پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده با پیشرفت صنایع مختلف در جهان یکی از مشکلات مهمی که با آن مواجه هستیم آلودگی محیط زیست به فلزات سنگین است.یکی از سمی ترین فلزات سنگین که حتی در غلظت های پایین مشکل ساز است، Cr(IV) می باشد. در این مطالعه حذف این ماده سمی با راندمان بالا به وسیله ی جاذب مغناطیسی UIO-66-MnFe₂O₄-TiO₂ مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور نانو کامپوزیت مغناطیسی(UIO-66-MnFe₂O₄-TiO₂) بر روی بستر چارچوب های آلی فلزی (MOF)، به منظور جذب سطحی Cr(IV) سنتز شد. انتخاب روش هیدروترمال برای سنتز UIO-66 علاوه بر سادگی موجب ساختUIO-66 به صورت خالص و کار آمد گشت که در طول آزمایش ها راندمان بسیار بالایی را ایجاد کرد. به جهت مغناطیسی کردن جاذب از نانو ذرات MnFe₂O₄ کمک گرفته شد. برای افزایش خواص مغناطیسی و افزایش راندمان بارگذاری نانو ذره ی MnFe₂O₄ ، از نانو ذره TiO₂ کمک گرفته شد تا میزان بارگذاری برروی جاذب افزایش یابد. آزمون‌های XRD، SEM، FT-IR،BET، VSM و EDX به‌منظور بررسی سطح و راستی آزمایی ساخت جاذب استفاده شد. تأثیر چهار متغیر مؤثر در طول آزمایش جذب سطحی همچون میزان جاذب (05/0 تا 25/0 گرم)، pH (2 تا 6)، زمان جذب (15 تا 75 دقیقه)، غلظت اولیه یون فلزی (200 تا 1000 میلی‌گرم بر لیتر) در پنج سطح (2- تا 2+) با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی مرکب مرکزی ( CCD) بررسی شد. بهترین شرایط برای متغیرهای مستقل برای غلظت اولیه فلز میزان 552 mg/l مشخص شد. میزان بهینه ی pH در طول آزمایش برابر با 4 به دست آمد. در نهایت میزان بهینه برای پارامتر های زمان جذب و میزان جاذب به ترتیب 3/42 min و 143/0 gr و همچنین حداکثر میزان جذب 98 درصد به دست آمد. بررسی و مطالعه سینتیک و ایزوترم جذب نشان داد که مدل شبه مرتبه دوم و ایزوترم لانگمویر به‌خوبی داده‌های Cr(IV) را پوشش می‌دهد. پس از پایان فرایند می‌توان جاذب را با یک میدان مغناطیسی از محیط خارج کرد.

چکیده با مطالعه انواع خوردگی در فرآیندهای آمینی و بررسی تاثیر عوامل مختلف بر روی آنها، اثرغالب دما در خوردگی در برج های جذب مشخص شد. کاهش دما منجر به کاهش خوردگی در برج جذب، تاثیر بر روی کشش سطحی آمین و درنتیجه کاهش کف­زایی و طغیان در برج و کاهش گازهای ترش CO₂ و H₂S از جریان خروجی گاز طبیعی خواهد شد. در این تحقیق شیوه­های مختلف کاهش دما از جمله افزایش دبی آمین در گردش ، باز نمودن عایق دیواره و تزریق آمین به میانه برج مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی اثرتزریق آمین به میانه برج از نرم افزار Aspen-HYSYS استفاده شد. براساس نتایج شبیه­سازی، در برج جذب دوخوراکه دمای بیشینه در برج در حدود ˚C3 و در حالت سه­خوراکه دمای بیشینه حدود ˚C10 کاهش یافت. همچنین با توجه به کاهش غلظت گازهای CO₂ و H₂S از جریان خروجی گاز، میزان سودسوزآور مصرفی در قسمت تحتانی برج نیز کاهش می­یابد که در نهایت میزان مصرف کاتالیزور واحد مراکس را پایین خواهد آورد. براساس نتایج حاصله تزریق آمین به میانه برج نسبت به سایر روش های اشاره شده بالاترین بازده را جهت کاهش دمای برج نشان می دهد. گر چه برای کاهش بیشتر دما در برج می توان ترکیبی از روش­های یاد شده را استفاده نمود.

چکیده هیدروژن زدایی از آلکان به جهت تولید آلکن یک فرایند کلیدی و مهم در صنایع پتروشیمی است. پروپیلن درواقع واسطه تولید بسیاری از پلیمرهای صنعتی به شمار می‌رود. در تحقیق پیشرو از CO2 به‌عنوان اکسنده برای تولید پروپیلن از روش هیدروژن زدایی اکسایشی استفاده گردید. نتایج به‌دست‌آمده با تحلیل‌های XRD، Raman، TEM،BET موردمطالعه قرار گرفت. آزمون‌های رامان و XRD وجود فاز آناتاز، تشکیل نانولوله‌های تیتانیا و پخش مناسب گونه های فعال وانادیوم را نشان دادند. آزمون TEM، ساختار نانولوله‌ای پایه و عدم وجود ناخالصی در آن را تائید کرد. کاتالیست وانادیم به روش تلقیح مرطوب با 5 درصد وزنی از اکسید وانادیم بر پایه‌ی نانولوله‌ی تیتانیا تهیه شد. حضور سیلیسیم در ساختار نانولوله تیتانیوم موجب افزایش پایداری حرارتی کاتالیست گردید. کاتالیست حاوی 5 درصد وزنی وانادیم و سیلیسیم توانست به درصد تبدیل %31/28 و گزینش پذیری پروپیلن برابر با 51% در دمای oC 550 دست‌ یابد. این بهبودی و راندمان بالا می‌تواند به خاطر سطح ویژه بالاتر و پخش بهتر وانادیم بر روی نمونه با پایه تیتانیای اصلاح‌شده باشد.