پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر

چکیده موضوع تحقیق: روش گرمایش الکترومغناطیس یکی از روش‌های نوین ارتقا و ازدیاد برداشت نفت سنگین است. در این روش انرژی امواج الکترومغناطیس صرف افزایش دما، شکست ترکیبات سنگین، کاهش گرانروی، ارتقا و ازدیاد برداشت نفت خواهد شد.
روش تحقیق: در این پژوهش نانو ذرات اکسید آهن مغناطیسی (Fe₃O₄) به روش هم‌رسوبی سنتزشده و کارایی این نانو ذرات در فرآیند گرمایش الکترومغناطیس و ارتقا موردبررسی قرار گرفت. همچنین مقایسه‌ای بین اثر این نانو ذرات در فرآیند گرمایش الکترومغناطیس و کربن فعال صورت گرفت. در این فرآیند نمونه‌های نفت خام حاوی 1/0 درصد نانو ذرات Fe₃O₄ و یا کربن فعال، در بازه زمانی صفر تا 8 دقیقه تحت تابش امواج ماکروویو (فرکانس 54/2 گیگاهرتز و توان 400 وات) قرارگرفته و تغییرات دما و گرانروی نمونه‌ها موردبررسی قرار گرفت.
نتایج تحقیق: نتایج نشان داد تابش امواج الکترومغناطیس (ماکروویو) سبب افزایش دمای نمونه‌ها خواهد شد. دمای نمونه نفت خام، نفت خام به همراه 0.1 درصد کربن فعال، نفت خام به همراه 0.1 درصد نانو ذرات Fe₃O₄ تحت تابش امواج به مدت 8 دقیقه به ترتیب از دمای محیط تا 70، 82 و C°90 افزایش یافت. همچنین در شرایطی که نمونه‌ها به مدت 4 دقیقه تحت تابش امواج بودند، بیشترین کاهش گرانروی گزارش شد. گرانروی نمونه نفت خام (قبل از فرآیند)، نفت خام به همراه کربن فعال و نفت خام به همراه نانو ذرات Fe₃O₄ تحت تابش امواج به مدت 4 دقیقه به ترتیب از mP.a 295 تا 261، 254 و mP.a 223 کاهش یافت. به عبارتی گرانروی نمونه‌ها تحت تابش امواج به مدت ۴ دقیقه برای نمونه نفت خام، نفت خام به همراه کربن فعال، نفت خام به همراه نانو ذرات Fe₃O₄ به ترتیب 5/11، 9/13و 4/24 درصد کاهش داشته و نانو ذرات Fe₃O₄ بیشترین کارایی را در افزایش دما و کاهش گرانروی داشتند.

چکیده حلال‌ها ترکیباتی هستند که در صنایع صنایع شیمیایی، دارویی، نفت و گاز از جمله در فرآیندهای جداسازی کاربرد دارند. از جمله این حلال‌ها آلکانول آمین‌ها و مایعات یونی می‌باشد. مایعات یونی با نقطه ذوب زیر ^oC100 دسته جدیدی از ترکیبات شیمیایی هستند که خواص و ویژگی‌های منحصر به فردی دارا می‌باشند. طراحی و بهینه‌سازی سامانه‌های حذف گازهای اسیدی از گاز طبیعی و همچنین جداسازی گاز دی‌اکسید کربن از جریان مخلوط گازها از جمله گاز دودکش نیازمند داده‌های آزمایشگاهی مربوط به خواص فیزیکی حلال می‌باشد. با این حال اغلب انجام آزمایش‌ها کاری وقت گیر و پرهزینه است. بنابراین، از مدل‎‌های ترمودینامیکی برای پیش بیتی خواص سیستم‌های خالص و مخلوط استفاده می‌شود. در این مطالغه ویسکوزیته 3 آلکانول‌آمین (مونواتانول‌آمین، متیل‌دی‌اتانول‌آمین، دی‌اتانول‌آمین) و 12 مایع یونی برپایه ایمیدازولیوم (تترافلورابورات، هگزافلورافسفات و بیس‌تری‌فلورومتیل‌سولفونیل‌آمید) توسط تئوری اصطکاک (FT) که بر اساس مفاهیم اصطکاک مکانیک کلاسیک می‌باشد همراه با معادلات حالت پنگ-رابینسون (PR) و سوآو-ردلیچ-وانگ (SRK) در محدوده وسیع دمایی و فشاری مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با استفاده از داده های به دست آمده در قسمت قبل، ویسکوزیته مخلوط ‌های مختلف مایع یونی-مایع یونی و مایع یونی-آلکانول آمین‌ها در شرایط غلظتی و دمایی مختلف مدلسازی شد. نتایج حاصل از این مدلسازی نشان داده است که تئوری اصطکاک در پیش بینی ویسکوزیته مواد خالص عملکرد خوبی داشته است و مقدار انحراف نسبی میانگین مطلق (AARD%) با استفاده از معادله حالت پنگ-رابینسون برای مایعات یونی خالص و آلکانول آمین‌ها به ترتیب 71/4% و 66/1 % می‌باشد. در معادله حالت سوآور-ردلیچ-وانگ این مقادیر 70/4% و 99/1% است. در مخلوط‌ها مایع یونی-مایع یونی مقادیر ویسکوزیته پیش بینی شده با مقادیر تجربی تطابق خوبی داشته و در مورد مخلوط‌های مایع یونی-آلکانول آمین تئوری اصطکاک 5 و6 پارامتری کمترین میزان خطا را نشان می دهد.

چکیده در این پژوهش اثر مقادیر مختلف دو نوع کاتالیست پخت رایج دی­بوتیل تین دی­لورات (DBTDL) و تری­فنیل بیسموت (TPB) و نسبت‌های مختلف NCO/OH (R) بر عمر کاربری و خواص فیزیکی سیستم بایندر پلی‌یورتانی بر پایه پلی­بوتادین خاتمه­یافته با هیدروکسیل (HTPB) مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش مقدار کاتالیست پخت برای هر دو نوع کاتالیست، سرعت افزایش ویسکوزیته سیستم بایندر بیش‌تر می‌گردد. همچنین با افزایش مقدار R از 8/0 تا ۱ سرعت افزایش ویسکوزیته و دانسیته اتصالات عرضی زیاد می‌شود. سیستم‌ بایندر برپایه ایزوفرون دی­ایزوسیانات (IPDI) دو مرحله مجزا افزایش ویسکوزیته با دو ثابت سرعت متفاوت را نشان می­دهد که این امر به حضور دو نوع گروه ایزوسیانات با واکنش‌پذیری‌های متفاوت در ساختار مولکولی این عامل پخت نسبت داده می‌شود. در ادامه خواص فیزیکی و تورم نمونه‌های بایندر مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس این نتایج، بایندری که دارای بیش‌ترین دانسیته اتصالات عرضی است، دارای کم‌ترین میزان تورم هم می‌باشد. مقدار عمر کاربری از R 1 به 1/1، بر خلاف انتظار افزایش می­یابد. در هنگام استفاده از کاتالیست DBTDL، اثر تفاوت واکنش‌پذیری بین دو گروه ایزوسیانات IPDI به وضوح قابل تشخیص است ولی زمانی که از کاتالیست پخت TPB استفاده می­شود این تفاوت مشاهده نمی­شود.