صفحه 5 از 10: « پیشین 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 پسین »

مهندسی شیمی

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#41 Posted: 20 Jul 2011 15:29

دانشنامه مواد معدني (معرفي مواد معدني )
--------------------------------------------------------------------------------

تعريف كلي از مواد معدني :
تركيبات معدني تركيباتي هستند كه شامل هر دو عناصر كربن و هيدروژن نباشد. به عبارت ديگر تركيباتي كه آلي نباشند در گروه تركيبات معدني دسته بندي مي شوند. شيمي معدني شاخه بزرگي از علم شيمي است كه بطور كلي شامل بررسي، تحليل و تفسير نظريه‌هاي خواص و واكنشهاي تمام عناصر و تركيبات آنها بجز هيدروكربن ها و اغلب مشتقات آنها است.

اطلاعات مواد معدني در دسته بندي هاي اسيدها شامل اسيد سولفوريك، اسيد نيتريك و ...، بازها شامل آمونياك و هيپو كلريت سديم، نمك ها شامل جوهر نمك، جوش شيرين، سود سوز آور، نيترات آمونيوم و ... و عناصر شامل كلر، نيتروژن، فسفر و ... ارائه مي گردد.

1. اسيد :
بشر از دير باز با مفهوم ساده اسيد آشنايي داشته است. در حقيقت اين مواد، حتي قبل از آنكه شيمي به صورت يك علم در آيد، شناخته شده بودند. اسيدهاي آلي همچون سركه و آبليمو و آب غوره از قديم معروف بودند. اسيدهاي معمولي مانند اسيد سولفوريك ، اسيد كلريدريك و اسيد نيتريك بوسيله كيمياگران قديم ساخته شدند و بصورت محلول در آب بكار رفتند. براي مثال اسيد سولفوريك را جابربن حيان براي نخستين بار از تقطير بلورهاي زاج سبز (FeSO4.7H2O) و حل كردن بخارات حاصل در آب ، بدست آورد.
در طي ساليان متمادي بر اساس تجربيات عملي لاووازيه (A.L.Lavoisier) چنين تلقي مي‌گرديد كه اجزاء ساختمان عمومي كليه اسيدها از عنصر اكسيژن تشكيل گرديده است. اما بتدريج اين موضوع از نظر علمي روشن و اعلام گرديد كه چنانچه اين موضوع صحت داشته باشد، بر خلاف عقيده اعلام شده در مورد اكسيژن ، اين عنصر هيدروژن است. در حقيقت ، تعريف يك اسيد بنا به فرمول اعلام شده از سوي ليبيگ (J. Von Liebig) در سال 1840 عبارت است از:
موادي حاوي هيدروژن كه مي‌توانند با فلزات واكنش نموده و گاز هيدروژن توليد نمايند.
نظريه فوق مدت پنجاه سال مورد استناد بوده است. بعدها با پيشرفت علم شيمي ، مفاهيم جديدي درباره اسيدها اعلام شده .

نظريه آرنيوس درباره اسيدها
زمانيكه مفاهيم يونيزاسيون تركيبات شيميايي در محلولهاي آبي روشن گرديد، مفهوم اسيد بطور قابل ملاحظه‌اي تغيير پيدا كرد. مطابق تعريف آرنيوس ، اسيد ماده ايست كه در آب يونيزه مي‌شود و يون +H3O كه گاهي بصورت +H نيز نشان داده مي‌شود، توليد مي‌كند.
(HCl -----> H+ + Cl-(aq

آرنيوس
قدرت اسيدي را نيز بر همين اساس تفسير كرد و گفت كه اسيد قوي ، در محلولهاي آبي تقريبا، بطور كامل يونيزه مي‌شود. در صورتيكه كه ميزان تفكيك اسيد ضعيف كمتر است. توجه كنيد كه مفهوم آرنيوس بر يون‌هاي آب استوار است. بر اساس تعريف آرنيوس مي‌توان نقش اكسيدهاي اسيدي را نيز تفسير كرد.

نظريه برونشتد- لوري درباره اسيدها
در سال 1923، يوهان برونشتد و تامس لوري ، مستقل از يكديگر مفهومي گسترده‌تر براي اسيدها و بازها بيان كردند. بر اساس تعريف ، برونشتد - لوري ، اسيد ماده اي است كه يك پروتون به باز مي‌دهد. اسيدها ممكن است مولكول يا يون باشند. با حذف پروتون ، اسيد به باز (باز مزودج اسيد 1) تبديل مي‌شود و با گرفتن پروتون ، باز اوليه ، يعني باز 2 به اسيد2 (اسيد مزدوج باز 2) تبديل مي‌شود.
اسيد 2 + باز 1 <----- اسيد 1 + باز 2
قدرت اسيدها ، بر ميل آنها براي از دست دادن يا گرفتن پروتون استوار است. هر چه اسيد قويتر باشد، باز مزدوج آن ضعيفتر است. در يك واكنش ، تعادل در جهت تشكيل اسيد ضعيفتر است. اسيد پركلريك ، HClO4 ، قويترين اسيد است، و باز مزدوج آن ، يعني يون پركلرات ، -ClO4 ، ضعيفترين باز مي‌باشد و H2 ، ضعيفترين اسيد و باز مزدوج آن يعني يون هيدريد ، +H قويترين باز مي‌باشد.

نظريه لوييس درباره اسيدها
گيلبرت لوييس مفهوم گسترده‌تري براي اسيدها در سال 1938 پيشنهاد داد كه پديده اسيد - باز را از پروتون رها ساخت. طبق تعريف لوييس ، اسيد ماده‌اي است كه بتواند با پذيرش يك زوج الكترون از باز ، يك پيوند كوولانسي تشكيل دهد. در نظريه لوييس به مفهوم زوج الكترون و تشكيل پيوند كووالانسي تاكيد مي‌شود. تعريف لوييس در مورد اسيدها بسيار گسترده‌تر از آن است كه برونشتد عنوان نموده است. تركيبات شيميايي كه مي‌توانند نقش اسيد لوييس داشته باشند، عبارتند از:
مولكولها يا اتمهايي كه هشت‌تايي ناقص داشته باشند.
BH3 + F- → BH4-(aq

برخي اسيد هاي معدني :

اسيد كلريدريك
اسيد استيك
اسيد نيتريك
اسيد ترفتاليك
اسيد فسفريك
اسيد سولفوريك
سيليكاژل

-------------------------------------------------------------------------------

2. باز :
در شيمي، يك باز رايج‌ترين برداشت از مادّه‌اي محلول است كه مي‌تواند پروتون‌ها را بپذيرد. از باز بيشتر به‌عنوان يك قليايي نام مي‌برند (تنها اگر يون‌هاي OH− در آن باشد). اين موضوع به نظريهٔ برانستد-لوري در مورد اسيدها و بازها اشاره دارد. در تعريف ديگر، باز به هر تركيب شيميايي گفته مي‌شود كه وقتي در آب حل شد، به آن pH بيشتر از ۷٫۰ بدهد. سديم هيدروكسيد و آمونياك نمونه‌هايي از بازهاي ساده هستند.
بازها را مي‌توان متضادّ شيميايي اسيدها دانست. واكنش بين يك باز و يك اسيد را خنثي‌سازي مي‌گويند. بازها و اسيدها با هم متضادّ هستند ؛ چون اسيدها، غلظت يون هيدرونيوم (H3O+) را در آب افزايش مي‌دهند و بازها غلظت اين ماده را كاهش مي‌دهند. بازها با اسيدها واكنش مي‌دهند تا آب و نمك (يا محلول‌هاي آن‌ها) را توليد كنند.
در مفهوم آرنيوسي ، تركيبي است كه در آب تفكيك شده ، يون -OH بوجود مي‌آورد

باز مانند : آمونياك

----------------------------------------------------------------------------------------

3. نمك ها :
در شيمي، نمك از كاتيون هاي مثبت و آنيون هاي منفي تشكيل شده، به طوري كه نمك نهايي خنثي بوده و هيچ گونه بار مثبت يا منفي نداشته باشد. معمولاً در انواع واكنش هاي شيميايي، نمك به عنوان يك فراورده فرعي توليد مي شود:

از واكنش اسيد با اكسيد فلز، نمك و آب تشكيل مي شود.
از واكنش باز «شيمي با اسيد، نمك و آب تشكيل مي شود.
از واكنش فلز با اسيد، نمك و هيدروژن تشكيل مي شود.
از واكنش اسيد با كربنات ها، نمك، آب و دي اكسيد كربن تشكيل مي شود.

در زندگي روزمره زماني كه صحبت از نمك مي شود، منظورمان نمك آشپزخانه (كلريد سديم) است. نمك در قديم بسيار ارزش داشت، به طوري كه به سربازان به عنوان حقوق، نمك پرداخت مي كردند.
نمك ها داراي اجزاي يوني مي باشند كه ايجاد بلور مي كنند. معمولاً در آب حل مي شوند (چون يون هاي مثبت و منفي آنها در آب از هم جدا مي شوند). نمك ها نقطه ذوب بالايي دارند و درجه سختي و قابليت تراكم آنها كم است. اگر نمك ذوب شود يا در آب حل شود، هادي جريان الكتريسيته خواهد بود.
معمولاً نام نمك را بر حسب اجزاي تشكيل دهنده آن مي گذارند. جزء كاتيوني كه غالباً نام يون فلز است به دنبال نام اجزاي آنيوني مي آيد. بنابراين ابتدا نام آنيون و سپس نام كاتيون مي آيد. معمولاً آنيون ها را بر اساس اسيد اشتقاق شده از آن نام گذاري مي كنند:

استات ها، نمك هاي اسيد استيك هستند.
كربنات ها، نمك هاي اسيد كربنيك هستند.
كلريدها، نمك هاي اسيد هيدروكلريد هستند.
سيانيدها، نمك هاي اسيد هيدروسيانيك مي باشند.
نيترات ها، نمك هاي اسيد نيتريك مي باشند.
نيتريت ها، نمك هاي اسيد نيترو مي باشند.
فسفات ها، نمك هاي اسيد فسفريك هستند.
سولفات ها، نمك هاي اسيد سولفوريك هستند.
سيترات ها، نمك هاي اسيد سيتريك مي باشند.

برخي نمك هاي معدني :

نيترات آمونيوم
سولفات آمونيوم
جوش شيرين
هيپو كلريت سديم
سود سوز آور
سديم پيروسولفايت
جوهر نمك

---------------------------------------------------------------------------------
4. عناصر :
عنصر شيميايي، در دانش شيمي، به ماده‌اي گفته مي‌شود كه اتم‌هاي آن تعداد پروتون‌هاي برابر در هسته‌ي خود داشته باشند. گاهي نيز براي سادگي، به عنصر شيميايي صرفاً عنصر گفته مي‌شود. به تعداد پروتون‌هاي درون هستهٔ يك اتم، عدد اتمي گفته مي‌شود. به عنوان مثال، تمام اتم‌هايي كه ۶ عدد پروتون در هستهٔ خود داشته باشند، عنصر شيميايي كربن هستند به عبارتي ديگر عنصر ماده‌اي است كه به مواد خالص ساده‌تر از خود تجزيه نمي‌شود

برخي عناصر معدني :

سولفور
كلر
آرگون
هيدروژن
اكسيژن مايع
منگنز
اكسيژن
نيتروژن
فسفر

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#42 Posted: 20 Jul 2011 15:31

تعریف و تاریخچه هیدرولیک
--------------------------------------------------------------------------------

هیدرولیک از کلمه یونانی " هیدرو " مشتق گردیده است و این کلمه بمعنای جریان حرکات مایعات می باشد.
در قرون گذشته مقصود از هیدرولیک فقط آب بوده و البته بعدها عنوان هیدرولیک مفهوم بیشتری بخود گرفت و معنی ومفهوم آن بررسی در مورد بهره برداری بیشتری از آب و حرکت دادن چرخ های آبی و مهندسی آب بوده است.
مفهوم هیدرولیک در این قرن دیگر مختص به آب نبوده بلکه دامنه وسیعتری بخود گرفته و شامل قواعد و کاربرد مایعات دیگری ، بخصوص " روغن معدنی " میباشد ، زیرا که آب بعلت خاصیت زنگ زدگی ، در صنایع نمی تواند بعنوان انرژی انتقال دهنده مورداستفاده قرار گیرد و بعلت آنکه روغن خاصیت زنگ زدگی دارد ، امروزه در صنایع از آن بخصوص برای انتقال انرژی در سیستم کنترل استفاده بسیار میگردد.
بطور خلاصه میتوان گفت:
فنی که انتقال و تبدیل نیرو را توسط مایعات انجام دهد " هیدرولیک " نامیده میشود.
از آنجائیکه هیدرولیک آبی دارای خاصیت زنگ زدگی است لذا در صنایع از هیدرولیک روغنی هم بخاطر روغن کاری قطعات در حین کار و هم بخاطر انتقال انرژی در سیستم های کنترل استفاده میشود . وقتیکه در صنعت از هیدرولیک نام برده میشود ، مقصود همان " هیدرولیک روغنی " می باشد .
بطور دقیق میتوان گفت که : حوزه کاربرد هیدرولیک روغنی استفاده از انرژی دینامیکی و استاتیکی آن بوده و در مهندسی کنترل برای انتقال زیگنال ها و تولید نیرو می باشد.
وسائل هیدرولیکی که نحوه استفاده هیدرولیک را در صنعت میسر میسازد خود دارای تاریخچه بسیار قدیمی میباشد.
یکی از قدیمی ترین این وسائل ، پمپ های هیدرولیکی بوده ، که برای اولین بار کتزی بیوس یونانی در حدود اواسط قرن سوم قبل از مسیح ، پمپی از نوع پیستون اهرمی که دارای دو سیلندر بود اختراع و ساخته است .
تا اوائل قرن هشتم دیگر در این زمینه وسیله جدیدی پدید نیامد و در اوائل این قرن انواع چرخ های آبی اختراع و رواج بسیار پیدا نمود.
قرن شانزده را میتوان توسعه پمپهای آبی دانست و در این قرن بود که انواع پمپ با ساختمانهای مختلفی پدیدار گردیدند و اصول ساختمانی این پمپ ها ، امروزه بخصوص از نوع چرخ دنده ئی ، هنوز هم مورد توجه و اهمیت بسیاری را دارا می باشد.
در اواخر قرن شانزدهم اصول ساختمان پرس هیدرولیکی طراحی گردیده و حدوداً بعد از یک قرن اولین پرس هیدرولیکی که جنبه عملی داشت ، شروع بکار نمود.
قرن نوزدهم زمان کاربرد پرسهای هیدرولیک آبی بود و اوائل قرن بیستم را میتوان شروع و زمان توسعه هیدرولیکی روغنی در صنایع و تاسیسات صنعتی دانست.
▪ سال ۱۹۰۵ پیدایش گیربکس هیدرواستاتیکی تا فشار ۴۰ بار
▪ سال ۱۹۱۰ پیدایش ماشین های پیستون شعاعی
▪ سال ۱۹۲۲ پیدایش ماشین های شعاعی با دور سریع
▪ سال ۱۹۲۴ پیدایش ماشین های پیستون محوری با محور مایل
▪ سال ۱۹۴۰ پیدایش و تولید انواع مختلف وسائل و ابزار هیدرولیکی برای فشارهائی بیش از ۳۵۰ بار ، که بعضی از آن وسایل در حال حاضر بطور سری تولید میگردد.
توسعه وسیع و کاربرد هیدرولیک روغنی پس از جنگ جهانی دوم پدید آمد ، ودر اثر همین توسعه ،
بسیاری از قطعات و لوازم هیدرولیک روغنی در حال حاضر بصورت استاندارد شده تولید میگردند.
● خواص هیدرولیک روغنی و کاربرد آن در صنایع
استفاده از هیدرولیک روغنی به طراحان ماشین امکانات جدیدی را داده ، که میتوانند به نحو ساده تری ایده و طرح خود را عملی سازند، بخصوص قطعات استاندارد شده هیدرولیک روغنی کمک بسیار جامعی در حل مسائل طراحان مینماید.
امروزه طراح ماشین میتواند با کمک هیدرولیک روغنی مسایل پیچیده کنترل مکانیکی را بنحو ساده تری و در زمان کوتاه تری حل نموده و در نتیجه طرح را با مخازن کمتری عرضه نماید.
● خواص مثبت هیدرولیک روغنی
تولید و انتقال نیروهای قوی توسط قطعات کوچک هیدرولیکی ، که دارای وزن کمتری بوده و نسبت وزنی آنها نسبت به دستگاههای الکتریکی ۱ به ۱۰ میباشد.
▪ نصب ساده قطعات بعلت استاندارد بودن آنها
▪ تبدیل ساده حرکت دورانی به حرکت خطی اسیلاتوری (رفت و برگشتی)
▪ قابلیت تنظیم و کنترل قطعات هیدرولیکی
▪ امکان سریع معکوس کردن جهت حرکت
▪ استارت حرکت قطعات کار کننده هیدرولیکی ، در موقعیکه زیر بار قرار گرفته باشند.
▪ قابلیت تنظیم غیر پله ئی نیرو ، فشار ، گشتاور، سرعت قطعات کار کننده
▪ ازدیاد عمر کاری قطعات هیدرولیکی در اثر موجودیت روغن در این قطعات
▪ مراقبت ساده دستگاهها و تاسیسات هیدرولیکی توسط مانومتر
▪ امکان اتوماتیک کردن حرکات
در مقابل این خواص مثبت ، البته خواص منفی نیز در هیدرولیک موجود است که طراحان بایستی با آنها نیز آشنا گردند ، البته لازم بتذکر است که بزرگترین خاصیت منفی هیدرولیک ، افت فشار میباشد ، که در حین انتقال مایع فشرده پدید می آید.
● خواص منفی هیدرولیک روغنی
خطر در موقع کار با فشارهای قوی ، لذا توجه بیشتری بایستی به محکم وجفت شدن مهره ماسورهها با لوله ها و دهانه تغذیه و مسیر کار قطعات کار کننده نمود
راندمان کمتر مولدهای نیروی هیدرولیکی نسبت به مولدهای نیروی مکانیکی، بعلت نشت فشار روغن و همچنین افت فشار در اثر اصطکاک مایعات در لوله و قطعات بعلت قابلیت تراکمی روغن و همچنین نشت آن ، امکان سینکرون کردن جریان حرکات بطور دقیق میسر نمی باشد.
گرانی قطعات در اثر بالا بودن مخارج تولید.
● کاربرد هیدرولیک امروزه در اغلب صنایع بخصوص صنایع ذیل متداول میباشد:
▪ ماشین ابزار
▪ پرس سازی
▪ تاسیسات صنایع سنگین
▪ ماشین های راه و ساختمان و معادن
▪ هواپیما سازی
▪ کشتی سازی
▪ تبدیل انرژی در تاسیسات هیدرولیکی
انرژی مکانیکی اغلب توسط موتورهای احتراقی و یا الکترو موتورها تولید میگردد، در هیدرو پمپها تبدیل به انرژی هیدرولیکی گشته و این انرژی از طریق وسائل هیدرولیکی به قطعات کار کننده هیدرولیکی منتقل میگردد، واز این قطعات کارکننده میتوان مجددا انرژی مکانیکی را بدست آورد.

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#43 Posted: 20 Jul 2011 15:32

کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی
--------------------------------------------------------------------------------

کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی
کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی سیالات فوق بحرانی از نظر خواص انتقالی, مانند گازها (نفوذ پذیری بالا و ویسکوزیته کم) و از نظر قدرت حلالیت, شبیه حلال های مایع هستند. دلایل گسترش استفاده از این سیالات را می توان به شرح زیر توضیح داد:

در اوایل دهه70 , قیمت انرژی بر اثر اتفاقات جهانی به طور غیر قابل پیش بین افزایش پیدا کرد که این مشکل بزرگی برای کشورهای صنعتی بود. در نتیجه بیشتر مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی به جایگزینی فرایندهایی با مصرف انرژی کمتر توجه کردند, استفاده از سیالات فوق بحرانی برای جداسازی مخلوط ها یکی از این فرایندها بود. در فرایند (Supercritical Flow SCFE Extraction) برخلاف عملیات استخراج مایع- مایع, بازیابی حلال به روش انبساط ناگهانی انجام می شود و برای بازیابی حلال نیازی به عملیات تقطیر نیست؛ این موضوع باعث کاهش مصرف انرژی می شود.

دلیل دیگر گسترش سیالات فوق بحرانی این است که فرایندهای غذایی, آرایشی و دارویی و ... نیازمند رسیدن به درجه خلوص در حد استاندارد هستند. برای مثال بازیابی کامل حلال در صنایع دارویی و غذایی ضروری است. در حالی که در روش های معمول مانند تقطیر و استخراج مایع-مایع, بازیابی کامل حلال میسر نیست.

دلیل دیگر گسترش سیالات فوق بحرانی این است که حلال های آلی به ویژه حلال های کلردار برای محیط زیست مضر هستند. به طوری که امروزه ثابت شده که حلال های کلردار و بعضی از حلال های آلی مورد مصرف درصنایع, از قبیل کلروفلوروکربن برای لایه ازن زیان آورند. بنابراین با جایگزینی گاز Co2 به عنوان حلال در فرایندهای فوق بحرانی این مشکل حل شده است. گاز Co2 دارای خواص بی اثر بر روی محیط زیست است.

بنا به دلایل یاد شده امروزه فرایند سیالات فوق بحرانی در بخش های مختلف علم و فن, گسترش یافته و کاربردهای متنوعی در منابع علمی برای آن گزارش شده است. در بیشتر اوقات دی اکسیدکربن فوق بحرانی به سیالات فوق بحرانی دیگر ترجیح داده می شود چون دمای بحرانی آن پایین بوده و گاز Co2 , غیرسمی و غیرقابل اشتعال است. در ادامه این مقاله تعدادی از کاربردهای سیالات فوق بحرانی در زمینه های صنایع شیمیایی, صنایع غذایی, صنایع دارویی, صنایع نفت و پتروشیمی و صنایع پلیمر توضیح داده می شود.

کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی

سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی به دو صورت حلال و محیطی برای انجام واکنش استفاده می شوند. از جمله کاربردهای سیالات فوق بحرانی به عنوان حلال, می توان به استخراج قیر از سنگ نفت زا, استخراج مواد پایه رنگ
(C.I Disperse Red&C.I.Disperse Red) و استخراج مشتقات نیتروفنل به وسیله دی اکسید کربن فوق بحرانی اشاره کرد. به علاوه بسیاری از واکنش های هیدروژناسیون در محیط آب فوق بحرانی قابل انجام است. در ادامه, چندین کاربرد دیگر برای سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی بیان می شود.

تولید انرژی به وسیله اکسیداسیون زغال سنگ در آب فوق بحرانی

یکی از روش های تولید انرژی, سوزاندن زغال سنگ در آب فوق بحرانی است (Supercritical Water Oxidation)(SCWO) . در سال2003 برمجو (Bermejo) برای تولید انرژی به وسیله سوزاندن زغال سنگ در آب فوق بحرانی دو روش جدید, یکی روش زغال سنگ پودر شده و دیگری روش بستر سیال فشرده پیشنهاد کرد.
برای مقایسه بازده فرایند اکسیداسیون در روش های مختلف, باید اثر فشار و دما را روی انرژی تولید شده (Wp) و انرژی مصرف شده (Wc) و کار محوری بررسی کرد. تحقیقات برمجو نشان می دهد که کار محوری در فرایند اکسیداسیون در آب فوق بحرانی5 درصد بیشتر از دیگر فرایندهای تولید انرژی است, اما در عوض برای انجام فرایند اکسیداسیون کامل نیاز به هوای اضافی نیست؛ در نتیجه بازده حرارتی در این روش افزایش می یابد. نتایج آزمایش ها نشان داد که بازده اکسیداسیون در آب فوق بحرانی با افزایش دما, رابطه ای مستقیم دارد. تا30 مگاپاسکال بازده فرایند بسیار سریع افزایش پیدا می کند؛ اما وقتی فشار جریان خیلی بیشتر از30 مگا پاسکال باشد بازده فرایند اکسیداسیون کاهش می یابد.

تجزیه آنیلین در آب فوق بحرانی

آنیلین یک ماده سمی است که به طور گسترده در صنایع شیمیایی, لاستیک, پلاستیک و صنایع دارویی به عنوان یک ماده اولیه استفاده می شود. در پساب این صنایع مقداری آنیلین باقی می ماند. به عنوان مثال در کشور چین هر سال80 هزار تن آنیلین به صورت پساب از صنایع مختلف خارج می شود. آنیلین و بیشتر مشتقات آن به صورت بیولوژیکی, یا قابل تجزیه نیستند و یا تجزیه آنها بسیار مشکل و طولانی است. روش های الکترولیز و جذب سطحی به وسیله رزین و اکسیداسیون به وسیله ازن, از روش های سنتی تجزیه آنیلین هستند. در حین تجزیه آنیلین در روش های سنتی یاد شده, ممکن است محصولات میانی مانند پارا متیل فنل و اسید کربوکسیل نیز تولید شود که مواد مضری برای محیط زیست هستند. اکسیداسیون آنیلین توسط آب اکسیژنه در آب فوق بحرانی یک روش مفید و موثر برای تجزیه کامل آنیلین است که توسط کی
(Xin-Hua qi) در سال2001 پیشنهاد شده است.

استخراج مواد شیمیایی به وسیله دی اکسید کربن فوق بحرانی

یکی از کاربردهای سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی, استخراج دی اتیل آمونیوم کربامیت است. از این ماده در استخراج حلال های مایع و برای استخراج یون های فلزی سمی از جریان های آلوده استفاده می شود. حلالیت دی اتیل آمونیوم دی اتیل تیوکربامیت در دی اکسید کربن فوق بحرانی در محدوده فشار10 تا30 مگاپاسکال و در محدوده دمای308/2 تا328/2 درجه کلوین و در حضور اتانل به عنوان کمک حلال و به صورت دینامیک توسط وانگ
(tao wang) در سال2002 بررسی شده است کاربرد دیگر سیالات فوق بحرانی در صنایع شیمیایی, استخراج ایزومرهای دی هیدروکسی بنزن است.

کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع غذایی

سیالات فوق بحرانی نسبت به حلال های مایع از مزایای زیادی برخوردارند. از جمله این مزایای می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- فرایند استخراج بیشتر سیالات فوق بحرانی در دمای پایین انجام می شود. بنابراین, این فرایند برای مواد حساس به دما مناسب است.
2- در فرایند سیالات فوق بحرانی حلال به طور کامل از محصول قابل بازیابی است و به دلیل کاهش مصرف حلال و استفاده مجدد از آن, از نظر اقتصادی با صرفه است.
3- عدم حضور حلال در محصول نهایی که باعث بالا رفتن کیفیت محصول نهایی می شود. در ادامه, چندین کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع غذایی بیان می شود.

استخراج کلسترول (C27H45OH) از چربی گاو به وسیله دی اکسیدکربن فوق بحرانی

اگر چه چربی وگوشت گاو یک ماده غذایی پرمصرف است اما وجود مقدار زیاد کلسترول در آن باعث شده که برای اکثر مردم غیرقابل استفاده باشد. روش سنتی استخراج کلسترول, به وسیله مقدار زیادی حلال های کلردار (مانند Dichloroethane) DCE )) بوده است که سرطان زا هستند.
وادارامن (N.vadaraman) و همکارانش در سال2005 استخراج کلسترول از چربی گاو را با استفاده از دی اکسیدکربن فوق بحرانی بررسی کرده اند. مقدار کلسترول استخراج شده با افزایش فشار یا افزایش شدت جریان Co2 , افزایش می یابد.

استخراج روغن زرده تخم مرغ (Egg Yolk Oil) (EYO) به وسیله دی اکسید فوق بحرانی

پودر زرده تخم مرغ
(Egg Yolk Powder)(EYP) حاوی مقدار زیادی فسفولیپید (Phospholipid) است. فسفولیپید در صنایع غذایی, دارویی و آرایشی کاربرد زیادی دارد. زرده تخم مرغ علاوه بر فسفولیپید دارای کلسترول, گلیسرید, پروتئین و رطوبت است. قسمت عمده زرده تخم مرغ را کلسترول تشکیل داده است, برای به دست آوردن فسفولیپید بهتر است کلسترول از آن استخراج شود. به تازگی برای استخراج EYO , از دی اکسیدکربن فوق بحرانی استفاده می شود.

پودر کردن روغن نارگیل به وسیله دی اکسیدکربن فوق بحرانی

یکی دیگر از کاربردهای سیالات فوق بحرانی به فرایند انبساط سریع محلول فوق بحرانی
(Rapid Expansion Of Supercrirical Solution(Ress) مربوط می شود. در این روش با انبساط سریع سیال فوق بحرانی, ذرات حل شده در آن به صورت پودر با توزیع اندازه یکنواخت از سیال فوق بحرانی جدا می شود.
در صنایع شکلات سازی از روغن نارگیل به وفور استفاده می شود. برای استفاده بهتر و نیز نگهداری آسانتر, روغن نارگیل بهتر است به صورت پودر و به صورت کریستال های V شکل تولید شود.

استخراج اسیدهای چرب (Fatty Acids) از روغن سویا

روغن سویا از پرمصرف ترین روغن های دنیاست. در حال حاضر روغن سویا54 درصد از روغن های موجود در بازار را تشکیل می دهد. در تولید روغن سویا مقدار زیادی مواد به عنوان لجن سویا (Soybean Sludge) به صورت جانبی تولید می شود. این محصول جانبی در طی مراحل تصفیه, تولید می شود که از اجزای زیادی از جمله توکوفرول (Tocopherol) (ویتامین E), استرول (Sterol) (کامپسترول (Campesterol) و سیسترول (Sitosterol) , اسکوآلن (Squalene) و اسیدهای چرب تشکیل شده است. غلظت توکوفرول یا ویتامین E در لجن سویا,10 تا13 درصد است. این ماده به عنوان آنتی اکسیدان و به عنوان افزودنی در صنایع غذایی استفاده می شود. استرول موجود در لجن سویا که غلظت کمی هم دارد یک ماده خام بسیار مهم در تولید هورمون ها و ویتامین ها است. اسکوآلن نوعی هیدروکربن است که بیشتر در تولید مواد آرایشی مو و در سنتز کلسترول به کار می رود. مِندز (M.F.Mendes) و همکارانش در سال2001 استخراج سایر مواد موجود در لجن سویا را به منظور بالا بردن غلظت ویتامین E موجود در آن مورد بررسی قرار دادند.

کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع دارویی

یکی از جدیدترین کاربردهای سیالات فوق بحرانی, استفاده از آنها به منظور بلورسازی مواد است. در صنایع پلیمری, دارویی و تولید مواد منفجره برای تولید محصول با توزیع اندازه مناسب, از فرایند باز تبلور استفاده می شود؛ به ویژه در صنایع دارویی, تولید کریستال های یکنواخت از نظر توزیع اندازه ذرات, در داروهای تزریقی بسیار مهم است.
بررسی های انجام شده نشان داده است در فشار90 بار, بعد از گذشت150 دقیقه و در فشار170 بار, بعد از گذشته60 دقیقه, تقریباً تمام اسیدهای چرب استخراج می شوند.

کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع نفت و پتروشیمی

خواصی مانند انتقال جرم, زمان استخراج کم وجدا سازی آسان حلال از مواد استخراج شده, باعث شده که سیالات فوق بحرانی در صنایع نفت و پتروشیمی کاربرد زیادی داشته باشند. از سیالات فوق بحرانی برای استخراج بسیاری از ترکیبات نفتی مانند پارافین ها, آروماتیک ها و ترکیبات گوگردی استفاده می شود. همچنین از سیالات فوق بحرانی برای تبدیل ترکیبات سنگین نفتی به ترکیبات سبکتر و برای بازیابی بسیاری از کاتالیست های غیرفعال شده استفاده می شود. در سال1992 آژانس محافظت محیط زیست آمریکا(Environmental Protection Agency) (EPA) استخراج هیدروکربن های مورد نیاز صنعت پتروشیمی از نفت خام به وسیله سیال فوق بحرانی را به عنوان بهترین تکنولوژی در دسترس, اعلام کرده اند.

کاربرد سیالات فوق بحرانی در صنایع پلیمر

در صنایع پلیمر توزیع اندازه ذرات پلیمر تولید شده بسیار مهم است. در روش های معمول برای تغییر توزیع اندازه, ذرات را خرد می کنند یا می سایند, اما بسیاری از مواد را نمی توان به آسانی توسط فرایند خرد کردن به اندازه دلخواه درآورد. یکی از روش ها برای تولید پلیمر با توزیع اندازه مطلوب روش باز تبلور است. از سیالات فوق بحرانی می توان برای گستره وسیعی از مواد به عنوان عامل باز تبلور استفاده کرد. چندین روش برای استفاده از سیالات فوق بحرانی در باز تبلور مواد جامد پلیمری وجود داردکه فرایندگاز ضد حلال (GAS) و فرایند انبساط سریع محلول فوق بحرانی (RESS) از جمله آنهاست. کاربرد دیگر سیالات فوق بحرانی در صنایع پلیمر, جداسازی منومر از پلیمر است. در زیر یکی از کاربردهای سیالات فوق بحرانی در صنعت پلیمر بیان می شود.

پودر کردن پلی اتیلن گلیکول به وسیله دی اکسیدکربن فوق بحرانی

در گذشته پودرکردن پلی اتیلن گلیکول (Poly Ethylene Glycol) به وسیله حلال های آلی مانند آلکان ها, آلکن (C1-C5) و (Chlorofluorocarbons) (CFCs) انجام می گرفت. در سال های اخیر تلاش های زیادی برای کاهش تخلیه گازهای مضر به اتمسفر و یا جایگزینی حلال های بی ضرر انجام شده است. فرایند Ress با حلال دی اکسیدکربن فوق بحرانی, روشی مناسب برای پودر کردن پلی اتیلن گلیکول است.

نتیجه گیری

در این مقاله برخی از کاربردهای سیالات فوق بحرانی از جمله جداسازی اجزا از مخلوط, تولید پودر با توزیع اندازه مناسب, استخراج مواد موثر و تولید انرژی بیان شده است. اما پتانسیل این روش خیلی بیشتر از کاربردهای محدود بیان شده در این مقاله است.
در سال های اخیر, در دانشگاه های مختلف داخل کشور, پروژه های متعدد تحقیقاتی درباره سیالات فوق بحرانی اجرا شده است.
با توجه به نتایج به دست آمده در داخل کشور و حجم قابل توجه نتایج و مقالات منتشر شده در منابع علمی خارج از کشور, زمان آن فرا رسیده که بررسی های لازم برای اجرای این فرایند در مقیاس نیمه صنعتی (Pilot Plant) و صنعتی انجام شود. این بررسی ها می توانند سمت و سوی تحقیقات آینده را در این زمینه در داخل کشور مشخص کنند.

منبع:http://njavan.com/forum/showthread.php?t=69259

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#44 Posted: 20 Jul 2011 15:34

معرفي هيدرو كربنهاي اكسيژن دار (تركيبات آلي اكسيژن دار)
--------------------------------------------------------------------------------

هيدروكربن هاي اكسيژن دار

تركيباتي هستند كه از O , H , C درست شده اند و با فرمول كلي CxHyOz نشان داده مي‌شوند. (( x , y , z عدد هستند ))

دسته اول : --------------->>>>>>>>>> فورفورال (Furan-2-carbaldehyde) <<<<<--------------------

**** ****

نام ماده: فورفورال(Furan-2-carbaldehyde)

نام تجاری: فورفورال(Furfural)

سایر اسامی:
دو- فورآلدهيد, 2- فوري ل -متانول, آلدهيد فورفوريليك, مادة مصنوعي ضد روغن, فورال, فورفورالدهيد, 2- فوران كربوكس آلدهيد.

تاریخچه:
فورفورال يك ماده صنعتي شيميايي است كه از محصولات جانبي صنعت كشاورزي ، صنايعي نظير ذرت، جو دوسر، گندم و خاك اره است. كلمه فورفورال از لاتين مي آيد و در اصل به معني نخاله يا سبوس گندم بوده كه يكي از منابع اصلي تهيه آن نيز است. فورفورال يك آلدئيد آروماتيك با حلقه خاص است. فرمول شيميايي آن C5H4O2 است. فورفورال در ساختار خود داراي يك حلقه با 4 اتم كربن و يك اتم كسيژن است. در فرم خالص فورفورال مايعي بي رنگ و روغني است كه داراي بوي بادام مي باشد و در تماس با هوا به سرعت زرد مي شود. ساير اسامي آن: fural, furfuraldehyde, pyromucic aldehyde فورفورال نخستين بار توسط دانشمند آلماني جان ولفانگ دوبرينر (Johann Wolfgang D?bereiner) بدست آمد. او فورفورال را از مجصول جانبي سنتز اسيد فرميك بدست آورد. در سال 1840 دانشمند اسكاتلندي جان استنهوز (John Stenhouse) ماده مشابهي را كشف كرد كه از تقطير ، جو دو سر، سبوس ، خاك اره و ذرت با اسيد سولفوريك بدست مي آمد.

موارد مصرف:
فورفورال را به عنوان حلال در صنايع پتروشيمي و براي استخراج دي ان ها(هيدروكربن هايي با پيوند دوگانه كه براي توليد لاستيك مصنوعي كاربرد دارند) از ساير هيدروكربن ها استفاده مي كنند. فورفورال و مشتقات آن مانند الكل فورفورال را به تنهايي و يا با فنول ، استون و يا اوره ، براي توليد رزين هاي جامد استفاده مي كنند. همچنين فورفورال را براي ماده واسط شيميايي در توليد حلال فوران و تترافوران نيز بكار مي برند.

خواص فیزیکی و شیمیایی:

Properties Molecular formula: C5H4O2
Molar mass 96.08 g mol-1
Appearance Colorless oil Density 1.16 g/mL
liquid Melting point -36.5 °C
Boiling point 161.7 °C
Solubility in methanol methanol 12.02 M Hazards
Flash point 62 °C

روشهای تولید:
فورفورال امروزه بصورت صنعتي به روش هيدروليز اسيدي تركيبات ليگنوسلولزي مانند باگاس نيشكر در طي يك فرآيند نيمه پيوسته و در فشارهاي 6 الي 30 اتمسفر توليد مي شود .

اطلاعات ایمنی:
اين ماده ممكن است سبب صدمات برگشت ناپذيري به چشم شود همچنين اين ماده ممكن است سبب حساس شدن پوست و واكنش هاي آلرژيكي در تماس مجدد شود. بلعيدن اين ماده سبب تحريك شديد دستگاه گوارش مي شود. در صورت استنشاق علاوه بر سوزش ، تورم حنجره و .. ممكن است صدمات آلرژيكي به همراه داشته باشد.

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#45 Posted: 20 Jul 2011 15:36

پاسخ: معرفي هيدرو كربنهاي اكسيژن دار (تركيبات آلي اكسيژن دار)
--------------------------------------------------------------------------------

دسته دوم : --------------->>>>>>>>>> هيدروكسي متان (hydroxymethane) <<<<<--------------------
نام ماده:
هيدروكسي متان(hydroxymethane)

نام تجاری:
متانول(Methanol)

سایر اسامی:
الكل چوب , متيل الكل , عرق چوب , كاربينول , عرق كلمبيا , متيل هيدروكسيد , مونوهيدروكسي متان

تاریخچه:
متانول با نام هاي متيل الكل، كربينول carbinol، الكل چوب wood alcohol، نفتا چوب wood naphta، يا wood spirits شناخته مي شود. اين ماده به فرمول شيميايي CH3OH از خانواده الكل ها بوده و ساده ترين عضو اين خانواده است. متانول نيز مانند تمام الكل ها داراي يك گروه عاملي OH- است. متانول به صورت طبيعي در متابوليسم بي هوازي بسياري از باكتري ها توليد مي شود. مصريان قديم ازتركيبي شامل متانول كه از پيروليز چوب حاصل مي شد براي موميايي كردن استفاده مي كردند. در سال 1923 شيميدان آلماني ، "ماتياس" پير ، متانول را از گاز سنتز (مخلوطي از CO و H2 كه از كك بدست مي‌آيد) توليد كرد. در اين فرآيند ، از كرومات روي به عنوان كاتاليزور استفاده مي‌شد و واكنش در شرايط سختي مانند فشار 1000-300 اتمسفر و دماي حدود 400 درجه سانتي‌گراد انجام مي‌گرفت.

موارد مصرف:
به‌عنوان ضديخ، حلال و سوخت بكار برده مي‌شود. از متانول براي تقليب اتانول نيز استفاده مي‌شود، اين عمل به منظور غير قابل شرب نمودن(در كشورهاي اسلامي به جهت مسائل شرعي و در كشورهاي ديگر به جهت معافيت از ماليات فروش مواد مستكننده) اتانولي كه به منظور مصارف صنعتي توليد مي‌شود انجام مي‌پذيرد. بدين منظور از مواد ديگري چون پريدين و تربانتين نيز استفاده مي‌شود. متانول به صورت محدود به عنوان سوخت در موتورهايي با سيستم احتراق داخلي استفاده مي‌شود. متانول توليد شده از چوب و ساير تركيبات آلي را متانول آلي يا بيو الكل مي‌نامند كه يك منبع تجديد شدني براي سوخت است و مي‌تواند جايگزين مشتقات نفت خام شود. با اين همه ، از بيو الكل 100 درصد نمي‌توان در ماشينهاي ديزلي بدون ايجاد تغيير در موتور ماشين استفاده كرد. متانول به عنوان حلال ، ضديخ و در تهيه ساير تركيبات شيميايي استفاده مي‌شود. 40 درصد از متانول توليدي براي تهيه فرمالدئيد استفاده مي‌شود كه آن هم در تهيه پلاستيك ، تخته سه لايي ، رنگ و مواد منفجره استفاده مي‌شود. براي تغيير ماهيت اتانول صنعتي و جلوگيري از كاربرد آن به عنوان نوشيدني ، مقداري متانول به آن اضافه ميكنند. دي متيل اتر از مشتقات متانول است كه به جاي CFC ها در افشانه‌هاي آتروسل به عنوان پيشرانه استفاده مي‌شود. تقليب الكل اتيليك ، تهيه فرم آلدئيد ، توليد MTBE و اسيد استيك ، متيل آمين ها ، سموم ضد آفات ، داروسازي ، صنايع رنگ ، حلال ها و ماده حد واسط و بنيادي براي بسياري از فرآورده هاي شيميايي

مجتمع های تولیدکننده:
پتروشيمي شيراز پتروشيمي فن آوران پتروشيمي زاگرس

خواص فیزیکی و شیمیایی:

Molecular formula: CH3OH
Molar mass 32.05 g mol-1
Density 0.7918 g cm-3
Solubility in water miscible
Melting point -97 °C, -142.9 °F (176 K)
Boiling point 64.7 °C, 148.4 °F (337.8 K)
Viscosity 0.59 mPa•s at 20 °C
Flash point 11 °C

مواد مرتبط: اتانول 10

روشهای تولید:
امروزه گاز سنتز مورد نظر براي توليد متانول مانند گذشته از زغال بدست نمي‌آيد، بلكه از واكنش متان موجود در گازهاي طبيعي تحت فشار ملايم 10-20 اتمسفر و دماي 850 درجه سانتي‌گراد با بخار آب و در مجاورت كاتاليزور نيكل توليد مي‌شود. CO و H2 توليد شده ، تحت تاثير كاتاليزوري كه مخلوطي از مس و اكسيد روي و آلومينيوم است، واكنش داده و متانول ايجاد ميكنند. اين كاتاليزور اولين بار درسال 1966 توسط ICI استفاده شد. اين واكنش در فشار 50-100 اتمسفر و دماي 250 درجه سانتي‌گراد صورت مي‌گيرد. روش ديگر توليد متانول ، واكنش دي‌اكسيدكربن با هيدروژن اضافي است كه توليد متانول و آب ميكند

واکنشهای شیمیایی:
متانول از فعاليت بي‌هوازي گونه‌هاي زيادي از باكتري‌ها توليد مي‌شود و در نتيجه مقدار اندكي از بخار متانول وارد جو مي‌شود و پس از چندين روز به‌وسيله اكسيژن و با كمك نور خورشيد اكسيد شده به آب و دي اكسيد كربن تبديل مي‌گردد. البته در فرآيند سوختن متانول هم از نظر مواد بدست آمده چنين اتفاقي رخ مي‌دهد ولي بسيار سريعتر. در ضمن شعله سوختن متانول بي‌رنگ است و بايد مراقب باشيم تا با شعله آن دچار سوختگي نشويم. 2CH3OH + 3 O2 ------------> 2 CO2 + 4H2O

اطلاعات ایمنی:
متانول ماده‌اي سمي است و نوشيدن آن موجب نابينايي و حتي مرگ مي‌شود. هنگام استفاده از متانول بايد از ماسك و دستكش استفاده كرد چون از طريق تنفس و پوست نيز مي‌تواند جذب شود.

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#46 Posted: 20 Jul 2011 15:38

دسته سوم : --------------->>>>>>>>>> اتيلن گلايكول (1و2 اتان دي اول(1,2-ethanediol) ( <<<<<--------------------

نام ماده: 1و2 اتان دي اول(1,2-ethanediol)

نام تجاری: اتيلن گلايكول(Ethylene glycol)

سایر اسامی:
1و2- هيدروكسي اتان , 1و2- اتان اديول , اتيلن الكل , اتيلن دي هيدرات , الكل گلايكول و مايع ضديخ

تاریخچه:
اتيلن گلايكول به نام هاي onoethylene glycol MEG 1,2-ethanediol, MEG, glycol نيز شناخنه مي شود. اتيلن گلايكول تركيبي آلي است كه به طور گسترده به عنوان ضديخ و ماده اوليه پليمرها مصرف مي شود. در حالت خالص بي رنگ ، بي بو و شيرين است. اتيلن گلايكول مانند ساير الكل هاي دو عاملي داراي دو گروه عاملي OH- است. فرمول شيميايي اتيلن گلايكول C2H6O2 است. اتيلن گلايكول براي اولين بار در 1959 توسط دانشمند فرانسوي چازر آدولف ورتز Charles-Adolphe Wurtz از اتيلن گلايكول دياستات با واكنش صابوني شدن با هيدرواكسيد پتاسيم تهيه شد. تا قبل از جنگ جهاني اول كارخانه توليدي و كاربردي براي اتيلن گلايكول نبود. در زمان جنگ اتيلن گلايكول و دي كلريد اتيلن را آلمان ها با يكديگر مخلوط كردند و به جاي گليسرين در مواد منفجره استفاده كردند. در امريكا توليد نيمه صنعتي اتيلن گلايكول با اتيلن دي كلروهايدرين از سال 1917 آغاز شد. در سال 1973 Carbide اولين واحد توليدي بر اساس فرآيند Lefort را بنا نهاد.

موارد مصرف:
ضد يخ ، پلي استر ، حلال ، جاذب رطوبت ، صنايع نساجي

مجتمع های تولیدکننده: پتروشيمي مارون

خواص فیزیکی و شیمیایی:

Molecular formula C2H6O2
Molar mass 62.068 g/mol
Density 1.1132 g/cm³
Solubility in water Miscible with water in all proportions.
Melting point -12.9 °C (260 K)
Boiling point 197.3 °C (470 K)
Viscosity 1.61 × 10-2 N*s / m2
Flash point 111 °C (closed cup)

مواد مرتبط:
اتيلن 25، دي اتيلن گلايكول 11، تري اتيلن گلايكول 12

روشهای تولید:
در صنعت تري اتيلن گلايكول به همراه دي - تترا و منو اتيلن گلايكول در واكنش اكسيداسيون اتيلن در دماي بالا و در حضور كاتاليزر اكسيد نقره حاصل مي شود.

واکنشهای شیمیایی:
اتيلن به عنوان گروه محافظ براي گروه كربنيل در سنتز آلي استفاده مي شود. تهيه كتون يا آلدئيد با اتيلن گلايكول در حضور كاتاليست اسيدي.

اطلاعات ایمنی:
اتيلن گلايكول بسيار سمي است. به علت شيريني حيوانات و كودكان گاهي مقادير زياد آن را مي خورند.

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#47 Posted: 20 Jul 2011 15:39

دسته چهارم : --------------->>>>>>>>>> متيل تترا بوتيل اتر (Methyl tert-butyl ether ) <<<<<--------------------

********************

نام ماده: متيل تترا بوتيل اتر(Methyl tert-butyl ether)

نام تجاری: ام تي بي ئي(MTBE)

سایر اسامی:
ترت بوتيل متيل اتر, متوكسي, متيل پروپان , متيل تي-بوتيل اتر

تاریخچه:
ام تي بي ئي از واكنش شيميايي متانول و ايزو بوتيلن به دست مي آيد. كه متانول از گاز طبيعي و ايزو بوتيلن از نفت خام يا گاز طبيعي حاصل ميشود.اما امروزه استفاده از اين مواد بدليل سمي بودن اكسيدهاي سرب خروجي و آلودگيهاي محيط زيست منسوخ گرديده و كشورهاي دنيا به ندرت از اين مواد جهت بهبود عدد اكتان بنزين استفاده مي كنند. امروزه به دليل مخاطرات زيست محيطي تركيبات آلي سرب وممنوعيت مصرف آن در كشورهاي مختلف جهان، گروهي از تركيبات تحت عنوان كلي (تركيبات اكسيژن زا) جايگزين تركيبات سرب دار در بنزين شده اند.پس از حذف سرب از بنزين در جهت رعايت مقررات محيط زيست دو نوع ماده اكسيژنه (الكل ها، اترها) براي تركيب با بنزين مورد استفاده قرار ميگيرد. اين مواد بدليل داشتن اكسيژن، سبب بالا رفتن عدد اكتان بنزين و در نتيجه بهبود احتراق سوخت و كاهش انتشار منوكسيد كربن، مواد آلي فرار، هيدروكربنهاي اشباع شده و ... مي گردد. استفاده از اتانول از سال 1930 و MTBE از سال 1973 بعنوان مكمل سوخت و ماده اكسيژنه مورد توجه قرار گرفته است در كشور ما نيز از ابتداي سال 1381 و در راستاي اجراي مصوبه هيات دولت تركيبات سرب بطور كلي از فرمولاسيون ساخت بنزين حذف و به جاي آن از MTBE با فرمول شيميايي C5H12O كه از نظر شيميايي از خانواده اترها محسوب ميشوند استفاده مي گردد. در گذشته به منظور ارتقاي عدد اكتان بنزين معمولا از موادي مانند تتراتيل سرب (TEL) يا تترامتيل سرب (TML) استفاده مي شد .

موارد مصرف:
استفاده در سوخت :عامل ضد كوبش در موتور خودرو-به عنوان حلال

مجتمع های تولیدکننده:
شركت پتروشيمي بندر امام

خواص فیزیکی و شیمیایی:

Molecular formula ----------->C5H12O

Molar mass =88.15 g/mol

Density =0.7404 g/cm3

Melting point =-109 °C, 164 K, -164 °F

Boiling point= 55.2 °C, 328 K, 131 °F

فرار ،قابل اشتعال ، بي رنگ

دياگرام فرآيند (PFD):

اطلاعات ایمنی:
سبب تحريكات مختصر چشمي و پوستي مي شود. در صورت بلعيدن باعث تهوع شديد و استفراغ ،گيجي ميشود. مخلوط بخارات اين ماده قابل انفجار و قابل اشتعال است.

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#48 Posted: 20 Jul 2011 15:41

دسته پنجم : --------------->>>>>>>>>> الكل اتيليك (Ethylic Alcohol ) <<<<<--------------------

**** ****

نام ماده: الكل اتيليك(Ethylic Alcohol)

نام تجاری: اتانول(Ethanol)

سایر اسامی:
اتيل الكل ، اتيل هيدرات ، اتيل هيدروكسايد ، الكل تخمير ، الكل گندم ، متيل كاربينول ، مولاس الكل

تاریخچه:
اتانول يا الكل اتيليك يا اتيل الكل با فرمول C۲H۵OH تركيب شيميائي با بوي خاص و آتشگيري است كه در نوشيدني‌هاي الكلي وجود دارد. اين الكل همان ماده‌اي است كه خاصيت مست كنندگي دارد و در نوشيدني‌هاي الكلي با درصد‌هاي مختلف پيدا مي‌شود. علاوه بر اين در صنايع مختلف كاربرد فراوان دارند. اين كاربردها در عطرها و ادكلن‌ها و همچنين در وانيل و همچنين به عنوان سوخت در برخي ماشين‌هاي جديد مي‌باشد. براي استفاده از اين الكل در صنايع عطر سازي استفاده مي‌كنند.مخمر آبجو ، قارچي است كه با جوانه‌زدن تكثير مي‌شود، اگر اين قارچ در مجاور يك ماده قندي تخمير شود، موادي از خود خارج مي‌كند كه خاصيت آنزيمي داشته و موجب دگرگوني قند مي‌شود. در بين قندها ، گلوكز به فرمول C۶H۱۲O۶ است كه در انگور وجود دارد كه پس از تخمير باعث ايجاد الكل مي‌شود.اتانول از زمان هاي بسيار دور ، ما قبل از تاريخ توسط انسان مصرف مي شده است. بقاياي ظروف مربوط به عصر حجر، 9000 سال قبل در چين ، مصرف اين ماده را به عنوان نوشيدني الكلي تاييد مي كند. خالص سازي الكل و تهيه آن به صورت خالص ، نخستين بار توسط دانشمند ايراني محمدبن زكرياي رازي Muhammad ibn Zakarīya Rāzi انجام گرفت. (رازي 865-925) بعدها دو شيميدان با نام هاي گيبر Geber و الكندي Al-Kindi روش هاي تقطير الكل را بهبود دادند.در قديم توليد الكل به عنوان يك هنر و مهارت خاص علمي محسوب مي‌گرديد تا اينكه شيمي‌دان و دانشمند معروف فرانسوي Gay-Lussac نشان داد كه گلوكز قند اصلي و آغازگر تخمير اتانول مي‌باشد و نهايتاً نقش مخمر در فرايند تخمير در سال 1837 ميلادي اثبات گرديد و پس از آن لوئي پاستور خاصيت بي هوازي مخمر را كشف نموده و فرايند توليد الكل وارد مرحله صنعتي خود گرديد.توليد الكل از مواد قندي صورت مي‌گيرد و لذا در حال حاضر بعلت كاهش قيمت تمام شده آن، عموماً توليد آن بعنوان يكي از محصولات جانبي صنايع توليد شكر محسوب مي‌گردد. در فرايند توليد شكر، ملاس حاصل مي‌گردد.ملاس شربتي است كه حاوي مخلوطي از قندهاي كريستال نشده، جامدات غير قندي باقيمانده از نيشكر يا چغندر، مواد شيميايي باقيمانده از فرايند توليد و مقداري آب است.ملاس معمولاً چهار درصد وزن چغندر يا نيشكر را تشكيل مي‌دهد و يا به عبارتي بطور متوسط (با در نظر گرفتن شكر چغندري و نيشكري) چهل درصد شكر توليدي مي‌باشد.

موارد مصرف:

سوخت: بزرگترين كاربرد اتانول به صورت خالص به عنوان سوخت در متور خودروها است.نوشيدني هاي الكلي: اتانول را در انواع مشروبات الكلي مصرف مي كنند.پيل سوختي اتانولي: اتانول را مي توان در پيل هاي سوختي مستقيم DEFC براي توليد برق همراه با محصولات جانبي آب و دي اكسيدكربن بكار برد.سوخت موشك: اتانول را در سوخت موشك براي افزايش نيروي پيشرانه بكار مي برند.

ضد عفوني كننده: اتانول را در مراكز پزشكي براي ضدعفوني لوازم پزشكي ، ضد عفوني ضخم و مواد ضد عفوني كننده دست استفاده مي كنند.پاد زهر: اتانول را براي از بين بردن اثر مسموميت بعضي از مواد مانند متانول و اتيلن گلايكو استفاده مي كنند.
ساير كاربردها: حلال ، ضد عرق و ..

خواص فیزیکی و شیمیایی:

Molecular formula:C2H6O
Molar mass:46.07 g mol−1
Appearance colorless liquid
Density:0.789 g cm-3
Melting point:−114.3 °C, 159 K, -174 °F
Boiling point:78.4 °C, 352 K, 173 °F
Solubility in water miscible
Acidity (pKa):15.9
(Viscosity: 1.200 cP (20 °C
Dipole moment:1.69 D (gas)
Flash point:13 °C (55.4 °F)

مواد مرتبط: متانول

روشهای تولید:
اتانول به دو طريق مصنوعي (سنتزي) و تخمير توليد مي‌شود. در روش توليد سنتزي اين ماده از مواد نفتي استحصال مي‌گردد و در روش تخمير از مواد غذايي و گياهان حاوي قند استفاده مي‌شود بيشترين اتانول توليدي در جهان (حدود 93 درصد) از روش تخمير و فقط حدود 7 درصد از روش مصنوعي توليد مي‌گردد.لازم به ذكر است كه از كل توليد الكل جهان به روش تخمير، حدود 65 درصد از طريق تخمير از محصولات جانبي صنايع شكر و 35 درصد ديگر از تخمير ساير مواد قنددار مانند ذرت، گندم، خرما و غيره حاصل مي‌گردد.

در ذيل فرايندهاي توليد اتانول بررسي شده است.
1. توليد الكل اتيليك به روش سنتزي
اتانول سنتزي از دو روش هيدراسيون مستقيم و غير مستقيم اتيلن توليد مي‌گردد. فرايند هيدراسيون غير مستقيم قديمي تر از هيدراسيون مستقيم است و بيش از يكصد سال عمر دارد. در اين روش ابتدا خوراك هيدروكربوري شامل 35 تا 95 درصد اتيلن در معرض اسيد سولفوريك 95 تا 98 درصد قرار گرفته و توليد منو و دي اتيلن سولفات مي كند.
CH3CH2OSO3H<---CH2=CH2 + H2SO4

O2(CH2=CH2)+H2SO4 ---> (CH3CH2O)SO4

اين مخلوط سپس به كمك آب هيدروليز شده و محلول 50 تا 60 درجه اسيد سولفوريك بدست مي‌دهد:
(CH3CH2O)2SO3 + 2H2O ---> 2CH3CH2OH + H2SO4

CH3CH2OSO3H + H2O ---> CH3CH2OH + H2SO4

سپس اتانول از اسيد سولفوريك رقيق در يك برج جداسازي جدا شده و اسيد پس از غليظ سازي به فرايند باز مي‌گردد. فرايند هيدراسيون مستقيم در سال 1947 بطور صنعتي مورد بهره‌برداري قرار گرفت. در اين فرايند، گاز غني از اتيلن با آب مخلوط شده و پس از عبور از كاتاليست به اتانول تبديل مي‌شود.
2CH2 + H2O ---> C2H5OH

فرايندهاي متعدد ديگري نيز جهت سنتز اتانول وجود دارد كه از نظر صنعتي داراي اهميت نمي‌باشند.

2. توليد الكل اتيليك به روش تخمير يا فرمانتاسيون Fermentation))

مواد اوليه قنددار معمولاً بطور مستقيم توسط ميكروارگانيسم‌ ها به اتانول تبديل مي‌شوند، در حالي كه نشاسته و سلولز ابتدا بايد هيدروليز شده و به قند تبديل گردند و سپس در فرآيند تخمير تبديل به اتانول شوند.

3ـ توليد الكل از تركيبات قنددار

هم اكنون اين گروه مهمترين ماده اوليه توليد الكل در ايران است. از بين اين گروه ملاس (چغندر قند
و نيشكر) مهمترين منبع هيدروكربني ارزان قيمت است. ملاس در كارخانجات توليد قندوشكراز چغندرقند و نيشكر بوجود مي‌آيد كه حاوي حدود 36% قند قابل تبديل به الكل است. (در مورد ملاس چغندر ميزان قند 51 درصد است) در اين فرآيند، ابتدا ملاس با آب رقيق شده و سپس بوسيله مخمر تخمير و تبديل به الكل مي‌گردد. فرايند تخمير و توليد الكل از شكر طبق رابطه زير صورت مي‌گيرد.

C6H12O6 ---> 2C2H5OH + 2CO2

از نظر تئوري، طبق رابطه فوق از هركيلوگرم شكر موجود در ملاس، 511 گرم الكل قابل توليد است. ليكن راندمان فرآيند در عمل بخاطر توليد محصولات جانبي نظير ميكروارگانيسم‌ها و بعضي از محصولات شيميايي ديگر كمتر بوده و بين 400 تا 460 گرم الكل از هر كيلوگرم شكر خواهد بود. بنابراين بطور تئوري مي‌توان گفت كه هر 15ـ14 كيلوگرم ملاس نيشكر حدود يك كيلوگرم الكل توليد مي‌نمايد. ميكروارگانيسم (مخمر) مورد استفاده در فرآيندهاي صنعتي توليد اتانول از ملاس، از گونه مخمر خمير مايه نانوايي Baker’s yeast يا Saccharomyces cerevisiae اســت.

4ـ توليد الكل از تركيبات نشاسته‌دار

توليد الكل از تركيبات نشاسته‌دار نظير ذرت، سيب‌زميني و گندم معمولاً در دو مرحله (همزمان و يا متوالي) صورت مي‌گيرد.
نشاسته يك پليمر از منومرهاي گلوكز است. و.اكنش مرحله اول كه شكستن اين پليمر به منومرهاي اوليه آن است، به دو روش اسيدي و آنزيمي قابل انجام است. در روش اول عموماً اسيد سولفوريك و روش دوم آنزيم آلفا ـ آميلاژ براي هيدروليز نشاسته بكار مي‌رود.
با توجه به قيمت مناسب آلفا ـ آميلاژ و راندمان بالاي روش آنزيمي، روش اسيدي تقريباً در دنيا منسوخ شده است.
در مرحله دوم كه شباهت بسياري به فرآيند توليد الكل از تركيبات قندي دارد،گلوكز حاصله در مرحله اول توسط مخمرها به الكل تبديل مي‌شود.

5ـ توليد الكل از تركيبات سلولزي

تركيبات سلولزي نظير چوب، ضايعات جنگلي، ضايعات كشاورزي و كاغذ بازيافتي، حاوي ليگنو سلولز است. توليد الكل از تركيبات ليگنوسلولزي در دو مرحله صورت مي‌گيرد. در مرحله اول كه هيدروليز نام دارد، زنجيره پليمرهاي سلولز و همي سلولز به منومرهاي آنها شكسته شده و محلول قند حاصله در مرحله دوم تخمير مي‌گردد. هيدروليز ليگنوسلولز مي‌تواند به دو روش اسيدي و يا آنزيمي انجام گيرد.

واکنشهای شیمیایی:

پروتون‌زدايي
الكل‌ها مي‌توانند در حضور بازهاي بسيار قوي به سان يك اسيد عمل كنند و تشكيل يون الكوكسي دهند. براي نمونه در واكنش سديم هيدروكسيد و اتانول، سديم جانشين هيدروژنِ مثبت(پروتون) الكل شده و سديم متوكسي به دست مي‌دهد.

هيدروژن‌زدايي
از راه هيدروژن‌زدايي الكل‌ها مي‌توان اتر به دست آورد.
CH3CH2OH → CH3CH2OCH2CH3 + H2O (on 120C)

واكنش‌هاي هسته‌ دوستي
گروه هيدروكسيل الكل يك گروه ترك‌كنندهٔ خوب است و سبب مي‌شود كه الكل‌ها بتوانند در واكنش‌هاي هسته‌دوستي شركت جويند.

استري شدن
الكل با اسيد‌هاي آلي در محيط اسيدي به كندي تشكيل استر مي‌دهد.
RCOOH + HOCH2CH3 → RCOOCH2CH3 + H2O

اكسايش
الكل‌هاي نوع اول مي‌توانند در واكنش‌هاي اكسايش تبديل به آلدهيد و پس از آن تبديل به كربوكسيليك اسيد شوند هرچند كه الكل‌هاي نوع دوم در واكنش‌هاي اكسايش تنها تبديل به كتون مي‌شوند ولي الكل‌هاي نوع سوم در واكنش‌هاي اكسايش شركت نمي‌كنند.

الكل‌هاي نوع اول مي‌توانند بدون واسطه نيز به روش‌هاي زير به كربوكسيليك اسيدها تبديل شوند:
CH3CH2OH + 2 Na → 2 CH3CH2ONa + H2O

با حضور پتاسيم پرمنگنات (‎KMnO4‏).
PDC در DMF.
اكسايش جونز
اكسايش هنس
روتنيوم تتراكسيد (‎RuO4‏).

يك الكل با دو عامل مجاور مي‌تواند در مجاورت سديم پراكسيد(‎NaIOsub>4‏) يا سرب تترااستات (‎Pb(OAc)4‏) پيوند كربنش گسسته‌شده و به دو كربوكسيليك اسيد تبديل شود.

احتراق

C2H5OH + O2 → 2 CO2 + 3 H2O(l);(ΔHr = −1409 kJ/mol[19])

هالوژن دار شدن

CH3CH2OH + HCl → CH3CH2Cl + H2O

اطلاعات ایمنی:
از طريق استنشاقي ، پوستي و گوارشي روي بدن انسان اثر مي گذارد.اثر روي پوست مانند ساير حلالهاي چربي است و در صورت عدم احتياط باعث التهاب پوست مي شود.هر چند خوردن الكل صنعتي بعيد به نظر مي رسد ولي ممكن است توسط افراد معتاد استفاده شود.از آنجا كه به الكل صنعتي مواد گوناگوني جهت جلوگيري از استفاده خوراكي افزوده مي شود و گاه اين مواد اثرات سوء بيشتري از الكل به تنهايي دارند لذا در صورت مصرف الكل صنعتي بصورت خوراكي عوارض بسته به نوع ماده اضافه شده متفاوت مي باشد.عوارض حاد مصرف اتانول تهوع ، استفراغ ، افسردگي ، تنگي نفس مي باشد.عوارض مزمن اعتياد به الكل (الكسيم) ، سيروز كبدي ، تاثير در سلسله اعصاب مركزي ، تاثير در حافظه در بلند مدت مي باشد.اتانول يك مايع قابل اشتعال مي باشد كه بخار آن مخلوط با هوا در حرارت معمولي قابل اشتعال مي باشد. لذا مخاطرات آتش سوزي و انفجار نيز بايستي مد نظر قرار گيرد.در بكارگيري افراد در محيطهايي كه اتانول وجود دارد توجه به وضعيت وبيماريهاي كبدي و پوستي وتنفسي لازم مي باشد

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#49 Posted: 20 Jul 2011 15:51

ارزیابی نفت خام و روش های تفكیك (Condensate)
--------------------------------------------------------------------------------

نفتی كه از چاه بیرون می آید همواره مقداری آب و رسوبات گازی به همراه دارد. در واحد بهره برداری هدف آن است كه این مواد را از نفت خام جدا كنند . نفت خام را به پالایشگاهها می فرستند (جهت تصفیه شدن) و یا اینكه از طریق ترمینال ها آن را صادر می كنند. می دانیم كه پالایشگاهها بر اساس نوع خوراک آنها طراحی می شوند.
در این واحد ابتدا یك سری آزمایشات مقدماتی مثل اندازه گیری مقدارash, N2,O2,H2O را روی نفت خام انجام می دهند. پس از آن به شناخت تركیب نفت خام بااستفاده از ستون تقطیر و روش غیر پیوسته می پردازند.

دراین روش مقداری نفت خام را داخل Flask قرار داده و حرارت می دهند.
در بالای Flask ستون تقطیر قرار دارد و کمی بالاتر یك Condenser قرار گرفته است. در آنجا یك دماسنج قرار دارد كه با استفاده از آن Cut point ها رامی توانیم بخوانیم و برش های مختلف را در زمان مناسب جدا كنیم . در مورد گازهای هیدرو كربوری سبك با استفاده از هوا مایع گازهایی مثل پروپان و بوتان را مایع می كنند. هر قدر عمل تقطیر ادامه یابد و جداسازی بیشتر صورت گیرد، هیدروكربورهای داخل سنگین تر می شوند، اما اگر دما از حد مشخص بالاتر رود عمل كراكنیگ صورت می گیرد. چون هدف ما پی بردن به تفكیك نفت خام می باشد باید به شدت مراقب باشیم تا دما از یك حدی بالاتر نرود و كراكنیگ صورت نگیرد. در ستون تقطیر آزمایشگاهی ابتدا NGL ، آب ، بنزین ، نفت سفید و گاز جدا می شوند.

در این مرحله هیدروكربورهای باقی مانده به شدت ویسكوز شده اند و باید از فرآیندهای دیگری برای ادامه عملیات استفاده كنیم. بعد از این مراحل هریك از تركیبات بدست آمده را به واحدهای بعدی می فرستند تا آزمایشاتی برای تعیین مشخصات هریك از آنها انجام گیرد. روغن ها را نیز برای تصفیه به سایر واحدها می فرستند. دیواره ستون تقطیر ذكرشده در فوق را دو جداره و جیوه اندود می كنند تا از هدر رفتن گرما جلوگیری شود.

اگر بخواهیم نفت خام را صادر كنیم، باید خصوصیات آن مانند API، درصد ناخالصی و ویسكوزیته آن را تعیین كنیم.

اساس تقطیر نفت خام بر مبنای اختلاف نقطه جوش است و در تقطیر نفت خام نمی توانیم یك تركیب را بطور خالص جدا كنیم. بهمین خاطر از محدوده نقطه جوش استفاده می كنیم: مثلاً برش °C 65-15 یا برش 100-65 درجه سانتیگراد.
در این آزمایشگاه روشهای U.O.P, ASTM می توانند مورد استفاده قرار گیرند.

تقطیر بصورت batch است و دمای حمام را تا °C 20- قرارمی دهیم تاگازهایی مثل متان و اتان و.... را جدا كنیم، بعداً طبق چارت تقطیر عمل تقطیر را انجام می دهیم تا درصد رانسبت به خوراك اولیه بدست آوریم.
اگر دما را به 200 برسانیم فشار را باید پایین آوریم تا برشها Crack نشوند.بعد از تهیه برش ها آنها را به آزمایشگاه می فرستیم. مثلاً برا ی بنزین عدد اكتان مهم است و باید عدد اكتان تعیین شود.قیر و آسفالت و روغن را با دستگاه دیگری جدا می كنیم.
در این قسمت از دستگاههایی چون Separators ، Reflox و Condenser استفاده می شود.

همانطور كه قبلاً اشاره شد در مورد نفت خام جداسازی مواد بصورت خالص بی معناست و فقط برشها جدا میشوند. دراینجا برای جداكردن برشهای °C 65-15 ابتدا شیرها را باز كرده و پس از جدا كردن مواد، شیرها را می بندیم و عملیات تقطیر را ( با توجه به دما ) ادامه می دهیم .
اگر هیدروكربورها خیلی حرارت ببیند، عمل كراكنیگ صورت می گیرد و چون ما نمی خواهیم این كار صورت بگیرد، در اینجا با اعمال فشارهای مختلف عمل جداسازی انجام می پذیرد.
در بخشهای دیگر ستون تقطیر عمل روغنگیری انجام می پذیرد كه این عملیات در حدود فشارهای بین یك تا ده میلی متر جیوه انجام می پذیرد.
با داشتن وزن هر برش و داشتن وزن خوراك اولیه می توان درصد وزنی هر برش و درصد حجمی هر برش را بدست آورد. همچنین می توان وزن مخصوص هر برش رانیز بدست آورد.

از پارامترهای دیگر قیمت گذاری نفت خام بر اساس منحنی تقطیر(كه S شكل است) صورت می پذیرد و برای هر محصول تستهای ویژه آن محصول صورت می گیرد:

1. عدد اكتان ( gasolin)
2. نقطه دودی (kerosine)
3. در مورد روغنها باید عملیات تصفیه روغن صورت بگیرد.

همچنین در واحد نفت خام بخش تفكیك و ارزیابی تركیبات C1-C 100 و ایزومرهای آنها وجود دارد. نفت خامی كه گاز آن استخراج شده باشد به آن نفت مرده می گویند.
نفت پس از اینكه تصفیه شد به خطوط لوله منتقل می شود. قبل از اینكه نفت به خطوط لوله انتقال داده شوند، باید یك سری آزمایشات جهت تشخیص مشخصات نفت انجام گیرد تا شناسنامه نفت خام تعیین شود.
مـا بایـد بـه ایـن نكتـه تـوجـه داشته باشیم كه نفت خام برداشت شده از مخازن به مرور زمان تغییر خاصیت می دهند و سنگین تر می شوند.
همچنین نفت خام موجود در خط لوله از تركیب نفت مخازن مختلف است وخواص آن نیز معمولاً متفاوت است. بنابراین بررسی خواص متفاوت آن باید صورت گیرد.
در مرحله تقطیر ابتدا NGL بنزین جدا می شود و عناصر سبك دربالا جداسازی شده و عناصر سنگین در پایین ستون جمع آوری می شوند. با داشتن وزن اولیه و وزن مواد بدست آمده، درصد مواد مختلف بدست می آیند و از آنجا منحنی تقطیر رسم می شود.
روشهای آزمایشگاهی تقطیر عبارتند از:ASTM ،U.O.P و I.P

از كارهای مهمی كه در بخش تقطیر نفت خام صورت می گیرد عبارتند از:

1. تعیین وزن مخصوص
2. تعیینAPI
3. درصد ناخالصی ها ، نظیر گوگرد، نیتروژن و غیره
4. تعیین ویسكوزیته نفت
5. سبك یا سنگین بودن نفت خام
6. تعیین درصد فرآورده های نفتی

در روش های ASTM ستون تقطیر دارای حدود 32-30 سینی می باشد. این ستون بصورت دو جداره است. ایـن واحـد بصـورت batch عمل می کند. در بـالای ستون یك دماسنج قرار دارد كه دما را نشان می دهد.
محدوده برای جمع آوری محصولات متغیر است.
از دمای °C 20- برای جمع كردن گازهای سبك نظیر متان تا دمای °C 150 برای جمع آوری تركیبات سنگین در انتهای ستون استفاده می شود.

واحد تفكیك و تقطیر نیمه صنعتی نفت خام

پس از بهره برداری نفت خام از چاه و انتقال آن به مراكز بررسی، باید پتانسیل های آن را مورد بررسی قرار داد، به همین علت یك سری آزمایشات دقیق روی نفت خام انجام می گیرد تا بتوانیم مشخصات و تركیبات موجود در نفت خام را ارزیابی كنیم.
این واحد در واقع 2 كار عمده انجام می دهد.

1. سرویس دهی به واحدهای دیگر و پتروشیمی
2. پروژه های تحقیقاتی در مورد نفت و تركیبات آن و سرویس دهی در مورد صادرات

نفت خام بر اساس استانداردهای موجود تقطیر وبعلاوه روی نفت خام مطالعاتی انجام می دهند و برشهای مختلف را جدا می كنند و مسائل مختلفی را نظیر درصد گوگرد، Flash point, Dew point و ... را بررسی می كنند.
در این واحد از یك دستگاه ، شبیه تقطیر استفاده می شود این دستگاه حدود 65 سینی از نوع bubble cap دارد كه در فشار اتمسفر كار می كند، همچنین می توان در شرایط خلاء نیز با آن كار كرد.

اصول كار دستگاه شبیه تقطیر بر اساس اختلاف در نقطه جوش تركیبات مختلف می باشد. چون تركیبات نفتی دارای برشهای مختلف با نقطه جوش متنوعی هستند.
در این دستگاه ستونی وجود دارد كه ستون تقطیر نام دارد دمای آن از پایین به بالا در حال افزایش تدریجی است. تركیبات سنگین در انتهای ستون و تركیبات گازی در بالای ستون جمع می شوند.

اساس كار دستگاههای تقطیر به 2 صورت می باشد كه عبارتند از:

قسمت پیوسته (سیستم) Continous
قسمت (سیستم) Batch

در سیستم پیوسته (كه اساس كار این دستگاه شبیه تقطیر است ) همه محصولات جدا شده و هر كدام همزمان و در یك سیستم دقیق جمع آوری می شوند. یعنی می توان در یك لحظه تمام محصولات و برشهای نفتی را جمع كرد.
در سیستم Batch با توجه به اینكه در هر دمای خاصی یك تركیب به دمای جوش می رسد با افزایش تدریجی دما هر محصول و برش خاصی به ترتیب جمع آوری می شود، پس زمان زیادتری لازم داریم.

اصولاً جهت مطالعات روی تركیبات و برشهای نفتی 2 روش عمده وجود دارد كه عبارتند از:

1. روش برج تقطیر
2. روش استفاده از نرم افزار

البته استفاده از نرم افزار برای دقت محاسبه برشهای آن و خواص سیالی دقیق تر است. اما چون در صنعت به اتكای كارهای آزمایشگاهی پروژه ها را تعریف می كنند، لازم است كه دریك مقیاس نیمه صنعتی این آزمایشات انجام شود تا بتوانیم نظر مسؤلین صنعت نفت را به خود جلب كنیم . مثلاً تولید 20 بشكه به 20 لیتردر یك مقیاس نیمه صنعتی .
از این ستون تقطیر برای كارهای تحقیقاتی، تولیدی و شبیه سازی و غیره استفاده می شود.
ظرفیت دستگاه حدود 15 لیتر است. در قسمت بالایی بخارات را مایع می كنیم و سپس در پایین از طریق یك گیرنده آن را جمع آوری می كنیم.
از آب و یا الكل به عنوان مایع سرد كننده در سیستم استفاده می شود. در این میان یك سری تستهای جانبی روی نفت خام و یا ‍فرآورده های نفتی انجام می دهند.
از جملـه كارهای دیگــر تعیین دقت ریـزش گازوئیل است. تعیین رنگ نفت نیز از جمله كارهای دیگر است.
از طریق دستگاه تقطیر وAD-4 یك منحنی، D-8 بدست می آید كه از طریق نقطه جوش حاصل می گردد.(Automatic distillalion)

دستگاه پیلوت تقطیر
دستگاه موجود در این بخش می تواند چند شبكه تولید داشته باشد. به این شكل كه به 2 صورت پیوسته و بسته كار می كند، می توان حرارت را به صورت بخار ویا به صورت الكتریكی اعمال كرد. اگر از روش پیوسته استفاده شود دستگاه با یك سرعت ثابت تغذیه می شود. در این حالت در اواسط مسیر ستون تقطیر، نیزمحصول خواهیم داشت. ولی در سیستم بسته فقط محصول بالاسری را خواهیم داشت. دستگاه دارای 15 سینی است.
تركیبات نفتی را فقط تا حد خاصی می توان حرارت داد و اگر به حرارت بالاتری در بعضی جاها نیاز داشته باشیم می توانیم فشار خلاء را پایین بیاوریم. این سیستم این امكان را دارد كه خلاء را تا 10 میلی بار پایین آورد.
5 مخزن در كنار دستگاه دیده می شود كه هر یك از محصولات وارد آنها می شود. در این دستگاه به صورت یك در میان بین سینی ها دما داریم و نیز می توانیم با سرنگ نمونه برداری کنیم. به همین دلیل این دستگاه برای كارهای تحقیقاتی كاربرد زیادی دارد.
از آنجایی كه سیستم بسته است ( برای كاهش امكان خطر) با استفاده از سیستم تولید هوا مایع كه هوا را در دمای °C196- مایع كرده است- تركیبات سبك ترا ز C3 را به حالت مایع در می آورند. با استفاده از سیستم هوا مایع می توان از یك سری به همراه تجهیزات الكل برای مایع كردن گازهای سبك استفاده كرد.

دستگاه CHROMPACK
برای جداسازی تركیبات هیدرو كربوری به كار می رود.

دستگاه GC
در این بخش یافت می شود که قبلاً شرح داده شد.واحد تقطیر و تفكیك نیمه صنعتی یكی از بخشهای مكمل مهندسی نفت است.
دستگاه پیلوت تقطیر بیشتر برای كارهای تحقیقاتی استفاده می شود. برای خنك كردن بخارات سبك از یك حمام استفاده می شود كه تا دمای 35 درجه زیر صفرخنك می كند.
هر قدر برگشت بیشتر باشد محصول خالص تر خواهد بود و زمان تقطیر در این صورت بیشتر می شود و تفاوت حالت Continous, batch در این است كه در حالت های batch ورودی یكطرفه است و خروجی بطور پیوسته به بیرون می رود.

كاربردهای دستگاه پیلوت تقطیر (Fischer )

1. شبیه سازی شرایط پالایشگاه
2. تولید بعضی از محصولات ویژه درحد چند تن
3. كارهای تحقیقاتی
4. تحقیقات بر روی كاهش خسارت در تغییرات خوردگی
5. پالایشگاهها

یكی دیگر از تفاوتهای روش Continous , batch این است كه در روش batch ما در هر لحظه درستون تقطیر فقط یك برش داریم اما در روش پیوسته در هر لحظه در ستون تقطیر بطور همزمان چند برش نفتی خواهیم داشت .

دستگاه Automatic distillation) AD-4)
برای تبخیر هیدروكربورهای سبک به کار می رود.

انواع سینی های موجود در ستون تقطیر عبارتند از:

1. ( perforated) : مشبك
2. bubble cap .

آزمایشگاه تفكیك: ( separation lab.)
در این آزمایشگاه در یك دستگاه تقطیرcm³ 100 از نمونه نفت را مورد تفكیك قرار می دهند و با استفاده از منحنی ها نقطه D-86 را بدست می آورند.

آزمایشگاه تصفیه روغن
در این آزمایشگاه كارهای زیر صورت می گیرد.

1- اندازه گیری برشهای روغنی ،
2- آسفالتین ،
3- مقدار آب و نمك نفت و
4- تعیین نقاط جوش برشهای سنگین

آزمایشگاه شناسایی هیدروكربورهای نفتی
محصول بالای ستون تقطیر و تركیبات سبك را در اینجا آنالیز می كنند. در این قسمت از دستگاه GC استفاده می شود.
یك دستگاه دیگر نیز گروههای هیدروكربوری را شناسایی می كند. اما محدودیت دمایی دارد. نام این دستگاهPIONA Analyzer است و بالای °C 220 را نمی تواند اندازه گیری كرد.
چون هر كدام از برشهای نفتی دارای خواص منحصر بفرد است، با استفاده از منحنی های مخصوص كه بصورت پیك هایی است به عنوان خروجی دستگاه(GC ) محسوب می شود، می توان به این طریق برشهای نفتی را تعیین كرد.

واحد قیر و راهسازی
از قیر برای منظور های مختلفی استفاده می شود كه می توان به موارد زیر اشاره كرد:

1. در راهسازی
2. در قطعات الكتریكی برای اینكه اتصال كوتاه اتفاق نیفتد و برای عایقكاری نیز استفاده می شود.
3. در درزبندی معمولاً بین قطعات بتونی یك لایه قیر می ریزند تا انبساط و انقباض آنها را كنترل كند و صدمه ای وارد نشود.
4. در پوشش زیر بدنه اتومبیل و جلوگیری ازاکسید شدن قطعات استفاده می شود.

به طور كلی قیر را به 3 طریق می توان تهیه كرد كه عبارتند از:

1. باقیمانده نفت خام در فرآیند پالایش در پالایشگاهها پس از اینكه به وسیله روشهای فیزیكی آب و مواد معدنی آنها جدا شده باشد .
2. قیرهای طبیعی : كه در اثر مهاجرت نفت خام به سطح زمین و تحت تاثیر هوازدگی و تبخیر به قیر طبیعی تبدیل می شوند.
3. قیر زغال سنگ: قطران حاصل از عملیات كوره بلند است (قطرانCoaltar ) اگر قطران را بدون وجود اكسیژن حرارت دهند بهPeech ( قیرزغال سنگ ) تبدیل می شود.

تقریباً بدترین نفت خام، بهترین نفت خام برای تولید قیر است. برعكس بهترین نفت خام (سبك ترین)
آنها، بدترین نوع برای تولید قیر است. آنچه كه در ایران تولید می شود، نفت خام حدواسط است كه چندان برای تولید قیر مناسب نمی باشد.
قیر جزء سیالات غیر نیوتینی است. همچنین می دانیم كه تغییرات آن نسبت به دما بسیار زیاد است. از آنجا كه قیر جامد وزن مخصوص بیشتری نسبت به قیر مایع دارد، در حین فرآیند ذوب در انجام عمل Convection motion ایجاد اختلال می كند. زیرا قیر جامد در زیر قسمت ذوب شده و داغ قرار می گیرد.
قیر را معمولاً برای مصرف در حلال های نفتی حل می كنند و یا از مخلوط آن بصورت امولسیون با آب استفاده می شود. وجود آسفالتن در قیر باعث می شود كه حجم قیر بالا رود و وزن مخصوص آن پایین بیاید. همچنین آسفالتن باعث بالا رفتن ویسكوزیته قیر می شود و به آن حالت شكنندگی می دهد. وجود رزین در قیر نیز باعث چسبندگی قیر می گردد.

كاربردهای قیر زغال سنگی
برای احیاء آهن از اكسید آهن استفاده می شود. زغال سنگ بدون حضور اكسیژن ( پیرولیز) به كك تبدیل می شود( حرارت حدود °C 1100 است). قیر زغال سنگ كه تحت این حرارت قرار گیرد به كك تبدیل می شود. در بالای برج تقطیر این گازها قطران می گردند و دوباره جداسازی روی آنها صورت می گیرد كه به اینها Core Coke Pitch می گویند.

Pitch: به هیدروكربوری گفته می شود كه بدون حضور اكسیژن تحت حرارت قرارگیرد.
در ایـن واحـد هـم كارهـای تحقیقـاتـی و هـم كارهـای پروژه ای صورت می گیرد. مثلاً مشكلات موجود در پالایشگاههای داخلی مورد بررسی قرار می گیرند.
قیرها دارای مشخصاتی هستند كه به آنها Penetration grade گفته می شود.
قیرهایی كه بر اساس نفت خام مخلوط بدست می آیند دارای مشخصات ساختاری اند كه براحتی نمی توان این مشخصات را پیدا كرد. Penetration gradeخواص قیر را به خوبی نشان نمی دهد.
معمولاً قیر رابصورت امولسیون در می آورند، امولسیون به این خاطر است كه قیر و آب در هم حل نمی شوند، در اینجا ازemulsifier استفاده می شود. این دستگاه از یک طرف ذرات قیر و از طرف دیگر ذرات آب را در بر می گیرد و بدینصورت قیر بصورت امولسیون در می آید.

انواع emulsifier

1. ionic
2. noniomc
3. cationic
4. رسی

ترکیب شیمیایی : هر قدر كه در ستون تقطیر پایین بیاییم مشخصات منحصر به یك محصول خاص دربرشها مشخص می شود. تعداد هیدروكربورهای موجود در هر برش فرق دارد و خصوصیات شیمیایی این برشها كاملاً با هم فرق دارند. اگر بنزین دارای 19 مولكول باشد، كه این مولكولها همگی مختلفند، ممكنست خواص فیزیكی این مولكولها یكسان باشد ولی خواص شیمیایی اینها تفاوت دارند.

نظرات مختلف در مورد مواد تشكیل دهنده قیر:

دو نظریه در این مورد وجود دارد:
نظریه اول : Resin و Asphaltene
نظریه دوم : Saturate، Aromatic ، Polar Aromatic و Asphaltene

برای هركدام از اینها یك مشخصات خاصی وجود دارد كه باید در محدوده های خاص خودش از آنها استفاده نمود.
یكی دیگر از كاربردهای قیر برای پوشش لوله های فلزی گاز و نفت و ‌آب در روی زمین كه مرطوب بوده و یا در زیر زمین می باشد. هر قدر نسبت C ⁄ H بیشتر باشد قیر بهتری خواهیم داشت.

آسفالتن: مولكولی است كه حجم زیادی را در بر می گیرد ومانند اسفنج متبلور است.

برای پمپاژ كردن قیر نیاز به محاسبات ویژه و پیچیده ریاضی داریم.
ارزیابی قیر هایی كه در راه سازی مصرف میشود، سه خصوصیت دارد.(80% قیر برای راهسازی استفاده می شود).

1. Pain grade
2. Viscosity grade
3. Performance grading

بهترین نفت خام، نفت خام پارافینی است كه برای تهیه هیدروكربورهای سبك كاربرد دارد. در آمریكا 15 پالایشگاه برای تولید قیر طراحی شده است اما در ایران متاسقانه چنین پالایشگاهی وجود ندارد.
سابقه استفاده از قیر به دروانهای قدیم بر می گردد كه قیر از طریق شكستگیهای سطح زمین و درزها به سطح زمین راه پیدا می كرد. مردم از آن به عنوان 2 وسیله اصلی و عمده استفاده می كردند كه عبارتند از:

1. چسبندگی زیاد
2. ضد زنگ بودن

از بالای برج تقطیر به پایین نسبت C/H ( نسبت كربن به هیدروژن) افزایش می یابد، یعنی تركیبات سنگین تر را خواهیم داشت. در واقع تركیبات آروماتیك افزایش می یابد.
در قسمت Vaccum bottom : قیرهای نفتی دارای مولكولهای خیلی زیادی هستند.
قیرهای قدیمی ایران منشاء طبیعی داشته اند و از حوالی كردستان تهیه می شده اند.

» تهیه کننده: دکتر قاسم العسکری - عضو هیئت علمی دانشگاه صنعت نفت
__________________

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#50 Posted: 20 Jul 2011 15:51

معرفی روش های جدید حفاظت از خوردگی کف مخازن نفت و مایعات گازی
--------------------------------------------------------------------------------

به کارگیری سیستم حفاظت کاتدی، بازدارنده های خوردگی از نوع فاز بخار و به کارگیری همزمان حفاظت کاتدی و بازدارنده های خوردگی فاز بخار از جمله روش های حفاظت از خوردگی کف مخازن است.

مشکلات روش های حفاظت کاتدی:
نتایج تجربی نشان می دهد سیستم حفاظت کاتدی به تنهایی قادر به حفاظت خوردگی کف مخازن نیست و در موارد متعدد دچار نشت شده است. این درحالی است که کف مخازن در پتانسیل حفاظت کاتدی قرار دارد.
یکی از روش های توزیع مناسب پتانسیل حفاظت کاتدی در کف مخازن به کارگیری بستر آندی است. به گونه ای که موجب توزیع پتانسیل حفاظت کاتدی در کف مخازن شود که شامل، به کارگیری آندهای کم عمق در اطراف مخزن، آندهای افقی و سیمی در زیر کف مخزن است.

در روش اول به علت تخلیه جریان حفاظت کاتدی در لایه سطحی زمین، باعث افزایش ضریب حفاظتی (Over protection) در خطوط لوله مدفون در خاک و مجاور مخازن می شود، بنابراین از این روش نمی توان در پالایشگاه ها استفاده کرد. در روش دوم آندهای سیمی به صورت مارپیچ در فونداسیون کف مخزن قرار می گیرد و این روش برای مخازن موجود قابل استفاده نیست.
یکی دیگر از روش های توزیع پتانسیل حفاظت کاتدی در کف مخزن عایق سازی الکتریکی هر یک از مخازن از یکدیگر است. در این روش هر یک از مخازن توسط فلنچ عایقی به همراه مقاومت الکتریکی از یکدیگر جدا می شوند.
به کارگیری پوشش در کف مخزن ها نیز یکی دیگر از روش هایی است که در توزیع حفاظت کاتدی در کف مخزن استفاده می شود. به دلیل مشکلات اجرایی اعمال پوشش بر روی ورق فولادی کف مخازن نفتی و گازی امکان پذیز نمی باشد. حرارت ناشی از جوشکاری صفحات کف مخزن، باعث از بین رفتن پوشش آنها می شود، در نتیجه پوشش مناسبی برای حفاظت از این نواحی نیست.

روش دیگر تزریق مداوم وی سی آی از طریق شبکه ای از لوله های سوراخ دار است. این لوله ها در زیر مخزن و در داخل فندانسیون بتنی کف قرار می گیرند. مواد بازدارنده خوردگی از طریق لوله های مزبور در کف مخزن تزریق می شود. بدیت ترتیب با توزیع وی سی آی در کف مخزن، از خوردگی آن جلوگیری می شود.
برای جلوگیری از ایجاد جرقه در نتیجه تمرکز الکتریسیته ساکن، باید مقاومت سطح پوشش درونی مخزن کمتر از ۱۰۸ اهم باشد.

سیستم های پوشش دهنده درون مخازن ذخیره نفت:
جهت دیواره و کف از پوشش اپوکسی فنولیک با هاردنر آمین و با خاصیت آنتی استاتیک استفاده شود. که این پوشش به دلیل ایجاد کراس لینک (Cross-linK) بالا، منجر به ایجاد پوشش سخت و مقاوم خواهد شد.
روش دیگر استفاده از پوشش پلی اورتان با خاصیت آنتی استاتیک که برای دیواره مخازن استفاده می شود. چنانچه کف مخزن توسط کامپوزیت کلاس اپاکسی (Glass-Epoxy) یا کلاس پلی استر (Glass-Polyester) روکش شده است، لازم است ژل کت سطحی آن دارای خاصیت آنتی استاتیک باشد.
مقاومت پوشش ها در حدود ۱۰ اهم است و چنین مقاومتی تنها مانع از بروز جرقه توسط انباشته شدن الکتریسیته ساکن می شود و از لحاظ الکتریکی چنین موادی تقریبا در ردیف مواد نیمه رسانا قرار دارند.
آندهای فدا شونده که در داخل مخازن به کار می روند علاوه بر جلوگیری از خوردگی، عامل تخلیه بارهای الکتریسته ساکن نیز محسوب می شود.
به طور کلی مخازن نفتی زیادی در کشور دچار نشت شده است. این موضوع ضررهای اقتصادی جبران ناپذیری به محیط زیست وارد کرده است. با توجه به اهمیت بالای حفظ محیط زیست و نیز جلوگیری از هدر رفتن نفت خام و مایعات گازی لازم است روش های جدید مقابله با خوردگی کف مخازن نفتی مورد توجه قرار گیرد.

بنابراین به جای پوشش دادن ورق فولادی کف مخزن، محل نصب مخزن به خوبی پوشش داده می شود و اطراف مخزن را به خوبی آب بند می کنند. پوشش مزبور چسبندگی به کف مخزن ندارد، در چنین شرایطی این پوشش در حکم سپر برای جریان حفاظت کاتدی عمل می کند و اگر به دلایلی الکترولیک به ناحیه بین پوشش و کف مخزن نفوذ کند، حفاظت کاتدی قادر به مقابله با خوردگی آن نخواهد بود.
به دلیل آن که پوشش مزبور حالت سپر الکتریکی دارد، اندازه گیری پتانسیل کف مخزن چنین حالتی را نشان نمی دهد و کف مخزن در محدوده پتانسیل حفاظت کاتدی قرار دارد ولی خوردگی در کف آن اتفاق می افتد.
از طرف دیگر اگر کف مخزن مستقیما بر روی فونداسیون بتنی قرار گیرد، کلیه نواحی کف مخزن قادر به ایجاد ارتباط الکتریکی مناسب با فونداسیون بتنی نخواهد بود و بنابراین حفاظت کاتدی نمی تواند به خوبی کف مخزن را تحت حفاظت خود قرار دهد.
نتایج تجربی موجود نشان می دهد مخازن نفتی با وجود حفاظت کاتدی کف آنها دچار خوردگی می شود و نشت مواد نفتی به آبهای زیر زمینی موجب ایجاد خسارت های زیادی به آب های زیر زمینی شده است.

روش های جدید حفاظت خوردگی کف مخازن
امروزه می توان خوردگی کف مخازن را با به کارگیری همزمان حفاظت کاتدی و ممانعت کننده خوردگی از نوع فاز بخار و یا تنها با به کارگیری وی سی آی (VCI) تحت کنترل قرار داد.
مواد وی سی آی، ممانعت کننده فاز بخار، می توانند در محیط بسته سطح فلز را در برابر عوامل خورنده مثل آب، بخار، کلریدها، سولفید هیدروژن و مواد خورنده دیگر در محیط های صنعتی حفاظت کنند.
فشار بخار مواد مذکور کم است، بنابراین در فشار اتمسفر و دمای محیط بخار می شوند. در محیط بسته بخارهای ایجاد شده بر روی سطح میعان کرده و توسط مولکول های سطح قطعات جذب شده و منجر به توقف یا تاخیر در انجام واکنش های خوردگی می شوند. روش مذکور به عنوان یکی از روش های استاندارد محافظت کف مخازن نفتی مطرح شده است.

من هم خدایی دارم

صفحه 5 از 10: « پیشین 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 پسین »

علم و دانش /

مهندسی شیمی

برای دسترسی به این قسمت میبایست عضو انجمن شوید. درصورتیکه هم اکنون عضو انجمن هستید با استفاده از نام کاربری و کلمه عبور وارد انجمن شوید. در صورتیکه عضو نیستید با استفاده از این قسمت عضو شوید.

↑ بالا