated by Aspen HYSYS V. 9. Using two separate equations of state for hydrogen and mixed refrigerant streams and realistic assumption about heat exchangers and turbo-machines have increased the accuracy, besides making it practical. The simulation results show that the developed concept has a better performance in terms of specific energy consumption and coefficient of performance compared to the other proposed concepts, so that the specific energy consumption and coefficient of performance are 4.55 and 27%, respectively. In addition, the suggested concept could be supplied directly by power-plant due to the requirement of being close to the power plant. This removes power distribution losses. Other key feature of the proposed concept, which sets it apart from the other concepts, is its capability to be used for energy storage. با توجه به اهمیت مایع سازی هیدروژن و پایین بودن بازدهی واحدهای مایع سازی موجود، پژوهش‌های زیادی در زمینه توسعه یک طرح مایع سازی مناسب انجام شده است. بهره بردن از پیکربندی های ابتکاری، استفاده از انرژی زمین گرمایی و انرژی خورشیدی به عنوان منبع گرمایی برای سامانه پیش سرمایش جذبی، در پژوهش‌های گوناگون مورد بررسی قرار گرفته است. در این کار یک طرحی ابتکاری برای مایع سازی هیدروژن با پیش سرمایش جذبی توسعه یافته و با کمک نرم افزار اسپن هایسیس نسخه 9 شبیه سازی شده که در آن از انرژی گرمایی موجود در دود خروجی از نیروگاه های گازی بهره برده شده است. استفاده از دو معادله حالت مجزا برای جریان های هیدروژن و مبردهای چند جزیی، پیکربندی ابتکاری، استفاده از سامانه سرمایش جذبی آمونیاکی و فرضیات واقعی درباره مبدل های گرمایی و توربوماشین ها ضمن افزایش دقت نتیجه‌ها، باعث بهبود پارامترهای عملکردی چرخه شده است. نتیجه‌های شبیه سازی نشان می دهند که طرح توسعه یافته از نظر توان ویژه مصرفی و ضریب عملکرد نسبت به سایر طرح های پیشنهادی عملکرد بهتری دارد، به طوری که توان ویژه مصرفی و ضریب عملکرد در آن به ترتیب برابر 55/4 و 27% است. در طرح پیشنهادی به دلیل لزوم نزدیک بودن واحد مایع سازی به نیروگاه، می توان از توان تولیدی نیروگاه به طور مستقیم در واحد مایع سازی استفاده نمود. این موضوع باعث حذف تلفات شبکه توزیع می شود. از دیگر قابلیت های کلیدی طرح پیشنهادی که آن را از سایر طرح ها متفاوت کرده، استفاده برای ذخیره سازی انرژی است.

https://www.nsmsi.ir/article_246763_326f1b7b565704d445a5483d393e1a6f.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Modeling and Simulation of non-Catalytic Laminar Combustion of Methane to Synthesis Gas مدل‌سازی و شبیه‌سازی احتراق غیرکاتالیستی متان با شعله آرام برای تولید گاز سنتز 401 423 245386 FA سپیده اسدی گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران عطاء اله ساری گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران 0000-0002-8556-1418 Journal Article 2020 08 13 The effect of operating conditions on the performance of non-catalytic laminar premixed combustion of methane to synthesis gas is investigated. To this end, the effect of feed methane to oxygen ratio on the minimum required preheat temperature, and the effects of feed methane to oxygen ratio, feed steam to methane ratio, and pressure on methane conversion and syngas selectivity are taken into account. Simultaneous interaction of mass and heat transfer phenomena and hydrodynamic with chemical kinetics are studied using a one-dimensional model. The well-known GRI 3.0 mechanism is applied to model the kinetics of methane oxidation reactions. The open-source numerical subroutine of TWOPNT is employed to solve the set of model equations. The model can well predict the relevant experimental data. The effect of pressure on reducing the required preheat temperature for a lean fuel is more than a rich one so that for feed methane to oxygen ratio of 0.25, increasing the pressure from 1 to 60 bar reduces the minimum required preheat temperature by 200 K and 800 K, respectively. The reaction mixture can ignite at room temperature of 298 K for feed methane to oxygen ratio of 0.5-0.7. Moreover, increasing the content of steam and methane in feed has similar effects on methane conversion whereas their effect on syngas selectivity is opposite. Increasing the feed steam to carbon ratio up to 4 reduces the syngas yield by 83-90 percent. Steam injection to feed is necessary for reducing the soot formation and increasing the hydrogen content. An increase in pressure continuously increases the methane conversion and reactor temperature for feed methane to oxygen ratio of 0.25 while for ratios of 2 and 2.5 there are optimum pressures of 30 and 35 bar in which these parameters reach a maximum value. اثر شرایط عملیاتی بر عملکرد احتراق غیرکاتالیستی متان با شعله آرام به منظور تولید گاز سنتز مورد بررسی قرار می‌گیرد. به این منظور اثر نسبت متان به اکسیژن خوراک بر حداقل دمای پیش‌گرم لازم برای احتراق و اثرهای نسبت متان به اکسیژن، نسبت بخار آب به متان خوراک و نیز فشار محفظه احتراق بر میزان تبدیل متان و گزینش‌پذیری و بهره تولید گاز سنتز مورد بررسی قرار می‌گیرد. برهمکنش همزمان پدیده‌های انتقال جرم و گرما با سینتیک واکنش‌های شیمیایی با استفاده از یک مدل یک‌بعدی انجام می‌شود. سینتیک واکنش‌های احتراق متان با استفاده از سازوکار شیمیایی GRI 3.0 مدل می‌شود. حل عددی معادله‌های مدل با استفاده از زیربرنامه TWOPNT انجام می‌شود. مدل می‌تواند داده‌های آزمایشگاهی را به خوبی پیش‌بینی نماید. تاثیر افزایش فشار بر کاهش حداقل دمای پیش‌گرم لازم برای احتراق خوراک غلیظ بیش‌تر از خوراک رقیق است به‌طوری که افزایش فشار از 1 به 60 اتمسفر حداقل دمای پیش‌گرم لازم برای خوراک با نسبت متان به اکسیژن 25/0 و 1 را به ترتیب 200 و 800 کلوین کاهش می‌دهد. در نسبت متان به اکسیژن 5/0 تا 7/0، مخلوط واکنش قابلیت اشتعال در دمای 298 کلوین را داراست. افزایش موجودی متان و بخار آب در خوراک، بر روند تغییر تبدیل متان اثر همسو و بر روند تغییر گزینش‌پذیری و بهره تولید گاز سنتز اثر متقابل دارند. افزایش نسبت آب به کربن خوراک تا مقدار 4 سبب کاهش 83 تا 90 درصدی بهره تولید گاز سنتز می‌شود. تزریق بخار آب سبب کاهش نرخ تشکیل دوده و تولید گاز سنتز غنی از هیدروژن می‌شود. در خوراک رقیق با نسبت متان به اکسیژن 25/0، تبدیل متان و دمای محفظه‌ احتراق همواره با افزایش فشار افزایش می‌یابند در حالی که در خوراک غلیظ‌تر با نسبت‌های 2 و 5/2، به ترتیب در فشارهای حدود 30 و 35 بار دارای مقدار بیشینه هستند.

https://www.nsmsi.ir/article_245386_210ca30e83d1ffe43932793570e6adfe.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Optimization of Coagulation Process of Coke Microparticles for Filtration and Gravity Separation Systems بهینه‏ سازی فرایند انعقاد ذره‌های میکرونی کک برای سامانه‏ های تصفیه و جداسازی ثقلی 425 443 246407 FA کبرا پورعبدالله گروه مهندسی شیمی، پژوهشکده مهندسی شیمی و نفت، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایران Journal Article 2021 01 22 Remarkable amounts of coke microparticles are discarded along with the effluent of decoking and olefin units and their separation methods have not been studied as the environmental pollutants. In this work for the first time the appropriate flocculant was determined for the separation of coke microparticles and then, the optimized conditions of simultaneous-experimental coagulation/flocculation process were determined based on the maximum amounts of sedimentary particles. After that, using the hypothesis of extreme agglomeration, the optimal conditions were calculated based on the maximum efficiency of filtration of gravity separation of coagulated particles. A set of purposeful experiments were performed based on the response surface method and using FeSO4, Al2(SO4)3 and FeCl3 coagulants at concentrations of 10, 15 and 20 ppm and with cationic (Zetafloc 7563), natural (Besfloc K300N) and anionic (Megafloc 3045PWG) poly acrylamide flocculants at concentrations of 3, 5 and 7 ppm in solutions with pH levels of 5, 7 and 9. According to the diameter criteria of sedimentary particles (d>21μm) the uniformity/curvature coefficients were obtained for the optimal conditions of particle coagulation. The results revealed that according to the negative surface charge of coke particles the maximum number of precipitable particles is formed with a yield of 96% using iron chloride(III) coagulant (8ppm), anionic polyacrylamide flocculant (2ppm) at pH=6. Moreover, based on the uniformity/curvature coefficients the results showed the priority of iron sulfate(II) as coagulant for enhancement of filtration efficiency since the diameter distribution of coagulated coke particles maximizes the porosity of filter-cake, the operation time of filter and the volume of accumulated cake. While the type of coagulant has no effect on the gravity-based separation efficiency of coagulated coke particles. Based on the results, the optimum ratio of coagulant to flocculant concentrations were determined to be 3 and less than 3 (1.5–3) for filtration and gravity separation systems. حجم چشمگیری از ذره‌های میکرونی کک همراه با پساب واحدهای کک‏زدایی و الفین دفع می‏ شوند و تاکنون روش‏ های جداسازی آن‌ها به عنوان منابع آلاینده زیست ‎محیطی مورد مطالعه قرار نگرفته است. در این مقاله برای اولین بار مناسب ‏ترین کمک منعقدکننده برای جداسازی ذره‌های میکرونی کک انتخاب شد و در ادامه، شرایط بهینه فرایند آزمایشگاهی انعقاد/لخته ‎سازی همزمان این ذره‌ها بر اساس معیار بیش‌ترین تعداد ذره‌های قابل ته نشینی تعیین شد. سپس با فرضیه "تراکم حداکثری" شرایط بهینه این روش بر اساس بیش‌ترین بازدهی سامانه تصفیه یا سامانه جداسازی ثقلی برای ذره‌های کک منعقد شده محاسبه شد. مجموعه آزمایش های هدفمند مطابق روش سطح پاسخ و با استفاده از منعقدکننده‏ های FeSO4، 3(Al2(SO4 و FeCl3 در غلظت‏ های 10، 15 و ppm 20 و pHهای 5، 7 و 9 و همچنین کمک منعقدکننده های پلی اکریل‏ آمید کاتیونی (Zetafloc 7563)، خنثی (Besfloc K300N) و آنیونی (Megafloc 3045PWG) در غلظت‎ های 3، 5 و ppm 7 انجام شد. بر اساس شاخص قطر ذره‌های قابل ته نشینی (μm 21d>)، ضریب‌های یکنواختی و خمیدگی برای مناسب‏ترین شرایط انعقادسازی این ذره‌ها محاسبه شد. نتیجه‌ها نشان داد که با توجه به بار الکتریکی منفی سطح ذره‌های کک، بیش‌ترین حجم ذره‌های قابل ته‌نشینی با بازدهی %96 در حضور منعقدکننده کلرید آهن(III) با غلظت ppm 8، کمک منعقدکننده پلی اکریل آمید آنیونی (Megafloc) با غلظت ppm 2 در 6 pH= تشکیل می‏ شوند. همچنین نتیجه‌ها نشان داد که بر اساس شاخص‏ های یکنواختی و خمیدگی، سولفات آهن(II) مناسب‏ ترین منعقدکننده برای افزایش بازدهی سامانه جداسازی تصفیه است؛ زیرا توزیع قطر ذره‌های منعقد شده باعث ایجاد بیش‌ترین تخلخل در کیک فیلتر شده و زمان عملکرد فیلتر و حجم کیک انباشته را افزایش می ‏دهد. درحالی که در سامانه جداسازی ثقلی، نوع منعقدکننده تاثیری بر بازدهی جداسازی ذره‌های کک منعقد شده ندارد. بر اساس نتیجه‌ها، نسبت بهینه غلظت منعقدکننده به غلظت کمک منعقدکننده برای سامانه‏ های تصفیه و جداسازی ثقلی به ترتیب 3 و کم‌تر از 3 (3-5/1) می ‏باشد.

https://www.nsmsi.ir/article_246407_809b9972d6993765d8e7182bb680b1e8.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Investigation of Hydrocyclone Function in the Process of Solid Particles Separation in Stone-Cutting Industry بررسی عملکرد هیدروسیکلون در فرایند جداسازی ذره‌های جامد در پساب صنعت سنگ‌بری 445 456 246791 FA افشین نادری گروه سازه‌های آبی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران محسن مسعودیان گروه سازه‌های آبی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران محمود حبیبیان گروه مهندسی نفت، پژوهشگاه شیمی و مهندسی شیمی ایران، تهران، ایران Journal Article 2021 02 21 At the present, treatment and recycling of stone cutting industry wastewater is performed by old settling basin method and filter press method which need so much water, therefor, in this method a new method is proposed and investigated based on hydraulic centrifugal force by using a hydrocyclone. The effect of operational parameters such as pressure, concentration and type of particle samples have been studied on a hydrocyclone efficiency with a diameter of 24 mm. The experiments were designed by using Design Expert 7 software based on response surface method (RSM). Analysis of experimental data was conducted based on composite central design method (CCD). Experiments were conducted in 22 series with different conditions. In this study, stone powder particles were collected from wastewater of stone cutting plants. Two stone powders samples were achieved from Granite and Travertine stones with densities of 2720 and 2550 kg/m3 with particle sizes of less than 200 μm. Particles sizes were measured by Particles Size Analysis method and particles shape were determined by using (SEM). The results demonstrated that the separation efficiency for both of samples is proportional with pressure so that the more the input pressure, the more the separation efficiency. On the other hand, increasing the concentration causes a decrease in separation efficiency. Based on the results, the more the input pressure, the more the flow rate, however concentration in the investigated range has no significant effect on flow rate. The best separation efficiency was achieved in the pressure 2.63 bar and concentration 1.6 weight percent for Travertine sample with a value of 90.31 percent and for Granite sample in the pressure 3 bar and concentration 3 weight percent with a value of 91.45 percent. در حال حاضر تصفیه و بازیافت پساب صنعت سنگ‌بری به روش سنتی حوضچه ته ‎نشینی و روش قیلترپرس انجام می‌شود که به دلیل مصرف زیاد آب و هدر رفت آن در این پژوهش روش جدید جداسازی ذره‌های جامد سنگ به روش هیدرولیکی نیروی گریز از مرکز با استفاده از هیدروسیکلون مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر پارامتر‌های عملیاتی نظیر فشار، غلظت و نوع نمونه ذره‌ها بر روی عملکرد هیدروسیکلونی به قطر mm 24 بررسی شد. آزمایش‌ها توسط نرم‌افزار Design Expert و به روش سطح پاسخ (RSM) طراحی شد. تجزیه و تحلیل آماری داده‌های تجربی به روش طراحی مرکزی مرکب (CCD) انجام گرفت. آزمایش‌ها در 22 سری با شرایط گوناگون بررسی شد. مواد مورد استفاده در این پژوهش ذره‌های پودر سنگ جمع‌آوری شده از پساب کارخانه‌های سنگ‌بری در دو نمونه پودر سنگ‌های گرانیت و تراورتن با چگالی به ترتیب 2720 و kg/m3 2550 با اندازه ذره‌های کم‌تر از 200 میکرو‌متر استفاده شد. که اندازه ذره‌ها از آنالیز اندازه ذره‌های اندازه‌گیری و شکل ذره‌ها با دستگاه تصویر برداری الکترونی (SEM) مشخص شد. نتیجه‌ها نشان داد بازده جداسازی در هر دو نوع پودر پساب با افزایش فشار رابطه مستقیم دارد و با افزایش فشار ورودی، بازده جداسازی افزایش می‌یابد. در حالی که افزایش غلظت باعث کاهش بازده جداسازی می‌شود. با توجه به نتیجه‌ها، شدت جریان با افزایش فشار به‌طور مستقیم افزایش می‌یابد ولی غلظت در بازه بررسی شده تأثیر معنی‌داری بر شدت جریان ندارد. بهترین بازده جداسازی در فشار63/2 بار و غلظت 6/1 درصد وزنی برای نمونه سنگ تراورتن 31/90 درصد جداسازی به‌دست آمد و برای نمونه گرانیت در فشار 3 بار و غلظت 3 درصد وزنی 45/91 درصد بازده جداسازی به‌دست آمد.

https://www.nsmsi.ir/article_246791_b2cd0b1376787e116aff858b97350897.pdf

جهاد دانشگاهی-پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی ایران نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران 1022-7768 41 4 2023 02 20 Wettability alteration Phenomenon and Interactions of Rock Surface and Injected Fluid during Chemical Flooding for Enhanced Oil Recovery پدیده ترشوندگی و برهم‌کنش‌های سطح سنگ و سیّال تزریقی هنگام سیلاب‌زنی شیمیایی در فرایند ازدیاد برداشت نفت 457 481 244721 FA سید نورالدین حسینی گروه مهندسی نفت، واحد امیدیه، دانشگاه آزاد اسلامی‌، امیدیه، ایران 0000-0003-2108-6256 Journal Article 2021 04 03 The importance of hydrocarbons in the production of various materials, as well as the supply of most part of the world's energy in the last century and the inability to replace renewable energy due to the rapid growth of global energy demand, on the other hand, has led to the extraction of hydrocarbon reserves should not be out of the focus of researchers and experts in this industry. One of the most important methods of Enhanced Oil Recovery (EOR), especially in carbonate reservoirs, is wettability alteration of the rock using chemical flooding, which has recently been considered by many researchers and research centers. Since most of the world's reservoirs, as well as our beloved country, are made of carbonates, changing the wettability of reservoir rock from oil to water wet have a significant effect on increasing the final recovery factor of the reservoir. The present study is an overview of the latest achievements of EOR through chemical flooding in carbonate reservoirs aimed at changing the wettability towards hydrophilicity. Despite extensive research on the mechanism of chemical flooding, not all aspects of it have been clarified so far. Obviously, without a comprehensive and accurate knowledge of the mechanism of this process, it will not be possible to control and improve it.in the work at hand mechanism of chemical flooding using low salinity, surfactants, polymers, nanoparticles or Nano fluids has been reviewed and an attempt is made to investigate the interactions of surface rock minerals, ions in the injection fluid, crude oil and formation brine be reviewed. اهمیّت هیدروکربن‌ها در تولید مواد متنوع و گوناگون و همچنین تأمین بخش اعظم انرژی جهان در قرن گذشته به‌وسیلۀ هیدروکربن‌ها از یک طرف و عدم توانایی جایگزینی انرژی‌های تجدیدپذیر به‌دلیل رشد سریع نیاز جهانی به انرژی از طرف دیگر، باعث شده که مسئلۀ ازدیاد برداشت از ذخایر هیدروکربنی از کانون توجه پژوهشگران و متخصصان این صنعت خارج نشود. از روش‌های مهم ازدیاد برداشت نفت به‌ویژه در مخازن کربناته، تغییر ترشوندگی سنگ با استفاده از سیلاب‌زنی شیمیایی است که به تازگی مورد توجه پژوهشگران و مراکز تحقیقاتی زیادی قرار گرفته است. از آن جا که بخش اعظمی‌ از مخازن دنیا و همچنین کشور عزیزمان از جنس کربناته هستند، تغییر ترشوندگی سنگ مخزن از نفت‌دوستی به آب‌دوستی می‌‌تواند تأثیر چشمگیری در افزایش ضریب بازیافت نهایی مخزن داشته باشد. پژوهش حاضر مروری بر آخرین دستاوردهای ازدیاد برداشت پیشرفته از طریق سیلاب‌زنی شیمیایی در مخازن کربناته نفت‌دوست است که هدف آنها تغییر در خاصیّت ترشوندگی به‌سمت آب‌دوستی بوده است. باوجود پژوهش های گسترده‌ای که در زمینۀ مکانیسم‌های تغییر ترشوندگی صورت گرفته، تاکنون همۀ جنبه‌های آن روشن و مشخص نشده است. بدیهی است بدون شناخت جامع و دقیق مکانیسم فرایند، کنترل و بهبود آن میّسر نخواهد بود. در این مقاله مروری به بررسی مکانیسم‌ها و فعل‌وانفعال های حاکم در فرایندهای ازدیاد برداشت با استفاده از سیلاب‌زنیِ با آبِ با شوریِ کم، سورفکتانت‌ها، پلیمرها و سیلاب‌زنی با استفاده از ذره های نانو یا همان نانوسیّال ها پرداخته شده است و تلاش بر این است تا برهمکنش‌های کانی‌های سطح سنگ مخزن و یون‌های موجود در سیّال تزریقی، اجزای نفت‌ خام و آب شور سازند، در فرایندهای ذکرشده مورد بررسی قرار گیرند.

https://www.nsmsi.ir/article_244721_8d6c727e9040131f4e02e6b0d9baaf80.pdf