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

مهندسی شیمی

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#1 Posted: 20 Jul 2011 14:27

رشته مهندسی شیمی از جمله رشته های فنی هست که گاهی دیده می شه به لحاظ شناخت و یا کارکرد در بین برخی از دوستان و یا همکاران گرایش های فنی شناخته شده نباشه.
از این رو جهت آشنایی بیشتر سایر گرایش های فنی و یا دانشجویانی که تازه وارد این رشته شده اند، به معرفی این رشته و گرایش های مختلف آن می پردازیم.
ودر ادامه مطالب علمی مرتبط با مهندسی شیمی در این تایپیک قرار می گیرد

کوره در صنایع پتروشیمی
--------------------------------------------------------------------------------

نام تجهيز : كوره (Furnace)

چكيده:

كوره دستگاهي است كه در آن سوخت در مجاورت هوا يا اكسيژن محترق مي شود و شعله هاي طولاني ايجاد مي كند. اين شعله ها ديواره كوره و اجسام مجاور را گرم مي كنند.ساختمان ديواره كوره از موادي ساخته مي شوند كه دماي ذوب و نرم شدن آن ها خيلي زياد باشد و بتواند حرارت هايي را كه در كوره به وجود مي آيد تحمل كند و هم چنين مقاومت مكانيكي داشته باشد و تحت تاثير فعل و انفعالات شيميايي قرار نگيرد. اين گونه اجسام را به طور عام نسوز مي گويند. نسوزهاي خوب معمولا گران تمام مي شوند لذا ديواره كوره ها را نازك اختيار مي كنند و براي استحكام، پشت ديواره ها را با آجرهاي نسوز و ارزان قيمت مي سازند.

مقدمه:

كوره وسيله اي است كه براي گرما استفاده مي شود. در فرايند استخراج , تصفيه و ذوب مجدد , معمولاً راههائي وجود دارد كه بسته به نوع كار طراحي مي شوند و در اين كوره ها عمل ذوب انجام مي شود . در اين جهت مي توان از كوره بلند (كوره اي كه در آن اكسيد آهن تبديل به چدن مي شود) , كنورتور كه در آن چدن با دمش اكسيژن خالص به فولاد تبديل مي شود . و كوره هاي ديگر بعنوان كوره هاي ذوب Melting ناميده مي شود , در اين درس بحث ما در روي كوره هائي كه براي استخراج فلزات استفاده مي شود دور نمي زند مثل كوره هاي استخراج آهن در اصفهان , استخراج مس در سرچشمه كرمان , استخراج سرب و روي در زنجان .

شكل 1 – كوره صنعتي سال 1907

در اين جا كوره هائي كه مورد بررسي قرار مي گيرند بيشتر كوره هاي مربوط به صنعت ريخته گري هستند . يعني كوره هائي كه شوشه ها Pigs در آنها ذوب مي شود و با تنظيم آناليز آنها مذاب براي ريخته گري قطعات آماده مي شود .

كوره بوته اي
كوره تشعشعي
كوره الكتريكي
كوره القايي
كورهٔ هوفمن
كوره تونلي
كوره ايستاده (كوپل)
كوره دوار

منبع: سایت پترونت

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#2 Posted: 20 Jul 2011 14:28

شناسایی فسفر در آب
--------------------------------------------------------------------------------

حضور در آب و فاضلاب: فسفر در اکثر آبهای طبیعی و پسابها تقریبأ فقط به صورت فسفات وجو دارد. فسفاتها به سه شکل ارتوفسفاتها، پلی فسفاتها، (پیرو – متا و دیگر پلی فسفاتها) یا فسفات متراکم و فسفاتهای آلی در طبیعت وجود دارند که می توانند بصورت محلول، ذرات ریز و درشت یا در بدن موجودات آبزی یافت شوند. اشکال مختلف فسفاتها از منابع متعددی تولید می شوند. میزان کمی از برخی پلی فسفاتها طی فرایند های تصفیه به آب افزوده می شوند. مقادیر بیشتری از این ترکیبات ممکن است هنگام شستشو وارد منابع آب شوند زیرا این مواد از اجزاء اصلی بسیاری از پاک کننده های تجارتی هستند. فسفاتها بطور گسترده ای در تصفیه آب دیگهای بخار بکار می روند. ارتو فسفاتهای مصرفی در کشاورزی تحت عنوان کودهای فسفات می توانند به دنبال شسته شدن خاک در اثر سیلابها و ریزشهای تر ویا ذوب برف وارد آبهای سطحی شوند. فسفاتهای آلی اساسأ به وسیله فرایندهای بیولوژکی تشکیل می شوند. این ترکیبات در اثر ورود فوضولات و باقیمانده مواد غذائی به فاضلاب و همچنین از تبدیل ارتو فسفاتها در فرایند تصفیه بیو لوژیکی و یا توسط آبزیان تولید می شوند.

فسفر برای رشد موجودات زنده ضروری است و می تواند ماده مغزی محدود کننده رشد و تولید مثل آبزیان در یک منبع آبی باشد. در جای که فسفات عنصر محدود کننده رشد است، تخلیه پسابهای خام یا تصفیه شده، زهاب کشاورزی و یا برخی فاضلابهای صنعتی به منبع آبی می توانند موجب رشد فتوسنتزی آبزیان ریز و درشت ناخواسته و مزاحم گردد. به علاوه فسفاتها در رسوبات ته نشین شده و لجن های بیولوژیکی به شکل مواد معدنی قابل ته نشینی و ترکیب با مواد آلی نیز وجود دارند.

تعاریف

اندازه گیری فسفر شامل دو مرحله است:

الف) تبدیل گونه های مختلف فسفر به ارتو فسفات محلول

ب) تعیین ارتو فسفات محلول به روش رنگ سنجی. جداسازی اشکال مختلف فسفر به شیوه تجزیه ایی صورت می گیرد.

صاف کردن نمونه از میان غشایی 45/0 میکرون فسفر محلول را از شکل معلق آن جدا می کند ولی تاکنون ثابت نشده که صاف کردن با چنین معانی فسفر معلق و محلول را کاملأ از هم جدا می کند. این کار شیوه ای آسان و مناسب برای جداسازی کلی مواد محلول و معلق است.

صاف کردن با صافی غشائی به علت احتمال بیشتر جداسازی ذرات ریز نسبت به صافی معمولی ترجیح دارد. به منظور افزایش سرعت صاف شدن می توان از صافی پشم شیشه برای مرحله مقدماتی صاف کردن استفاده نمود.

فسفاتهای که بدون انجام مراحل مقدماتی هیدرولیز و یا هضم اکسیدی نمونه به آزمایش های رنگ سنجی پاسخ میدهند، « فسفر واکنشگر» نامیده می شوند. هر چند که بیشتر فسفر واکنشگر از نوع ارتوفسفات است، اما جزء کوچکی از پلی فسفات های موجود در نمونه نیز در حین کار به طور اجتناب ناپذیری هیدرولیز می شود . فسفر واکنشگر به هر دو صورت معلق ومحلول موجود می باشد.

هیدرولیز اسیدی در دمای جوش آب، پلی فسفاتها ی محلول ومعلق ریز را به ارتو فسفاتها ی محلول تبدیل می کند.فرایند هیدرولیز همچنین مقداری فسفات را از ترکیبات آلی آزاد می کند، ولی این مسئله را می توان با انتخاب مناسب قدرت اسیدی و زمان و دمای هیدرولیز به حداقل ممکن کاهش داد. به همین جهت عبارت « فسفر قابل هیدرولیز با اسید» به جای « پلی فسفات » مناسب تر است.

فسفاتهای که تنها به وسیله تجزیه اکسید اسیونی مواد آلی موجود بود ارتو فسفات تبدیل می شود تحت عنوان « فسفر با پیوند آلی» یا « فسفر آلی » خوانده می شود شدت اکسیداسیون لازم برای این تبدیل، به شکل و میزان فسفر آلی موجود بستگی دارد فسفر آلی مانند فسفر واکنشگر وفسفر قابل هیدرولیز اسیدی به هر دو صورت معلق و محلول وجود دارد.

کل فسفر و نیز فسفر محلول و معلق از نظر تجزیه پذیری می توانند به سه شکل شیمیایی به اشاره شده تقسیم شوند: فسفر واکنشگر، فسفر قابل هیدرولیز اسیدی و فسفر آلی. شکل 1 مراحل انجام آزمایش هر یک از اجزاء فسفر را نشان می دهد. اندازه گیری ها معملأ فقط روی نمونه های صاف شده و صاف نشده انجام می شود و فسفر معلق به وسیله اختلاف این در تعیین می گردد.

انتخاب روش

الف- روشهای هضم: چون فسفر ممکن است در ترکیب با مواد آلی باشد، یک مرحله هضم برای اکسیداسیون موثر مواد آلی جهت تبدیل فسفر به شکل ارتوفسفات باید به کار گرفته شود. سه روش هضم در بخش های 3 و 4و 5 مبحث آماده سازی نمونه برای آزمایش فسفر تشریح

شده اند. روش اسید پر کلریک وقت گیر درعین حال رقیق است و تنها برای نمونه های پیچیده مثل رسوبات، پیشنهاد می شود.

روش اسید سولفوریک – اسید نیتریک برای بیشتر نمونه ها مناسب است. تا به حال ساده ترین روش، شیوه اکسید اسیون با پرسولفات می باشند. پیشنهاد می شود که این روش ابتدا در مقابل یک یا چندروش هضم توتیر کنترل گشته و پس از کسب کارائی مشخص به کار رود.

پس از هضم، ارتو فسفات آزاد شده به وسیله یکی از روشهای تعیین فسفر اندازه گیری می شود. روش رنگ سنجی نسبت به روش هضم با در نظر گرفتن اثر مزاحمت ها حداقل غلضت قابل تشخیص را تعیین می کند.

ب- روش رنگ سنجی: سه روش برای اندازه گیری ارتو فسفات شرح داده شده است. انتخاب هر یک از آنها بستگی زیادی به دامنه غلضت ارتو فسفات دارد. روش اسید و انا دومولیبد و فسفر یک برای آزمایشات روزانه در محدوده از 1 تا 20 میلی گرم در لیتر فسفر بهترین است. روش کلرید قلع یا روش اسیداسکوربیک برای محدوده از 01/0 تا 6 میلی گرم در لیتر فسفر مناسب تر می باشند. برای مقادیر پایین تر در حضور عوامل مداخله گری که باید حذف شوند یک مرحله استخراج نیز توصیه می شوند. روش اتوماتیک اسید اسکوربیک نیز وجود دارد.

دقت و صحت: برای کمک به انتخاب روش ، نتایج حاصل از ترکیب روشهای مختلف هضم، هیدر.لیز و رنگ سنجی برای سه نمونه آزمایشگاهی که طرز تهیه آن ها در زیر آمده است در جدول 1 نشان داده شده است

نمونه 1:100mg/l ارتوفسفات (po43--p) ، mg/l 80 پلی فسفات (هگزا متا فسفات سدیم). mg/l 30 فسفر آلی (اسید آدنیلیک) ، mg/l NH3 –N 5/1 ، mg/l No3- -N 5/0 و mg/l CL-400

نمونه 2:mg/l po43- -p 600، mg/l 300 پلی فسفات (هگزا متا فسفات سدیم). mg/l 90 فسفر آلی (اسید آرنیلیک)، mg/l nh3 –n 8/0 ، mg/l No3- 0/5 و CL- mg/l 400 .

نمونه 3 : mg/l pou3- -p 00/7 ، mg/l 00/3 پلی فسفات (هگزا متا فسفات سدیم). Mg/l 90 فسفر آلی (اسید آرنیلیک)، mg/l nh3 –n 2/0 ، mg/l No3- 0/5 و cl - mg/l 400

نمونه برداری و نگهداری نمونه ها

در صورتی که قرار باشد شکلهای مختلف فسفر به طور مجزا اندازه گیری شوند.نمونه باید بلافاصله بعد از جمع آوری صاف گردد. سپس در دمای c10- یا کمتر منجمد و محافظت شود. هنگامی که نمونه ها برای مدت طولانی نگهداری می شوند، mg 40 Hgcl2 به ازاء هر لیتر

نمونه بخ آناضافه می شود.(احتیاط: Hgcl2 یک ماده خطراناک است، به هنگام دور ریختن احتیاط های لازم را در نظر بگیرید).زمانی که قرار است اشکال مختلف فسفر تعیین شوند، نباید از اسید یا کلروفرم بریا حفاظت نمونه استفاده نمود. اگر فقط فسفر کل اندازه گیریی می شود: یک میلی لیتر HCL تهیه کرده (غلیظ ) و به هر لیتر نمونه اضافه کنید و یا بدون هیچ افزودنی منجمد کنید.

نمونه های حاوی غلظت های کم فسفر را بجز در حالت انجماد نباید در بطری های پلاستیکی نگهداری نمود. زیرا صفات می تواند بر دیواره ظرف جذب شود. هم ظروف شیشه ای را می بایست با HCL رقیق و داغ شسته و پس چند باربا آب مقطر آب کشی نمود . هرگز نباید از پاک کننده های تجارتی حاوی صفات برای تمیز کردن شیشه آلاتی که در آزمایش فسفات بکار می رو د استفاده کرد.

آماده سازی نمونه

جهت کسب اطلاعات لازم در ارتباط با انتخاب روش هضم به قسمت های زیر توجه کنید:

1- صاف کردن اولیه

برای تعیین فسفر واکنشگر محلول، فسفر قابل هیدرولیز اسیدی محلول و کل فسفر محلول، نمونه را به کمک صافی عشائی صاف کنید. برای صاف کردن اولیه نمونه هایی که به سختی

صاف می شوند می توان ابتدا از صافی پشم شیشه و سپس از صافی غشائی استفاده کرد.

در نمونه هایی که غلضت فسفات آنها کم است مقادیری فسفر می تواند از طریق صافی غشائی به نمونه راه یابد، به همین جهت توصیه می شود صافیهای غشائی قبل از استفاده با خیساندن در آب مقطر شسته شوند، برای شستشوی صافیها می توان از یکی از دو روش زیر کمک گرفت:

الف) خیساندن 50 عدد صافی در 2 لیتر آب مقطر برای مدت 24 ساعت.

ب) خیساندن 50 عدد صافی در 2 لیتر آب مقطر به مدت 1 ساعت . تعویض آب مقطر و خیساندن مجدد به میزان 3 ساعت.

صافیهای غشایی را می توان با چندین حجم 100 میلی لیتری آب مقطر نیز شستشو داد. در این روش جهت اطمینان از شسته شدن کامل صافیها و برای کاهش خطای ناشی از انواع مختلف آنها می بایست از محلول مشاهد کمک گرفت

مهندس سجاد شفیعی

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#3 Posted: 20 Jul 2011 14:29

گاز سنتز چه مصارفي دارد و بهترين روش توليد آن كدام است؟

نويسنده: فرهاد محمدي

استفادة بهينه از گاز طبيعي در جهان به معني پيشرفت تكنولوژي استحصال اين حامل انرژي، توسعة فناوري‌هاي انتقال و تبديل آن و در نتيجه افزايش روزافزون توليد و تجارت آن است. به طور كلي جهت استفاده از گاز طبيعي دو راهكار عمده وجود دارد:
1) پالايش گاز طبيعي و استفاده از آن به عنوان سوخت و واردشدن در بازار تجارت گاز طبيعي

2) استفاده از گاز طبيعي ضمن تبديل آن به فراورده‌هاي باارزش

از جمله فرايند‌هاي مؤثر در استفاده از گاز طبيعي جهت توليد فراورده‌هاي با ارزش مي‌توان به تكنولوژي‌هاي GTL و OCM اشاره نمود.

اهميت گاز سنتز
اكثر روش‌هاي استفاده از گاز طبيعي جهت توليد فراورده‌هاي باارزش، مستلزم توليد گاز سنتز به عنوان حد وسط مي‌باشند متاسفانه با وجود اينكه زمان زيادي از شناخته‌شدن تكنولوژي توليد گاز سنتز در دنيا مي‌گذرد، كلية واحدهاي توليد گاز سنتز در كشور توسط شركت‌هاي خارجي نصب و راه‌اندازي شده‌اند.

با توجه به اين موضوع و اهميت و جايگاه گاز سنتز در صنعت، در پژوهشگاه صنعت نفت فعاليت‌ها و تحقيقات گسترده‌اي جهت شناخت روش‌ها و تكنولوژي‌هاي مناسب توليد، ساخت كاتاليست مربوطه و فرايند‌هاي استفاده از گاز سنتز جهت توليد فراورده‌هاي باارزش آغاز شده و در حال انجام است.

در سال‌هاي اخير تلاشهاي گستردة جهاني جهت استفاده مؤثر از گاز طبيعي و تبديل آن به محصولات با ارزش و آسان از نظر حمل و نقل نظير متانول، سوخت‌هاي هيدروكربني مايع و مواد اوليه پتروشيمي نظير اتيلن و ساير اولفين‌هاي سبك، انجام شده است كه در اين ميان توليد و استفاده از گاز سنتز جايگاه ويژهاي در صنعت به خود اختصاص داده است. با توجه به اينكه در پژوهشگاه صنعت نفت، طرحي پژوهشي جهت شناخت تكنولوژيهاي مناسب توليد اين ماده در حال انجام است، در متن زير به معرفي موارد مصرف گاز سنتز و روش‌هاي توليد آن پرداخته مي‌شود:

گازسنتز چيست؟

اصطلاح گاز سنتز به مخلوط‌هاي گازي اطلاق ميشود كه محتوي منوكسيدكربن و هيدروژن به نسبت‌هاي مختلف باشند. هيدروژن و منوكسيدكربن دو مادة مهم در صنايع شيميايي محسوب شده و داراي مصارف و كاربردهاي فراواني ميباشند. منوكسيدكربن در توليد رنگ‌ها، پلاستيك‌ها، فوم‌ها، حشرهكش‌ها، علف‌كش‌ها، اسيدها و ... به كار ميرود. از جمله مصارف هيدروژن نيز ميتوان به توليد آمونياك، هيدروژناسيون و هيدروكراكينگ اشاره نمود.

گاز سنتز مادة اوليه بسيار با ارزشي جهت توليد مواد متنوع شيميايي ميباشد. با استفاده از اين گاز و فرايندهاي مختلف، ميتوان مواد متنوع شيميايي را توليد نمود كه بسته به روش توليد آن نسبت‌هاي مختلف هيدروژن به منوكسيدكربن به دست ميآيد. همچنين در موارد مصرف در صنعت، بسته به فرايندي كه گاز در آن مورد استفاده قرار ميگيرد، نسبت‌هاي مختلف لازم است.

موارد مصرف گاز سنتز
عمده موارد مصرف گاز سنتز به شرح ذيل است:

1- تهية متانول

از آنجايي‌كه متانول به مقدار زياد در سنتز استيك اسيد مصرف ميشود، اهميت فراواني در صنعت دارد. متانول طبق واكنش زير از گاز سنتز تهيه ميشود:
2- تهية اتيلن گليكول
در اين روش اتيلن گليكول بر اثر تراكم گاز سنتز در فشار بالا و در حضور كاتاليست به دست ميآيد:
3- واكنش‌هاي هيدروفرميلدار كردن
در اين نوع واكنش‌ها از اولفين‌ها با استفاده از گاز سنتز، آلدئيد توليد ميشود. اين واكنش اكسو سنتز نيز ناميده ميشود.
4- سنتز فيشر- تروپش
در اين فرايند گاز سنتز به مولكول‌هاي بنزيني در گستره تبديل ميشود. در اصل اين واكنش اوليگومريزاسيون منوكيسدكربن به وسيلة هيدروژن جهت تشكيل محصولات آلي ميباشد.
5- احياي سنگ آهن
جهت احياي سنگ آهن به دست آمده از معادن، از گاز سنتز استفاده ميشود در اين فرايند آهن يا پودر آن به وسيله احياي مستقيم كاني‌هاي آهن به دست ميآيند.
6- ساير مصارف
از جمله ديگر مصارف گاز سنتز، ميتوان به تهيه الكل‌هاي سنگين، ديمتيل اتر، استرها، كتون‌ها، هيدروكربورها و غيره اشاره كرد.

روش‌هاي تهية گاز سنتز
1- گازي‌شكل‌كردن زغال سنگ
اين روش، اولين روش توليد گاز سنتز است كه در آن گاز سنتز توسط گازي شكل كردن كك از ذغال سنگ در دماهاي پايين به وسيلة هوا و بخار آب به دست ميآيد:
اين فرايند غير كاتاليستي بوده و نسبت توليدي توسط آن كم، و در حدود 1 است. با توجه به وجود مواد متنوع در ذغال سنگ، گاز سنتز توليدي از اين روش نيازمند واكنش‌ها و خالصسازي‌هايي جهت توليد گاز سنتز با خلوص بالا ميباشد.

2- اكسيداسيون جزئي هيدروكربن‌ها
اين فرايند، غيركاتاليستي بوده و در اصل احتراق جزئي هيدروكربن در حضور اكسيژن و بخار آب ميباشد. موقعي كه متان به عنوان خوارك مورد استفاده قرار گيرد، واكنش‌هاي لازم به اين صورت است:
واكنش اول شديداً گرمازا بوده و گرماي لازم براي انجام دو واكنش ديگر كه گرماگير هستند را توليد ميكند. واكنش به طور كلي به صورت زير است:
مزيت عمدة اين روش كه يك فرايند توليد گرما مي‌باشد اين است كه طيف گستردهاي از هيدروكربن‌ها را به عنوان خوراك ميتواند مورد استفاده قرار دهد. تركيب گاز سنتز توليدي بستگي به نسبت كربن به هيدروژن خوراك و مقدار بخار اضافه شده دارد.

3- رفرمينگ هيدروكربن‌ها
اين فرايند واكنش كاتاليستي هيدروكربن و عامل تغيير شكل دهنده (Reforming agent ) در دماي بالا مي‌باشد. عامل تغيير شكل دهنده ميتواند بخار آب، دياكسيد كربن، اكسيژن و يا مخلوط آنها باشد. تركيب درصد گاز سنتز توليدي بستگي به نوع هيدروكربن به كار رفته، عامل تغيير شكل دهنده و مقدار آن، شرايط عملياتي و نوع كاتاليست دارد.

واكنش‌هاي كلي به صورت زير ميباشند:
فرايند مناسب جهت توليد گاز سنتز
از آنجايي‌كه گاز سنتز مصرف زيادي در صنايع دارد، لذا براي توليد آن نياز به فرايندي است كه اولاً قادر به توليد فراوان آن بوده و ثانياً مقرون به صرفه باشد. گاز سنتز در ابتدا از مخلوط كك، هوا و بخار آب توليد ميشد، اما رايج‌ترين و با صرفهترين روشي كه از سال 1930 تاكنون مورد استفاده قرار ميگيرد، رفرمينگ هيدوركربن‌ها ميباشد. در بين هيدروكربن‌ها نيز فقط هيدروكربن‌هاي سبك به صورت متداول، تجاري و مقرون به صرفه مورد استفاده قرار ميگيرند كه در اين ميان گاز طبيعي از همه متداولتر و پروپان و بوتان در درجة بعدي هستند. امروزه با تهية كاتاليست‌هاي مخصوص، استفاده از نفتا به عنوان خوراك نيز مورد توجه قرار گرفته است. عمدهترين دلايل استفاده از فرايند رفرمينگ جهت توليد گاز سنتز و همچنين استفاده از هيدروكربن‌هاي سبك به ويژه گاز طبيعي به عنوان خوراك، به شرح زير است:

1- در سه دهة اخير به علت افزايش قيمت كك و كاهش قيمت گاز طبيعي، فرايند رفرمينگ گاز طبيعي نسبت به فرايند گازي‌شكل‌كردن ذغال سنگ مقرون به صرفهتر است.

2- ناخالصي موجود در گاز توليدي فرايند رفرمينگ گاز طبيعي، نسبت به ساير فرآيندها كمتر است. در ساير فرايندها به دليل وجود مواد متعدد در خوراك، ناخالصي بيشتر ميباشد.

3- يكي از مشكلاتي كه در واحدهاي توليد گاز سنتز با آن روبهرو هستيم، مسالة تشكيل كربن روي كاتاليست است كه به نوبه خود باعث به وجود آمدن مشكلات عديدهاي از جمله كاهش فعاليت كاتاليست، كاهش راندمان توليد، ايجاد نقاط داغ روي راكتور و در نتيجه وارد آمدن صدمات زياد به راكتور، ايجاد گرديان‌هاي شديد درون راكتور و در نتيجه وارد آمدن خسارت به كاتاليست و غيره ميشود. بنابراين فرايندي مقرون به صرفهتر و معقول‌تر است كه تشكيل كربن در آن كمترين مقدار باشد. در واحدهاي رفرمينگ تشكيل كربن به نوع كاتاليست و خوراك مصرفي بستگي دارد. طبق تحقيقات به عمل آمده سرعت نسبي تشكيل كربن روي كاتاليزورهاي نيكل كه مهترين كاتاليست مصرفي در فرايندهاي رفرمينگ هستند، به ترتيب زير ميباشد:

Ethylene>> benzene, toluene>n-heptane>n-hexane>cyclohexane>trimethyle butane,n-butane>methane

بنابراين در فرايند رفرمينگ هيدروكربن‌ها جهت توليد گاز سنتز، استفاده از خوراك‌هاي سبك‌تر به ويژة متان، مقرون به صرفه و مناسب ميباشد.

با توجه به مطالب فوق‌الذكر پر واضح است كه فرايند رفرمينگ گاز طبيعي جهت توليد گاز سنتز مقرون به صرفهترين روش است. گرچه دلايل ويژهاي مانند دسترسي آسان به مواد اوليه، ارزان بودن يك خوراك نسبت به خوراك ديگر، سادگي تكنولوژي و غيره ممكن است باعث تغيير در انتخاب فرايند شود.

http://naft.itan.ir/?id=746
__________________

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#4 Posted: 20 Jul 2011 14:30

پردازش گازطبيعي
--------------------------------------------------------------------------------

گازطبيعي كه از زيرزمين تا سرچشمه بالا آورده مي شود كاملا با گازطبيعي مصرف كنندگان متفاوت است. اگرچه پردازش گازطبيعي در بسياري از جنبه ها ساده تر از پردازش و پالايش نفت خام است، اما به اندازه نفت، پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف كنندگان ضروري است.گازطبيعي كه توسط مصرف كنندگان استفاده مي شود، بيشتر از متان تشكيل شده است. اگرچه گازي كه در سرچشمه يافت مي شود و بيشتر تركيبات آن متان است نياز به پردازش زيادي ندارد و خالص است.گازطبيعي خام از سه نوع چاه استخراج مي شود: چاه هاي نفت، چاه هاي گاز و چاه هاي متراكم. گازطبيعي كه از چاه هاي نفت استخراج مي شود عموما به نام «گاز همراه» شناخته مي شود. اين گاز مي تواند جدا از نفت در تشكيلات وجود داشته باشد (گاز آزاد) يا اين كه در نفت خام حل شده باشد (گازمحلول).

گازطبيعي كه از چاه هاي گاز و متراكم مي آيد، كه در آن هيچ نفت خامي وجود ندارد يا اگر وجود دارد بسيار اندك است و با نام «گاز همراه» شناخته مي شود. چاه هاي گاز عموما گازطبيعي خام توليد مي كنند در حالي كه چاه هاي متراكم گازطبيعي آزاد به همراه يك هيدروكربن نيمه مايع متراكم توليد مي كنند. منبع گازطبيعي هرچه كه باشد، وقتي از نفت خام (در صورت وجود) جدا شد، معمولا در تركيب با ديگر هيدروكربن ها وجود دارد (عمدتا اتان، پروپان، بوتان و پنتانز). به علاوه، گازطبيعي خام حاوي بخار آب، سولفيد هيدروژن (S2(H دي اكسيدكربن، هليوم، نيتروژن و ديگر اجزا است.پردازش گازطبيعي شامل جداسازي تمام هيدروكربن ها و مايعات مختلف از گازطبيعي خالص است. به منظور توليد آن چه كه گازطبيعي خشك به كيفيت خطوط لوله ناميده مي شود، خطوط لوله اصلي حمل ونقل اغلب مقرراتي دارند كه براساس آن گازطبيعي هنگام حمل ونقل با خطوط لوله بايد تركيبات و كيفيت خاصي داشته باشد. اين بدين معناست كه قبل از حمل ونقل، گازطبيعي بايد تصفيه شود يا اين كه در مراحل تصفيه و پالايش، اتان، پروپان، بوتان و پنتانز بايد از گازطبيعي جدا شوند،اما اين بدين معنا نيست كه آن ها ضايعات هستند.در واقع، هيدروكربن هاي همراه كه تحت عنوان «مايعات گازطبيعي» شناخته مي شوند Natural Gas Liquids) NGL) مي توانند با محصولات حاصل از پردازش گازطبيعي بسيار ارزشمند باشند. NGL ها شامل اتان، پروپان، بوتان، ايزوبوتان و بنزين طبيعي مي باشند. اين NGL ها به طور جداگانه فروخته مي شوند و مصارف متفاوتي دارند، مثل افزايش بازيافت نفت در چاه هاي نفت، فراهم آوردن موادخام براي پالايشگاه هاي نفت يا نيروگاه هاي پتروشيمي به عنوان منابع انرژي.

در حالي كه بعضي از اوقات پردازش موردنياز مي تواند در سرچشمه يا نزديكي آن (پردازش حوزه) انجام شود،پردازش كامل گازطبيعي در يك نيروگاه پردازش گازطبيعي كه معمولا در منطقه توليدي گازطبيعي قرار دارد، انجام مي شود.گازطبيعي استخراج شده به اين نيروگاه هاي پردازش از طريق يك شبكه خطوط لوله جمع آوري انتقال داده مي شود. اين خطوط لوله قطر كوچك و فشار كمي دارند.يك سيستم جمع آوري پيچيده مي تواند از لوله تشكيل شود كه نيروگاه پردازش را به بيش از صدچاه در منطقه ارتباط مي دهد. براساس گزارش انجمن گاز آمريكا در سال 2000 حدود 36100 مايل سيستم گردآوري خط لوله در آمريكا وجود داشت.علاوه بر پردازش انجام شده در سرچشمه و در نيروگاه هاي پردازش متمركز، برخي پردازش هاي نهايي نيز در «نيروگاه هاي دو منظوره استخراج» انجام مي شود. اين نيروگاه ها بر روي سيستم هاي اصلي خط لوله قرار دارند. اگرچه گازطبيعي كه به اين نيروگاه ها مي رسد آماده كيفيت خط لوله است، در موارد خاص بازهم مقادير بسيار كمي از NGLها در آن جا وجود دارد كه دراين نيروگاه ها از گازطبيعي جدا مي شوند.

عمل واقعي پردازش گازطبيعي به گازطبيعي خشك، كيفيت خط لوله مي تواند بسيار پيچيده باشد، اما معمولا شامل چهار پردازش اصلي است تا ناخالصي هاي مختلف از آن جدا بشود:
• از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم
• از ميان برداشتن آب
• جداسازي مايعات گازطبيعي
• از ميان برداشتن دي اكسيد كربن و سولفور

علاوه بر چهار مرحله پردازش بالا، هيترها و ساينده هايي معمولا در سرچشمه يا در نزديكي آن نصب مي شوند. ساينده ها در درجه اول براي برداشتن شن و ديگر ناخالص هاي بزرگ به كار مي روند. هيترها تضمين مي كنند كه درجه حرارت گاز زياد پايين نيفتد. گازطبيعي كه حاوي حتي مقادير بسيار كمي از آب باشد، هنگام افت درجه حرارت، هيدرات هاي گازطبيعي در آن شكل مي گيرند. اين هيدارت ها داراي تركيبات جامد يا نيمه جامدي مي باشند كه شبيه كريستال هاي يخ هستند. با شكل گيري اين هيدارت ها در گازطبيعي مانعي در راه، عبور گازطبيعي از ميان دريچه ها و سيستم هاي گردآوري ايجاد مي شود. براي كاهش تشكيل هيدرات ها، واحدهاي گرمايي با سوخت گازطبيعي عموما در امتداد خط لوله جمع آوري نصب مي شوند جايي كه به نظر مي رسد هيدارت ها ممكن است تشكيل شوند.

از ميان برداشتن نفت و گاز متراكم
به منظور پردازش و حمل ونقل گازطبيعي محلول همراه، گاز بايد از نفتي كه در آن حل شده است، جدا شود. اين جداسازي گازطبيعي از نفت بيشتر با ابزاري كه در سرچشمه يا نزديكي آن نصب مي شود، انجام مي شود. پردازش عملي براي جدا كردن نفت از گازطبيعي استفاده مي شود و ابزاري كه براي اين كار استفاده مي گردد مي تواند به طور گسترده اي فرق كند. اگرچه گازطبيعي خشك كيفيت خط لوله در مناطق جغرافيايي مختلف در عمل يكسان هستند، اما گازطبيعي خام از مناطق مختلف ممكن است تركيبات و نيازمندي هاي جداسازي مختلف داشته باشند. در بسياري از موارد، گازطبيعي در نفت زيرزميني به علت فشاري كه تشكيلات تحمل مي كند محلول است. وقتي اين نفت و گازطبيعي توليد مي شود، ممكن است به علت كاهش فشار خودبه خود گاز از نفت جدا شود. مثل بازكردن سر قوطي نوشابه كه به محض بازشدن مقداري از گازهاي محلول در نوشيدني آزاد مي شود.در اين موارد، جداسازي نفت و گاز كاملا آسان است و اين دو هيدروكربن براي پردازش بيشتر به راه هاي مجزايي فرستاده مي شوند. ابتدايي ترين نوع جدا كننده «جدا كننده سنتي» ناميده مي شود.اين دستگاه شامل يك مخزن در بسته شده است جايي كه نيروي گرانش براي جدا كردن مايعات سنگين تر مثل نفت و گازهاي سبك تر مثل گازطبيعي به كار مي رود.

در موارد خاص اگرچه ابزار آلات تخصصي خاص براي جداسازي نفت از گازطبيعي مورد نياز است، يك نمونه از اين نوع ابزار آلات «جدا كننده با درجه حرارت پايين» ( LTX) است. اين دستگاه بيشتر براي چاه هاي توليدي گاز فشار بالا با نفت خام يا تراكم سبك به كار مي رود. اين جدا كننده ها از متمايزهاي فشار براي خنك كردن گازطبيعي مرطوب و جدا كردن نفت وگاز متراكم استفاده مي كنند. گاز مرطوب وارد جدا كننده با درجه حرارت پايين مي رود، سپس اين گاز به درون جدا كننده با درجه حرارت پايين از طريق يك مكانيسم مسدود جريان پيدا مي كند كه گاز را هنگام ورود به جدا كننده منبسط مي كند.
اين انبساط سريع گاز امكان پايين آوردن درجه حرارت در جدا كننده را فراهم مي كند. بعد از جدا كردن مايع، گاز خشك به «تعويض كننده گرما» برمي گردد و توسط گاز مرطوب ورودي گرم مي شود. با تغيير فشار گاز در بخش هاي مختلف جدا كننده امكان تغيير درجه حرارت نيز پديد مي آيد كه باعث مي شود نفت و آب از جريان گاز مرطوب جدا شوند. اين ارتباط اوليه با درجه حرارت بالا مي تواند براي استخراج گاز از يك جريان مايع نفت استفاده شود.از ميان برداشتن آبعلاوه بر جداسازي نفت و ديگر گازهاي متراكم از جريان گاز مرطوب، لازم است كه بيشتر آب همراه با گاز از آن جدا شود. بيشتر آب آزاد همراه با گازطبيعي استخراج شده توسط روش هاي جداسازي ساده در سرچشمه يا در نزديكي آن از گاز جدا مي شود. اگر چه برداشتن بخار آب موجود در محلول گازطبيعي نيازمند عمليات پيچيده تري است. اين عمليات شامل رطوبت زدايي از گازطبيعي است كه معمولا در دو مرحله انجام مي شود. مرحله جذب با گرفتن بخار آب توسط ماده نم زدا انجام مي شود. مرحله (جذب سطحي) زماني اتفاق مي افتد كه بخار آب متراكم و در سطح جمع آوري مي شود.

نم زدايي يا رطوبت زدايي گلايكول
يك نمونه از نم زدايي جذب (absorption) تحت عنوان نم زدايي گلايكول شناخته مي شود. در اين فرايند، يك مايع نم زداي خشك كننده براي جذب بخار آب از جريان گاز استفاده مي شود. گلايكول، ماده اصلي در اين فرايند، شباهت شيميايي به آب دارد. اين بدين معناست كه وقتي در تماس با يك جريان گازطبيعي حاوي آب قرار مي گيرد، گلايكول آب را از جريان گاز مي ربايد.
اساسا نم زدايي گلايكول شامل استفاده از حلال گلايكول معمولا دي اتيل گلايكول (DEG) يا تري اتيل گلايكول (TEG) مي باشد كه در يك تماس دهنده با جريان گاز مرطوب تماس پيدا مي كند. حلال گلايكول آب را از گاز مرطوب جذب مي كند. وقتي جذب شد، ذرات گلايكول سنگين تر مي شوند و در انتهاي تماس دهنده جمع مي شوند جايي كه آن ها به بيرون از نم زدا برده مي شوند. گازطبيعي كه بدين شكل بيشتر تركيبات آب خود را از دست مي دهد، به بيرون از نم زدا انتقال مي يايد. حلال گلايكول به همراه تمام آبي كه از گازطبيعي جذب كرده است از ميان يك ديگ بخار تخصص يافته كه به منظور بخار كردن آب باقيمانده طراحي شده است، عبور مي كند. وقتي آب موجود در اين ديگ بخار به حرارت 212درجه فارنهايت مي رسد بخار مي شود، در حالي كه گلايكول تا 400 درجه فارنهايت بخار نمي شود. اين تفاوت درجه جوش جدا كردن آب از محلول گلايكول را آسان مي سازد و امكان استفاده دوباره از آن در فرايند نم زدايي را فراهم مي كند.نوآوري جديد در اين فرايند، اضافه كردن خازن هاي جدا كننده فلاش تانك است. علاوه بر جذب آب از جريان گاز مرطوب، محلول گلايكول گاه گاهي با خود مقادير كوچكي از متان و ديگر تركيبات موجود در گاز مرطوب حمل مي كند. درگذشته اين متان به سادگي از ديگ بخار خارج مي شد. علاوه بر هدربخشي از گازطبيعي كه استخراج شده بود، اين خروج گاز به آلودگي هوا و تأثير گاز گلخانه اي كمك مي كرد. به منظور كاهش ميزان متان و ديگر تركيبات هدر رفته، خازن هاي جدا كننده فلاش تانك استفاده مي شوند تا اين تركيبات را قبل از رسيدن محلول گلايكول به ديگ بخار از محلول جدا كنند.
اساسا يك جدا كننده فلاش تانك شامل وسيله اي است كه فشار محلول گلايكول را كم مي كند و به متان و ديگر هيدروكربن ها اجازه بخار شدن (فلاش) مي دهد. محلول گلايكول سپس به ديگ بخار مي رود كه ممكن است با خازن هاي خنك كننده هوا يا آب مجهز شود. اين كار براي جذب هرگونه تركيبات ارگانيك باقي مانده است كه ممكن است در محلول گلايكول باقي مانده باشد.اين سيستم ها در عمل نشان داده اند كه مي توانند 90 تا 99 درصد از متان را بازيافت كنند.

نم زدايي ماده خشك كننده جامد
نم زدايي ماده خشك كننده جامد اولين شكل نم زدايي گازطبيعي با استفاده از جذب سطحي است و معمولا شامل دو يا بيشتر برج جذب سطحي است كه با يك ماده خشك كننده جامد پرشده است. مواد خشك كننده معمولي شامل آلومينيوم يا يك ماده ژل مانند سيليكا دانه دانه است.گازطبيعي مرطوب از ميان اين برج ها، از بالا تا پايين عبور مي كنند. همان طوري كه گازطبيعي از اطراف ذرات ماده خشك كننده عبور مي كند آب به سطح ذرات ماده خشك كننده مي چسبد با عبور از ميان كل بستر خشك كننده تقريبا تمام آب به درون ماده خشك كننده جذب مي شود و اجازه مي دهد كه گاز خشك از انتهاي برج خارج شود.نم زداهاي ماده خشك كننده جامد معمولا مؤثرتر از نم زداهاي گلايكول هستند و معمولا به عنوان يك نوع از سيستم دو منظوره در طول خطوط لوله گازطبيعي نصب مي شوند. اين انواع از سيستم هاي نم زدايي براي مقادير زياد گاز تحت فشار بالا بسيار مناسب هستند و معمولا در انتهاي يك خط لوله در يك ايستگاه كمپرسور قرار دارند. در اين مورد به دو برج يا بيشتر نياز است چون بعد از دوره خاصي از استفاده ماده خشك كننده در يك برج خاص با آب اشباع مي شود. براي توليد دوباره ماده خشك كننده، يك هيتر با درجه حرارت بالا براي گرم كردن گاز تا درجه حرارت بالا استفاده مي شود. عبور اين گاز گرم شده از ميان يك بستر خشك كننده اشباع شده آب موجود در آن را در برج جاذب بخار مي كند و آن را خشك مي كند و امكان نم زدايي بيشتر گازطبيعي را فراهم مي كند.

در بسياري از موارد مايعات گازطبيعي (NGL) ارزش بيشتري نسبت به محصولات جدا شده دارند و بنابراين اقتصادي و به صرفه است كه آنها را در جريان گاز جدا كنيم. جدا كردن مايعات گازطبيعي معمولا در يك نيروگاه پردازش نسبتا متمركز انجام مي شود و از تكنيك هاي مشابه به آن هايي كه در نم زدايي گازطبيعي به كار مي رفت استفاده مي شود.دو قدم اوليه براي عمل آوري مايعات گازطبيعي وجود دارد. اول مايعات بايد از گازطبيعي استخراج شود دوم اين مايعات گازطبيعي بايد از خودشان جدا شوند و به اجزاي پايه شان تبديل شوند.

استخراج NGL
دو تكنيك اساسي براي جداسازي NGLها از جريان گازطبيعي وجود دارد. روش جذب و روش انبساطي كريوژنيك. اين دو فر ايند مي توانند تا 90درصد از كل مايعات گازطبيعي را توليد كنند.

روش جذب
نفت جاذب از نظر تركيب با NGLها شباهت دارد مثل گلايكول كه در تركيب با آب شباهت داشت. قبل از اين كه نفت هيچ گونه NGL را بربگيرد با نام نفت جاذب فقير ناميده مي شود. هنگامي كه گازطبيعي از ميان يك برج جذب عبور كند در تماس با نفت جاذب، مايعات همراهش در اين جاذب حل مي كند. «نفت جاذب غني» در اين موقعيت حاوي NGL يا همان مايعات گاز است كه در برج جذب از انتها قرار دارد. اين ماده در اين مرحله تركيبي از نفت جاذب،پروپان، بوتان، پنتانز و ديگر هيدروكربن هاي سنگين تر است. نفت غني به دستگاه هاي تقطير نفت فقير تغذيه مي شود. اين فرايند امكان بازيافت حدود 75 درصد از بوتان 85 تا 90 درصد از پنتانز و ملكول هاي سنگين تر از جريان گازطبيعي را فراهم مي كند.فرايند جذب اوليه كه در بالا توضيح داده شد مي تواند براي افزايش تأثيرش اصلاح شود يا استخراج NGLهاي خاص را هدف گيرد. در روش جذب نفت سرد شده جايي كه نفت فقير از طريق سرد سازي سرد مي شود، بازيافت پروپان مي تواند تا 90درصد باشد و حدود 40 درصد از اتان مي تواند از جريان گازطبيعي استخراج شود. استخراج ديگر مايعات سنگين تر در اين روش نزديك به صد درصد است.

برداشتن دي اكسيدكربن و سولفور
علاوه بر جداسازي آب، نفت و NGLهاي ديگر، يكي از مهم ترين قسمت هاي پردازش گاز شامل جداسازي دي اكسيد كربن و سولفور است. گازطبيعي بعضي چاه ها حاوي مقادير مهمي از سولفور ودي اكسيدكربن است. اين گازطبيعي به علت بوي زننده سولفور بيشتر «گاز ترش» ناميده مي شود. گاز ترش غيرمطلوب است چون تركيبات سولفوري كه دارد مي تواند بسيار مضر باشد حتي براي تنفس هم مرگ آور است. گاز ترش مي تواند هم چنين بسيار فرساينده باشد. به علاوه سولفوري كه در جريان گازطبيعي وجود دارد مي تواند استخراج شود و به طور جداگانه وارد بازار شود. در واقع براساس گزارش ها و مطالعات انجام شده توليد سولفور از اين طريق مي تواند حدود 15درصد از توليد كل سولفور را در بربگيرد. سولفوري كه در گازطبيعي وجود دارد به شكل سولفيد هيدروژن (H2S) است و معمولا اگر ميزان سولفيد هيدروژن از 5.7 ميلي گرم در هر مترمكعب گازطبيعي بيشتر شود اين گاز، گاز ترش ناميده مي شود. فرايند جداسازي سولفيد هيدروژن از گازترش، به شيرين كردن گاز ناميده مي شود.

فرايند اوليه شيرين كردن گاز ترش بسيار به فرايند نم زدايي گلايكول و جذب NGL شباهت دارد. اگرچه در اين مورد از محلول هاي آمين براي جدا كردن سولفيد هيدروژن استفاده مي شود. به اين فرايند،«فرايند آمين» مي گويند و در 95 درصد از شيرين كردن گازهاي ترش به كار مي رود. گاز ترش از ميان يك برج حركت مي كند كه داراي محلول آمين است. تركيب اين محلول بسيار به تركيب سولفور شباهت دارد و همان طوري كه گلايكول آب را جذب مي كند، سولفور را جذب مي كند. دو محلول آمين اساسي وجود دارد كه در اين فرايند مورد استفاده قرار مي گيرد: مونواتالونامين(MEA) و دي اتالونامين ((DEA هر كدام از اين تركيبات در شكل مايع تركيبات سولفور را از گازطبيعي هنگام عبور جذب خواهد كرد. گاز باقي مانده به راستي عاري از تركيبات سولفور است بنابراين آن وضعيت ترش را از دست مي دهد. مثل فرايند استخراج NGL و نم زدايي گلايكول محلول آمين استفاده شده مي تواند دوباره توليد شود (يعني زماني كه سولفور جذب شده جدا شود) و به آن اجازه مي دهد تا دوباره براي عمل آوري گازهاي ترش بيشتر استفاده شود.

اگر چه بيشتر شيرين سازي گاز ترش شامل فرايند جذب آمين است امكان استفاده از جاذب هاي جامد مثل اسفنج هاي آهني براي جداسازي دي اكسيدكربن و سولفيد وجود دارد.سولفور مي تواند جداگانه فروخته شود اگر كه شكل پايه آن كاهش پيدا كند. سولفور پايه يك پودر زرد روشن است و مي تواند اغلب در تپه هاي بزرگي نزديك نيروگاه هاي عمل آوري گاز ديده شود. به منظور بازيافت سولفور پايه از نيروگاه پردازش گاز، سولفوري كه ناخالص دارد و از فرايند شيرين سازي به دست مي آيد بايد بيشتر عمل آوري شود. فرايند مورد استفاده براي بازيافت سولفور با نام فرايند «كلاوس» شناخته مي شود و واكنش هاي گرمايي و كاتاليزي استفاده مي شود تا عنصر پايه از محلول سولفيد هيدروژن استخراج شود.به طور كلي فرايند كلاوس معمولا قادر به بازيافت 97 درصد از سولفور موجود در گازطبيعي است. از آن جايي كه اين يك ماده مضر و آلاينده است باز هم تصفيه مي شود.پردازش گاز يك قطعه ابزاري از زنجيره با ارزش گازطبيعي است اين عمل در تضمين اين كه گازطبيعي به شكل پاك و خالص استفاده شود كاربردي و حياتي است. وقتي گازطبيعي به طور كامل پردازش شد و براي مصرف آماده شد بايد از مناطق توليد و پردازش به مناطق مورد نياز منتقل شود.

» منبع: وبلاگ نيروگاه نكا

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#5 Posted: 20 Jul 2011 14:32

کالیبره کردن یا کالیبراسیون
--------------------------------------------------------------------------------

کالیبراسیون مطابقت با استاندارد را تعیین می‌کند. کالیبراسیون اندازه‌گیری و تعیین صحت وسیله اندازه‌گیری در مطابقت با مرجع تایید شده می‌باشد.
هدف کالیبراسیون ایجاد نظامی موثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیکی دستگاه‌های آزمون و وسایل اندازه‌گیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آنها بر کیفیت فرایند تاثیرگذار می‌باشد. این کار به منظور اطمینان از تطابق اندازه گیری‌های انجام شده با استانداردهای جهانی مورد استفاده قرار میگیرد.
تعریف دقیق کالیبراسیون در استاندارد ملی ایران به شماره ۴۷۲۳ آمده است.
فنون کالیبراسیون دستگاه ها
فنون کالیبراسیون دستگاه ها :
به طور كلی كالیبراسیون به سه روش قابل اجراست. روش اول كالیبراسیون برای به دست آوردن خطا و ثبت نتایج حاصله است. روش دوم كالیبراسیون روش اول را در برگرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل مقایسه شده و وضعیت وسیله نیز از جهت قبول یا رد آن مشخص میشود. روش سوم كالیبراسیون روش دوم را دربرگرفته و تنظیم، تعمیر یا حذف خطای ایجاد شده را نیز دربرمیگیرد.

تعیین فواصل زمانی كالیبراسیون مجدد
تعیین حداكثر زمان فواصل كالیبراسیون دورهای دستگاههای اندازهگیری یكی از عناصر مؤثر در یك نظام كالیبراسیون است. عوامل زیادی در تعیین این زمان
مؤثرند كه مهمترین آنها موارد زیر است:
1- نوع وسیله (دستگاه)
2- پیشنهاد و توصیه كارخانه سازنده
3- روند دادههای به دست آمده از روی سوابق كالیبراسیونهای قبلی
4- سوابق تعمیر و نگهداری دستگاه
5- طول زمان استفاده تعداد دفعات استفاده و چگونگی استفاده از دستگاه
6- میزان گرایش به فرسودگی و تغییر تدریجی ویژگیهای مترولوژیكی با گذشت زمان
7- تعداد دفعات و كیفیت بازرسی تجهیزات در داخل سازمان
8- تعداد دفعات تست ضربدری دستگاه با دستگاههای دیگر به ویژه در مورد استانداردهای اندازهگیری
9- شرایط محیطی (دما، رطوبت، ارتعاش و غیره)
10- دقت اندازهگیری مورد نظر
هزینه كالیبراسیون را معمولاً نمیتوان در تعیین فواصل كالیبراسیون نادیده گرفت كه این خود ممكن است عامل محدودكننده به شمار آید. بنابراین با توجه به عوامل فوق آشكار است كه جدول فواصل كالیبراسیون یكنواختی نمیتوان تهیه كرد. بهتر است كه ابتدا جدولی تهیه شود و سپس با توجه به موقعیتهای خاص در آن تغییراتی داده شود. به هنگام تعیین فواصل كالیبراسیون مجدد هر وسیله اندازهگیری، دو معیار اساسی و متناقض وجود دارد كه لازم است موازنه شوند:
1- خطر احتمالی ناشی از بهكارگیری یك وسیله اندازهگیری در خارج از حدود رواداری آن كه باید تا حد امكان كاهش یابد.
2- هزینه كالیبراسیون سالیانه كه باید در حداقل مقدار نگهداشته شود.
سیستمی كه فواصل زمانی بین دو تأییدیه را، پس از تعیین اولیه بازبینی ننماید قابل اطمینان نیست. در بازبینی باید دو پارامتر ریسك و قرار نگرفتن وسیله در محدوده مجاز در فواصل بین دو تأیید و هزینه هر بار تست و تأییدیه مد نظر قرار گیرد. در این جا روشهایی برای بازبینی فواصل زمانی بین دو تأییدیه ارائه میگردد.
الف) تنظیم اتوماتیك یا پلهای:
هر زمان كه وسیلهای به صورت روتین تأیید میشود، اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأییدیه به خارج از تلرانس خطا برود، فاصله زمانی بین دو تأییدیه كاهش داده میشود و اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأیید هنوز در محدوده تلورانس خطا باشد، زمان افزایش داده میشود. روش پلهای ممكن است به سرعت باعث حصول پریود بهینه شود بدون آنكه كارهای نوشتاری زیادی صورت پذیرد.
ب) چارت كنترل
كمیتهای تست شده در هر مرحله تأیید، یادداشت شده و منحنی تغییرات آنها نسبت به زمان رسم میشود. از این منحنیها پراكندگی حول میانگین و انباشتگی محاسبه میگردد.
ج) زمان تقویمی یا سپری شده
ابتدا وسایل اندازه گیری به گروههایی بر اساس مشابهت ساختاری آنها با یكدیگر، قابلیت اطمینان و پایداری یكسانی تقسیم میشوند. طول زمان تأییدیه مشخصی به هر گروه بر اساس درك و تجارب مهندسی اختصاص داده میشود. در هر گروه تعداد وسایلی كه در زمان تعیین شده جهت تأیید مجدد برگردانده میشوند. اما خطای زیادی در آنها مشاهده میشود، یا به گونهای تأیید نمیشوند، یادداشت شده و به صورت نسبتی از كل تعداد وسایل در آن گروه بیان میشود.
در تعیین اقلام غیرقابل تأیید آن تعداد كه به طور واضح آسیب دیدهاند یا توسط مصرفكننده به عنوان مشكوك یا معیوب بازگردانده شدهاند، گنجانیده نمیشوند. چون این وسایل برای اندازهگیری به كار نمیروند، در نتیجه تولید خطا نمیكنند. اگر نسبت وسایل تأیید نشده زیاد باشد، پریود بین دو تأیید باید كاهش داده شود. اگر زیرمجموعهای خاص از وسایل مانند سایر اعضای گروه رفتار ننمایند، این زیرگروه باید به گروه دیگری منتقل شود كه دارای پریود بین دو تأیید متفاوتی باشد. اگر تعداد وسایل غیرقابل تأیید دریك گروه خیلی كم باشد ممكن است از نظر اقتصادی افزایش پریود بین دو تأیید قابل توجیه باشد.
د- زمان مصرف شدن وسیله:
این روش برگرفته از روشهای قبلی است. اساس روش ثابت است، اما پریود بین دو تأییدیه به جای زمان سپری شده برحسب ماه، برحسب ساعات مصرف تعریف میشود. وسیله اندازهگیری مجهز به سیستم اندازهگیری زمان مصرف است و هر گاه زمان مصرف نشان داده شده به حد مشخصی رسید، وسیله تست، تنظیم و تأیید مجدد میشود. امتیاز تئوریك مهم این روش آن است كه دفعات تأیید و در نتیجه هزینه تأیید مستقیماً بر اساس زمان مصرف است.
و- تست در حال سرویس یا جعبه سیاه:
این روش مكمل تست و تأیید كامل سیستم است. در این صورت در فاصله زمانی بین دو تأیید كامل، از وضعیت وسیله اندازهگیری اطلاع گرفته میشود و این اطلاعات كفایت یا عدم كفایت طول زمان بین دو تأیید كامل را روشن مینماید. این روش مشابهتی با روشهای اول و دوم دارد و برای وسایل و سیستمهای اندازهگیری پیچیده مناسب است. پارامترهای بحرانی و مهم بهطور مكرر مثلاً هر روز یك بار یا هر روز چند بار چك میشوند و این كار توسط كالیبراتوری كه تنها پارامترهای مشخصی را اندازهگیری میكند (Black Box) انجام میشود. اگر در این تستها وسیله اندازهگیری تأیید نشود جهت بررسی، تست و تأیید كامل ارسال میشوند.
مهمترین مزیت این روش آن است كه اطمینان لازم برای استفادهكننده از وسیله را فراهم میآورد. این روش برای وسایلی كه از نظر جغرافیایی دور از لابراتوار كالیبراسیون هستند، مناسب است. زیرا تست و تأیید كامل زمانی انجام میشود كه نیاز به آن وجود داشته باشد و از طرفی فاصله زمانی بین دو تأییدیه افزایش یابد. مشكل اساسی در این روش تعیین پارامترهای مهم وسیله اندازهگیری جعبه سیاه و طراحی جعبه سیاه است.
برچسبهای كالیبراسیون
پس از انجام كالیبراسیون برای كنترل و حصول اطمینان از انجام عملیات كالیبراسیون برچسبهای كالیبراسیون بر روی وسیله اندازهگیری شده، نصب میشوند. كلیه دستگاههای تست، بازرسی و آزمون باید دارای برچسب كالیبراسیون باشند تا تعیین شود كه دستگاه توسط آزمایشگاه كالیبراسیون بازرسی و كالیبره شده است. بر روی برچسب كالیبراسیون حتماً باید تاریخ كالیبره و انقضای اعتبار آن قید شود، مهر آزمایشگاه كالیبرهكننده بر روی آن باشد و در جایی كه به وضوح دیده میشود، نصب گردد.
برچسبهای كالیبراسیون دارای انواع مختلفی هستند:
1- برچسب مخصوص استانداردهای اولیه به رنگ قرمز
2- برچسب مخصوص استانداردهای ثانویه به رنگ طلایی
3- برچسب مخصوص استانداردهای كاری به رنگ سبز
4- برچسب مخصوص كلیه دستگاههای متفرقه به رنگ سفید
5- برچسب (No CALIBRATION REQUIRED) NCR مربوط به تجهیزاتی كه نیاز به كالیبراسیون ندارند.
6- برچسب (CALIBRATION BEFORE USE) CBU مربوط به تجهیزاتی كه به ندرت استفاده میشوند.
مطمئن شوید صفر دستگاه کجاست؟!
آزمایشگاه كالیبراسیون
كالیبراسیون در واقع ایجاد نظامی مؤثر به منظور كنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیكی دستگاههای آزمون و وسایل اندازهگیری و كلیه تجهیزاتی است كه عملكرد آنها بر كیفیت فرایند تأثیرگذار است و به منظور اطمینان از تطابق اندازهگیریهای انجام شده با استانداردهای جهانی مورد استفاده قرار میگیرد. اگرچه كالیبراسیون تعاریف متعددی دارد اما در یك نگاه كلی میتوان كالیبراسیون را مقایسه یك دستگاه اندازهگیری با یك استاندارد و تعیین میزان خطای این وسیله نسبت به آن و درصورت لزوم تنظیم دستگاه در مقایسه با استانداردهای مربوطه دانست.
اگرچه كالیبره كردن تجهیزات پزشكی در ابتدای به كارگیری آنها و در لحظه ساخت از اهمیت قابل قبولی برخوردار است، اما حصول اطمینان از كاربرد دستگاههای كالیبره در تمامی مدت فعالیت آن دستگاه، نكتهای است كه باعث ایجاد اعتماد متقابل پزشك و بیمار شده و علاوه بر كاهش هزینههای درمانی، كاهش مدت زمان بستری را نیز دربرخواهد داشت.
بدون شك، آزمایشگاه كالیبراسیون میتواند دربسیاری از فرآیندهای بیمارستانی نقش عمدهای ایفا نماید و ابعاد مختلف مرتبط با تجهیزات پزشكی از جمله تعمیرات، نظارت و بازرسی را متحول سازد.

مهمترین اهداف تأسیس آزمایشگاه كالیبراسیون به شرح زیر است:
1- كاهش هزینه تعمیرات اتفاقی به دلیل نظارت بر عملكرد دستگاه
2- افزایش عمر تجهیزات پزشكی به دلیل كاهش مراجعات و بررسی عملكرد دستگاه توسط متخصصان
3- كاهش مواد، قطعات و ملزومات مصرفی
4- جلوگیری از مراجعات متعدد به مراكز درمانی به منظور كسب اطمینان از صحت آزمایشات
یكی از تصمیماتی كه به هنگام تنظیم كالیبراسیون باید در نظر گرفته شود این است كه آیا كالیبره كردن دستگاه مورد نظر در داخل سازمان و از طریق راهاندازی آزمایشگاه كالیبراسیون انجام شود یا از خدمات شركتهای ارائهكننده خدمات كالیبراسیون استفاده شود. كالیبراسیون فرآیندی دورهای است كه باید نسبت به انجام آن در دورههای مشخص و معینی اقدام نمود. دلایل زیر به صورت پنهان و غیرمستقیم به توجیه اقتصادی و فرآیند كالیبراسیون تجهیزات پزشكی تأثیرگذار است:
1- در حال حاضر تكنولوژی كالیبره كردن تجهیزات پزشكی موضوع بسیار جدیدی است و شركتهای كمی در این زمینه فعالیت دارند و توانایی پوشش دادن محدوده وسیع كلیه تجهیزات پزشكی را ندارند.
2- هزینه اصلی استفاده از شركتهای خدماتدهنده در زمینه كالیبراسیون به طور مستقیم با تعداد دستگاههایی كه نیاز به كالیبره شدن دارند، متناسب است. البته این هزینه قابل توجه است.
3- افزون به هزینه ذكر شده در بند (2) باید هزینههای غیرمستقیم زیر نیز نظر گرفته شود:
الف- هزینههای پنهان مدت از كارافتادگی (خواب دستگاه) در هنگام ارسال دستگاه جهت انجام كالیبراسیون
ب- هزینه های پنهان اداری جهت ارسال دستگاه برای انجام كالیبراسیون
ج- هزینه های پنهان خرابی احتمالی دستگاهها در اثر حمل و نقل
د- هزینه های پنهان خارج شدن دستگاهها از وضعیت كالیبره به دلیل حمل و نقل
4- كالیبراسیون فرآیندی است كه در اثر اجرای آن اطمینان از داده خروجی دستگاه در ازای ورودی معین برای كاربر مشخص میگردد. بنابراین پس از هر بار انجام تعمیر بر روی هر دستگاه پزشكی، باید آن دستگاه از نظر كالیبره بودن نیز بررسی گردد. بنابراین بیمارستان متحمل هزینههای مرتبط با انجام كالیبراسیون به ازای انجام هر تعمیر اتفاقی برروی دستگاهها، علاوه بر كالیبراسیون دورهای میگردد.

تقسیم بندی استانداردهای آزمایشگاه كالیبراسیون
آزمایشگاه كالیبراسیون باید همواره اطمینان حاصل كند كه تمامی وسایل آزمون و اندازهگیر به طور دورهای برای بررسی، كالیبره و تأیید دقت و درستی به آزمایشگاه آورده میشوند. بر روی دستگاههایی كه تأیید میشوند باید برچسب مخصوصی زده شود و تاریخ كالیبراسیون و انقضا روی آن نوشته شده باشد. از به كار گرفتن دستگاههایی كه فاقد این برچسب هستند باید جداً جلوگیری به عمل آید.
استانداردهای موجود در هر آزمایشگاه به سه دسته كلی تقسیم میگردند:
1- استانداردهای اولیه:
این استانداردها دارای بالاترین دقت برای كمیت خاص هستند كه همواه توسط یك مؤسسه معتبر بینالمللی كالیبره و دارای تأییدیه هستند. این استانداردها توسط افراد مجرب برای كالیبره كردن استانداردهای ثانویه مورد استفاده قرار میگیرد.
2- استانداردهای ثانویه:
استانداردهایی هستند كه به صورت دورهای توسط استانداردهای اولیه كالیبره میگردند و صرفاً برای كالیبره كردن استانداردهای رده پایینتر یعنی استانداردهای كاری به كار گرفته میشوند.
3- استانداردهای كاری
از نظر دقت، پایینترین مقیاس را در سطح آزمایشگاه كالیبراسیون دارند و برای كالیبره كردن كلیه دستگاههای اندازهگیر كه از واحدهای دیگر به آزمایشگاه فرستاده میشوند مورد استفاده قرار میگیرند.

شیوه اجرایی كالیبراسیون
كلیه دستگاههای آزمون و اندازهگیر در شعبات و كارگاههای مختلف همواره باید مورد بررسی بازرسین فنی قرار گرفته و در صورتی كه تاریخ اعتبار آنها پایان یافته و یا در شرف اتمام است، جهت كالیبره دورهای توسط فرم مخصوص به آزمایشگاه كالیبراسیون فرستاده شود. دستگاه مطابق روش استاندارد توسط كاركنان آزمایشگاه مورد آزمایش و كالیبره قرار میگیرد. اگر دقت دستگاه با دقت بیان شده در كتابچه فنی و یا مرجع استاندارد مربوطه مطابقت داشته باشد برچسب مخصوص كالیبراسیون بر روی دستگاه نصب خواهد شد. در این برچسب تاریخ كالیبره و تاریخ انقضا آن به طور وضوح قید گردیده است. در غیر این صورت دستگاه تعمیر یا تنظیم خواهد شد.
متخصصی كه دستگاه را كالیبره مینماید الزاماً باید فرم مخصوص اطلاعاتی دستگاه را تكمیل نموده و آن را با امضا خود تأیید كند و برچسب مخصوص كالیبراسیون را نیز ممهور نموده و در جایی كه به وضوح دیده شود، در روی دستگاه بچسباند. فرم اطلاعاتی كه به عنوان گواهینامه صادر میشود حتماً باید توسط مسؤول آزمایشگاه بررسی و مورد تأیید قرار گیرد، دستگاه پس از انجام كلیه مراحل به كارگاه و یا شعبه مربوطه ارسال میگردد.
كلیه برچسبهای كالیبراسیون باید توسط متخصص آزمایشگاه كالیبراسیون برداشته یا نصب شود در غیر این صورت اگر برچسب اطمینان درستی دستگاهی مخدوش شده باشد آزمایشگاه از قبول آن خودداری خواهد نمود. بازرسین فنی در كلیه كارگاهها موظف هستند كلیه وسایل اندازهگیر و تستكننده را به طور مرتب مورد بررسی قرار داده و اطمینان حاصل كنند كه تاریخ اعتبار كالیبره آنها نگذشته باشد و در غیر این صورت آنها را برای كالیبره به آزمایشگاه كالیبراسیون ارسال نمایند.
دستگاههایی كه تعمیر و یا تنظیم میگردند بعد از خاتمه كار دوباره كالیبره شده و در صورتی كه ویژگی مترولوژیكی خود را بازیافته باشند برچسب كالیبراسیون و برچسب اطمینان و درستی روی آنها نصب میگردد، اقدامات انجام شده در مورد تعمیر و یا تنظیم دستگاه و همچنین قطعات مصرف شده لزوماً باید در فرم مخصوص اطلاعاتی دستگاه قید گردد.
دستگاههایی كه به ندرت استفاده میشوند، باید دارای برچسب (CALIBRATION BEFORE USE) C.B.U باشند و هرگاه لازم شد كه از آنها استفاده گردد حتماً قبل از استفاده باید طبق روش معمول كالیبره گردند.
دستگاههایی كه خراب شده و قابل تنظیم و یا تعمیر نبوده و دقت كاری خود را از دست داده باشند، باید توسط فرمهای مخصوصی از رده خارج گردند. در این رابطه فقط آزمایشگاه كالیبراسیون تصمیم گرفته و حكم صادر میكند.
دستگاههایی كه نیاز به كالیبره ندارند با برچسب (NOT CALIBRATION REQUIRED) N.C.R مشخص گردند.
اگر دستگاهی معیوب شده و یا دقت آن مورد شك و تردید باشد، باید فوراً توسط فرم مخصوص با ذكر علت خرابی به آزمایشگاه كالیبراسیون ارسال شود. آزمایشگاه كالیبراسیون موظف است هر ماه لیستی از كلیه دستگاههایی كه اعتبار آنها منقضی یا در شرف اتمام است، تهیه نماید و به كارگاهها و شعبات جهت اطلاع ارسال كند.
اگرچه در نگاه اول و در ظاهر، تجهیزات كالیبراسیون دستگاههای پزشكی به عنوان كالیبره كننده یك یا چند پارامتر به هم شبیه هستند و عملكرد مشابهی دارند، اما چگونگی و دامنه عملكرد آنها میتواند بسیار متفاوت باشد. در بسیاری از موارد دیده شده برخی از كالیبراتورها تنها امكان كالیبره كردن دستگاههای پزشكی معین كه مشخصات آنها از قبل در كالیبراتور تعریف شده را دارا هستند. پركاربردترین كالیبراتورهای آزمایشگاه كالیبراسیون تجهیزات پزشكی در جدول زیر نشان داده شده است.

فنون كالیبراسیون
به طور كلی كالیبراسیون به سه روش قابل اجراست. روش اول كالیبراسیون برای به دست آوردن خطا و ثبت نتایج حاصله است. روش دوم كالیبراسیون روش اول را در برگرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل مقایسه شده و وضعیت وسیله نیز از جهت قبول یا رد آن مشخص میشود. روش سوم كالیبراسیون روش دوم را دربرگرفته و تنظیم، تعمیر یا حذف خطای ایجاد شده را نیز دربرمیگیرد.
تعیین فواصل زمانی كالیبراسیون مجدد
تعیین حداكثر زمان فواصل كالیبراسیون دورهای دستگاههای اندازهگیری یكی از عناصر مؤثر در یك نظام كالیبراسیون است. عوامل زیادی در تعیین این زمان
مؤثرند كه مهمترین آنها موارد زیر است:
1- نوع وسیله (دستگاه)
2- پیشنهاد و توصیه كارخانه سازنده
3- روند دادههای به دست آمده از روی سوابق كالیبراسیونهای قبلی
4- سوابق تعمیر و نگهداری دستگاه
5- طول زمان استفاده تعداد دفعات استفاده و چگونگی استفاده از دستگاه
6- میزان گرایش به فرسودگی و تغییر تدریجی ویژگیهای مترولوژیكی با گذشت زمان
7- تعداد دفعات و كیفیت بازرسی تجهیزات در داخل سازمان
8- تعداد دفعات تست ضربدری دستگاه با دستگاههای دیگر به ویژه در مورد استانداردهای اندازهگیری
9- شرایط محیطی (دما، رطوبت، ارتعاش و غیره)
10- دقت اندازهگیری مورد نظر
هزینه كالیبراسیون را معمولاً نمیتوان در تعیین فواصل كالیبراسیون نادیده گرفت كه این خود ممكن است عامل محدودكننده به شمار آید. بنابراین با توجه به عوامل فوق آشكار است كه جدول فواصل كالیبراسیون یكنواختی نمیتوان تهیه كرد. بهتر است كه ابتدا جدولی تهیه شود و سپس با توجه به موقعیتهای خاص در آن تغییراتی داده شود. به هنگام تعیین فواصل كالیبراسیون مجدد هر وسیله اندازهگیری، دو معیار اساسی و متناقض وجود دارد كه لازم است موازنه شوند:
1- خطر احتمالی ناشی از بهكارگیری یك وسیله اندازهگیری در خارج از حدود رواداری آن كه باید تا حد امكان كاهش یابد.
2- هزینه كالیبراسیون سالیانه كه باید در حداقل مقدار نگهداشته شود.
سیستمی كه فواصل زمانی بین دو تأییدیه را، پس از تعیین اولیه بازبینی ننماید قابل اطمینان نیست. در بازبینی باید دو پارامتر ریسك و قرار نگرفتن وسیله در محدوده مجاز در فواصل بین دو تأیید و هزینه هر بار تست و تأییدیه مد نظر قرار گیرد. در این جا روشهایی برای بازبینی فواصل زمانی بین دو تأییدیه ارائه میگردد.
الف) تنظیم اتوماتیك یا پلهای:
هر زمان كه وسیلهای به صورت روتین تأیید میشود، اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأییدیه به خارج از تلرانس خطا برود، فاصله زمانی بین دو تأییدیه كاهش داده میشود و اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأیید هنوز در محدوده تلورانس خطا باشد، زمان افزایش داده میشود. روش پلهای ممكن است به سرعت باعث حصول پریود بهینه شود بدون آنكه كارهای نوشتاری زیادی صورت پذیرد.
ب) چارت كنترل
كمیتهای تست شده در هر مرحله تأیید، یادداشت شده و منحنی تغییرات آنها نسبت به زمان رسم میشود. از این منحنیها پراكندگی حول میانگین و انباشتگی محاسبه میگردد.
ج) زمان تقویمی یا سپری شده
ابتدا وسایل اندازهگیری به گروههایی بر اساس مشابهت ساختاری آنها با یكدیگر، قابلیت اطمینان و پایداری یكسانی تقسیم میشوند. طول زمان تأییدیه مشخصی به هر گروه بر اساس درك و تجارب مهندسی اختصاص داده میشود. در هر گروه تعداد وسایلی كه در زمان تعیین شده جهت تأیید مجدد برگردانده میشوند. اما خطای زیادی در آنها مشاهده میشود، یا به گونهای تأیید نمیشوند، یادداشت شده و به صورت نسبتی از كل تعداد وسایل در آن گروه بیان میشود.
در تعیین اقلام غیرقابل تأیید آن تعداد كه به طور واضح آسیب دیدهاند یا توسط مصرفكننده به عنوان مشكوك یا معیوب بازگردانده شدهاند، گنجانیده نمیشوند. چون این وسایل برای اندازهگیری به كار نمیروند، در نتیجه تولید خطا نمیكنند. اگر نسبت وسایل تأیید نشده زیاد باشد، پریود بین دو تأیید باید كاهش داده شود. اگر زیرمجموعهای خاص از وسایل مانند سایر اعضای گروه رفتار ننمایند، این زیرگروه باید به گروه دیگری منتقل شود كه دارای پریود بین دو تأیید متفاوتی باشد. اگر تعداد وسایل غیرقابل تأیید دریك گروه خیلی كم باشد ممكن است از نظر اقتصادی افزایش پریود بین دو تأیید قابل توجیه باشد.
د- زمان مصرف شدن وسیله:
این روش برگرفته از روشهای قبلی است. اساس روش ثابت است، اما پریود بین دو تأییدیه به جای زمان سپری شده برحسب ماه، برحسب ساعات مصرف تعریف میشود. وسیله اندازهگیری مجهز به سیستم اندازهگیری زمان مصرف است و هر گاه زمان مصرف نشان داده شده به حد مشخصی رسید، وسیله تست، تنظیم و تأیید مجدد میشود. امتیاز تئوریك مهم این روش آن است كه دفعات تأیید و در نتیجه هزینه تأیید مستقیماً بر اساس زمان مصرف است.
و- تست در حال سرویس یا جعبه سیاه:
این روش مكمل تست و تأیید كامل سیستم است. در این صورت در فاصله زمانی بین دو تأیید كامل، از وضعیت وسیله اندازهگیری اطلاع گرفته میشود و این اطلاعات كفایت یا عدم كفایت طول زمان بین دو تأیید كامل را روشن مینماید. این روش مشابهتی با روشهای اول و دوم دارد و برای وسایل و سیستمهای اندازهگیری پیچیده مناسب است. پارامترهای بحرانی و مهم بهطور مكرر مثلاً هر روز یك بار یا هر روز چند بار چك میشوند و این كار توسط كالیبراتوری كه تنها پارامترهای مشخصی را اندازهگیری میكند (Black Box) انجام میشود. اگر در این تستها وسیله اندازهگیری تأیید نشود جهت بررسی، تست و تأیید كامل ارسال میشوند.
مهمترین مزیت این روش آن است كه اطمینان لازم برای استفادهكننده از وسیله را فراهم میآورد. این روش برای وسایلی كه از نظر جغرافیایی دور از لابراتوار كالیبراسیون هستند، مناسب است.

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#6 Posted: 20 Jul 2011 14:38

توسعه دانش فني مبدلهاي توليد هيدروژن و گاز سنتز
--------------------------------------------------------------------------------

. مقدمه:
هيدروژن و گاز سنتز دو ماده اوليه بسيار مهم در صنايع نفت، گاز و پتروشيمي محسوب مي شوند.ميزان توليد فعلي سالانه هيدروژن در جهان حدود 50 ميليون تن در سال است. در اين ميان 99% هيدروژن توسط فرآيند ريفرمينگ سوختهاي فسيلي (عمدتاً گاز طبيعي) با بخار آب توليد مي شود. 97% اين ميزان توليد در همان مكانهاي مصرف (پتروشيمي ها، پالايشگاهها و ...) مي باشد و حدود 3% به صورت تجاري و به منظور فروش توليد مي شود. عمده مصارف هيدروژن را مي توان در پالايشگاهها جهت فرآيند هيدروژناسيون، واحدهاي پتروشيمي جهت توليد آمونياك و متانول و همچنين تبديل پارافينها به الفينها ذكر كرد.
گاز سنتز به عنوان يك ماده واسطه بسيارقوي و مؤثر در توليد محصولات پتروشيميايي مختلف و همچنين در توليد هيدروژن، همواره در صنايع مختلف پائين دستي نفت و گاز مورد توجه فراوان بوده است .در جهان سالانه به ميزان Exajoule 6‌ گاز سنتز توليد مي شود. عمده مصرف آن در زمينه توليد آمونياك (53%)، توليد هيدروژن (23%) و توليد متانول (11%) است. بقيه مصارف شامل توليد الكتريسته و فرآيند GTL است كه سهم GTL در اين ميان معادل Petajoule 500 (%8) مي باشد.
با توجه به نياز فراوان صنايع مختلف از جمله نفت، گاز، پتروشيمي، صنايع غذايي، متالورژي و غيره به اين دو ماده با ارزش، پژوهشگاه صنعت نفت از سال 1379 فعاليتهاي گسترده اي را جهت توسعه و بومي سازي تكنولوژيهاي مختلف توليد هيدروژن و گاز سنتز آغاز نموده است. فعاليتهاي انجام شده به خوبي در بر گيرنده كليه اجزاء بوده و تاكنون منجر به كسب دانش فني در چند زمينه شده است.
2. مراتب و مراحل نيل به دانش فني از سال 1379 لغايت 1386
2-1- آزمايشات در مقياس آزمايشگاهي
اين آزمايشات در زمينه هاي جداسازي (محلولهاي آمين و جاذبها) و واكنش (كاتاليست هاي ريفرمينگ، شيفت و متاناسيون) انجام شده است كه در نتيجه آنها اطلاعات لازم استخراج گرديد. اطلاعات استخراج شده به كمك ابزار مدلسازي و شبيه سازي، خوراك لازم جهت طراحي واحدها را تامين نمود. همچنين، انجام چنين آزمايشاتي منجر به توسعه بانك اطلاعاتي قوي شده است.
مدلسازي بخشهاي اساسي از جمله كوره ريفرمر، واحد PSA و واحد آمين انجام شده است. وجود اطلاعات آزمايشگاهي قوي در هر مورد، پشتوانه مناسبي براي هر يك از مدلهاي توسعه داده شده، مي باشد. دقت و صحت مدلها با مراجع و اطلاعات عملي و تجربي آزمايش شده است. وجود اين مدلها كه همگي به صورت نرم افزارهاي مناسب توسعه داده شده اند ابزار مناسب طراحي و انجام محاسبات مهندسي را در اختيار قرار داده است. برخي از اين نرم افزارها به مرحله تجاري رسيده و به صنعت فروخته شده و در حال استفاده مي باشند (نرم افزار(Terraced wall modules) RIPI-RefSim پالايشگاه بندر عباس و نرم افزار
RIPI-Refsim (Top fired modules) پتروشيمي اراك ).
وجود چنين تجربه و مدلهايي زمينه را جهت توسعه نرم افزار جامع شبيه سازي و طراحي واحدهاي توليد هيدروژن و گاز سنتز (در حال اتمام)، كه كليه روشهاي توليد هيدروژن و گاز سنتز را پوشش مي دهد، فراهم نموده اند.
مطالعات آزمايشگاهي و پايلوتي در زمينه ساخت كاتاليست مناسب فرآيند ريفرمينگ جهت نيل به كاتاليست مطابق با استانداردهاي بين المللي انجام شده است. اين مطالعات بسيار جامع و شامل بررسي سينتيك، بررسي فرمولاسيون، طول عمر، مدلسازي، مقاومت مكانيكي و ... بوده است. ماحصل كار كسب دانش فني ساخت كاتاليست ريفرمينگ در مقياس صنعتي مي باشد كه هم اكنون در اختيار پژوهشگاه بوده و آماده ارائه به صنعت است.
لازم به ذكر است مطالعات و فعاليتهاي مشابهي نيز در مورد كاتاليستهاي HTSC، LTSC و Methanation انجام شده است.
2- 4- خالص سازي توسط محلول آمين
فعاليتهاي انجام شده در اين زمينه شامل مطالعات آزمايشگاهي، ترموديناميك محلولها، بازيافت آمين مستعمل، ساخت محلولهاي فعال شده با نام MPT، مدلسازي و شبيه سازي واحدهاي صنعتي و بررسي اقتصادي مي باشد.
)الف (- مقايسه بين MPT (محلول ساخته شده در پژوهشگاه صنعت نفت ) و MDEA ( حلال رايج در شيرين سازي ). هرچه ارتفاع و پايداري كف كمتر باشد آن حلال مناسبتر است. )ب (- تغييرات مقدار آمين در محلول MPTنسبت به زمان
مجموعه اين فعاليتهاي منجر به كسب دانش فني طراحي مهندسي واحدهاي شيرين سازي با آمين گرديده است كه نتيجه آن عقد قرارداد طراحي مهندسي يك واحد Super Pilot تا مرحله FEED با شركت ملي گاز مي باشد.
پژوهشگاه صنعت نفت از سال 1370 تحقيقات مستمري را با هدف دستيابي به تكنولوژي ساخت جاذب ها و فرايندهاي جذب سطحي براي جداسازي و خالص سازي گازها آغاز نموده است.فعاليتهاي عمده، شامل بررسي سينتيك جذب، مطالعه انواع جاذبها، مدلسازي و شبيه سازي، طراحي و ساخت سيستم آزمايشگاهي و پايلوت، آزمايش روش PSA، تهيه فلسفه كنترل، و طراحي و اجراي برنامه كنترل PLCمي باشد. اين فعاليتها در مورد كاربردهاي مختلف از جمله جداسازي و خالص سازي هيدروژن، ازت و غيره انجام شده است. مجموعه اين تلاش ها منجر به كسب دانش فني ساخت جاذبهايي نظير غربال مولكولي كربني زئوليت 4A، كسب دانش فني فرايند PSA براي توليد نيتروژن از هوا، كسب دانش فني فرآيند جداسازي و توليد هيدروژن از گاز سنتز، و نيز توسعه نرم افزار شبيه سازي فرايند PSA‌ براي جداسازي گازها بوده است.
2-6- طراحي، نصب و راه اندازي پايلوت توليد گاز سنتز
اين پايلوت با ظرفيت Nm3/hr4 و بر اساس فرآيند Steam/CO2 Reforming و خالص سازي توسط واحد آمين، طراحي، نصب و راه اندازي شد. كليه مراحل مهندسي، نصب و راه اندازي در داخل پژوهشگاه انجام گرديد و نتايج آزمايشي آن بسيار موفقيت آميز بوده است. جهت كنترل عملكرد سيستم از روش كنترل پيشرفته PLC استفاده شده است.
شرايط عملياتي : دماي 0C 950، فشار 20 بار، خلوص 99/99 نسبت 1H2/CO>
خوراك: گاز طبيعي يا LPG.
لازم بذكر استDesign Package مربوطه موجود مي باشد.
2- 7- طراحي، نصب و راه اندازي پايلوت توليد گاز سنتز و هيدروژن
اين پايلوت با ظرفيت Nm3/hr15 و بر اساس فرآيند Steam Reforming‌ جهت توليد هيدروژن، و فرآيند Steam/CO2 Reforming جهت توليد گاز سنتز، طراحي شده است. پايلوت دومنظوره بوده و قابليت توليد هيدروژن خالص و يا گاز سنتز خالص با نسبت H2/CO>2 را دارا مي باشد. در اين پايلوت از برنامه كنترل پيشرفته PLC جهت كنترل عملكرد سيستم PSA استفاده شده است.
شرايط عملياتي: دماي 0C950، فشار bar15.
خوراك: گاز طبيعي يا LPG.
لازم بذكر استDesign Package مربوطه موجود مي باشد.

سيستمهاي آزمايشگاهي در زمينه تست كاتاليست، محلولهاي آمين و روش PSA
پايلوت PSA، توليد هيدروژن و پايلوت توليد گاز سنتز
نرم افزارهاي شبيه سازي كه برخي از آنها تجاري شده و به صنعت نيز فروخته شده اند
مدلهاي مختلف در زمينه كاتاليست، كوره، محلولهاي آمين و جاذبها
شبيه سازي واحدهاي توليد هيدروژن، آمين و PSA
تخصص و تجربه در زمينه طراحي واحدهاي آمين، PSA و ريفرمينگ
دانش فني ساخت كاتاليست ريفرمينگ در مقياس تجاري
تخصص و تجربه در زمينه طراحي و اجراي برنامه كنترل PL

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#7 Posted: 20 Jul 2011 14:41

بررسي آلاينده ها در سيستم هيدروليك
--------------------------------------------------------------------------------

يكي از علومي كه بيشترين كاربرد را در صنايع مختلف به خود اختصاص داده, علم هيدروليك است. البته علوم ديگري نظير شيمي, مكانيك سيالات و ترموديناميك نيز به كمك اين علم آمده و تلفيقي از آنها را به صورت ساده در يك سيستم هيدروليك مي توان مشاهده كرد.
از طرفي با توجه به نقش اساسي و مهم سيال هيدروليك (انتقال نيرو), بحث آلايندگي آن از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. در يك سيستم هيدروليك, سيال هيدروليك با تغيير جهت نيرو و همچنين تغيير مقدار آن باعث حذف يك سري از عمليات مكانيكي در سيستم مي شود كه بعنوان مثال از حذف استفاده از دنده ها, اهرم ها و نيز حذف تنش هاي شديد اجزاي مي توان سيستم نام برد. همچنين سيال هيدروليك به دليل انتقال سريع نيرو و تا فاصله زياد, در شرايط دما و فشار بالا بازدهي بهتري خواهد داشت.
براساس نظر كارشناسان تعميرات و نگهداري, حدود80 درصد خرابي ها در سيستم هيدروليك, نتيجه مستقيم آلودگي سيال آن است. بنابراين با انتخاب يك سيال مناسب و همچنين كنترل آلاينده ها مي توان آسيب هاي ناشي از آلاينده ها را به حداقل رساند. در اين مقاله آلاينده هاي سيستم هيدروليك به طور اجمالي معرفي شده و هر كدام به صورت جداگانه بررسي مي شود.
حرارت بيش از اندازه (Over Heat)
متاسفانه در بسياري از موارد, حرارت به عنوان يك آلاينده در نظر گرفته نمي شود. يكي از عوامل بوجود آمدن حرارت بيش از اندازه در سيستم مي تواند مربوط به انتخاب نادرست گريد (ISO VG) روغن هيدروليك باشد. بدين ترتيب كه چون در شرايط روانكاري هيدرو ديناميك تنها اصطكاك موجود, اصطكاك داخلي روغن در گردش است, اگر گريد مصرفي بيش از گريد توصيه شده باشد به دليل افزايش اصطكاك داخلي, دماي روغن به شدت افزايش مي يابد. بر اثر افزايش غيرعادي دماي روغن, روند اكسيداسيون از حالت تدريجي خارج شده و روغن پايه به سرعت اكسيد
مي شود. (پس از شروع اكسيداسيون به ازاي هر15 درجه سانتيگراد افزايش دما, شدت اكسيداسيون, دو برابر مي شود) نتيجه اين امر كاهش ادتيوهاي آنتي اكسيدان و در نهايت كاهش عمر مفيد روغن خواهد بود.
از دلايل ديگر Over Heat مي توان به انجام تماس فلز با فلز در اثر وجود اشكال فني در سيستم و برقراري شرايط روانكاري مرزي اشاره كرد كه باعث سايش مكانيكي قطعات مي شود. در برخي موارد نيز بدليل طراحي نامناسب, انتقال حرارت موثر بين سيستم و محيط انجام نشده و در شرايط آب و هوايي گرم, تاثير پذيري سيستم از محيط بسيار زياد مي شود.
در نهايت با افزايش عدد اسيدي و تحليل ادتيوها در روغن, ميزان خوردگي و زنگ زدگي قطعات نيز افزايش مي يابد. از طرف ديگر بدليل افزايش گرانروي روغن (اكسيداسيون) جريان روغن درون سيستم كاهش يافته و بدليل افت فشار, دقت كنترل سيستم كاهش خواهد يافت.
براي رفع چنين مشكلاتي در سيستم مي توان ضمن انتخاب صحيح گريد سيال هيدروليك و نيز اطمينان از طراحي مناسب, با افزايش ظرفيت تغذيه روغن و همچنين افزايش سرعت گردش آن, دماي روغن را در حد مطلوب كنترل كرد كه بنا به عقيده كارشناسان تعميرات دماي روغن در مخزن اصلي هيدروليك, نبايد از60 درجه سانتيگراد تجاوز كند.
آلايندگي ذرات جامد (Solid Particle Contamination)
در يك سيستم هيدروليك بدليل اينكه امكان حذف كامل ذرات جامد از سيال هيدروليك وجود ندارد, بناچار براي آلايندگي ناشي از ذرات, يك محدوده تعريف مي شود. در سيستم هاي امروزي كه داراي لقي مجاز (Clearance) بسيار كمي بوده و در فشارهاي به نسبت بالا (بيشتر از 7 bar ) كار مي كنند كنترل آلاينده هاي جامد از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. منابع ورود ذرات جامد به سيستم مي تواند از طريق هواي ورودي به سيستم از محيط (گرد و غبار), ذرات عبوري از آب بندها, باقي ماندن ذرات درون سيستم هنگام نصب قطعات و نيز ذرات حاصل از سايش داخلي قطعات باشد. حضور اين ذرات در سيستم مي تواند سبب بوجود آمدن صدمات مكانيكي (پارگي شيلنگها و شكستن Valve ها), سايش و خراشيدگي سطوح فلزي, گرفتگي فيلترها و در نهايت ايجاد افت فشار در سيستم شود كه نتيجه اين امر كاهش ميزان توليد و افزايش هزينه هاي كلي تعميرات خواهد بود.
براي جلوگيري از ورود ذرات به سيستم, بايد تمامي سيالات, قبل از ورود به مخزن, فيلتر شده و در نواحي قرارگيري سيستم در معرض هواي محيط, فيلترهاي مناسب بكارگرفته شوند. هم چنين فلاشينگ نهايي سيستم پس از نصب قطعات (قبل از راه اندازي) و نيز بازرسي شرايط آب بندها و درپوش مخازن مركزي مي تواند مانع ورود ذرات جامد به سيستم شود. از طرفي بررسي فيلترها از نظر مش صحيح ( اندازه منافذ و تعداد) و جنس آنها با توجه به نوع عمليات, مي تواند بازدهي فيلتراسيون را در سيستم افزايش داده و با در نظر گرفتن لقي مجاز قطعات مي توان محدوده مناسبي براي آلاينده ها تعريف كرد. يكي از روشهاي اندازه گيري, روش اسپكتروسكوپي است كه بدليل محدوديت اين روش (عدم اندازه گيري ذرات بزرگتر از7 ميكرون), روش هاي ديگري نظير NAS و اخيراً روش ISO 4406 بكار گرفته مي شوند.
در اين روشها, با توجه به لقي مجاز قطعات و توصيه سازنده اصلي تجهيزات (OEM) يك محدوده بعنوان كد تميزي سيستم در نظر گرفته مي شود, بدين ترتيب كه بوسيله شمارش الكترونيكي ذرات با توجه به سايز آنها (در محدوده بين5,2 تا15 ميكرون) كد تميزي سيستم مشخص مي شود. بعنوان مثال سازنده ويكرز براي يك سيستم هيدروليك
كد ISO 4406 18/16/13 معادل با NAS 1638 Level 7 را بعنوان كد تميزي سيستم در نظر گرفته است كه اگر ميزان آلاينده ها از اين حد تجاوز كند, با بهبود فيلتراسيون ( يا تعويض فيلتر) و در صورت لزوم جايگزيني روغن جديد مي توان آثار مخرب آلاينده ها را به حداقل رساند.

آلايندگي آب (Water Contamination) :
ميزان ايده آل آب در يك سيال هيدروليك, كمتر از ميزان اشباع آن (در دماي عملياتي دستگاه) است. حدود (200-300)ppm آب مي تواند بصورت محلول در سيال پايه معدني وجود داشته باشد بدون اينكه رنگ روغن تغيير كند.
اگر ميزان آب به 500 ppm افزايش يابد, روغن كمي كدر شده و به اصطلاح ظاهر آن ابري مي شود. بالاترين ميزان مجاز آب در يك سيال هيدروليك 100 ppm بوده و اگرميزان آب از 0.1 درصد وزني تجاوز كند, بصورت‌ آب آزاد ظاهر خواهد شد. آب بدليل كاهش مقاومت فيلم روانكار باعث افزايش شدت سايش شده و در حضور فلزاتي نظير مس, شدت سايش دو برابر خواهد شد.
از طرفي بدليل كاهش ادتيوهاي R&O , ميزان خوردگي و زنگ زدگي سطوح فلزي افزايش يافته و در حضور كاتاليزورهاي فلزي, تخريب سطوح چند برابر مي شود. همچنين بدليل انجام سريع اكسيداسيون, لجن اسيدي در سيستم ايجاد شده و راندمان فيلتراسيون كاهش مي يابد.
بهترين روش براي اندازه گيري ميزان آب, آزمايش كارل فيشر است. براي جلوگيري از ورود آب به سيستم مي توان به مواردي نظير دقت در انبارداري صحيح, برطرف كردن نشتي از مبدلهاي حرارتي يا ورودي هاي مخزن و تعويض آب بندهاي آسيب ديده, اشاره كرد.
آلايندگي هوا (Air Contamination) :
يكي ديگر از آلاينده هايي كه در ارتباط با سيال هيدروليك مي توان به آن پرداخت, حبابهاي هواست. خروج حبابهاي درون سيال در مواقعي كه فشار اعمال شده روي سيال از فشار اشباع حلاليت هوا در آن كمتر باشد, مي تواند با شكستن و از بين رفتن ناگهاني باعث بروز حوادثي نظير كاويتاسيون شود. يكي ديگر از صدماتي كه حضور حبابهاي هوا درون روغن هيدروليك ايجاد مي كند, توليد كف (تراكم پذير) و افزايش شديد درجه حرارت بدليل كاهش حجم درون سيلندر هيدروليك است كه اين افزايش دماي ناگهاني باعث تسريع روند اكسيداسيون خواهد شد.
براي جلوگيري از ورود هوا به سيستم مي توان با تامين هد مورد نياز پمپ از بوجود آمدن افت فشار در اريفيس ها و همچنين مقاومت در مكش و هواگيري پمپ ها جلوگيري كرد.
در برخي موارد باز و بسته شدن سريع شير كنترل ها (ايجاد توربولنسي), تنفس كلاهك مخزن و ورودي هاي سيستم مي تواند بعنوان منابع ورود هوا به سيستم باشند كه با رفع اين عيوب, تشكيل حبابهاي هوا در سيال هيدروليك به پايين ترين ميزان ممكن خواهد رسيد.
مشكل نشتي (Leakage)
متاسفانه در جامعه صنعتي, نشتي بعنوان يك امر معمولي در نظر گرفته شده و براي رفع آن, تلاش جدي صورت نمي گيرد. بررسي آثار نامطلوب نشتي در يك سيستم مي تواند اهميت آنرا بيش از پيش مشخص ساخته و تاثير آن را در كيفيت محصول نهايي و افزايش هزينه هاي تمام شده, نشان دهد.
در يك سيستم هيدروليك بدليل نشتي, همواره ميزان مصرف روغن از ظرفيت واقعي مخزن بيشتر بوده و هزينه هاي مربوط به خريد روانكار افزايش مي يابد. از طرفي بدليل كاهش جريان روغن و ايجاد افت فشار, دقت كنترلي سيستم كاهش يافته و بعلت كاركرد نامنظم سيستم, مشخصات محصول نهايي (مثلاً ابعاد) بر موارد از پيش تعيين شده منطبق نخواهدبود. در ارتباط با معضل نشتي در كنار آثار مخرب زيست محيطي (ورود روغن به منابع آب و خاك), احتمال قرار گرفتن روغن در معرض سطوح داغ (دستگاههاي دايكاست و تزريق پلاستيك) و اشتعال آن وجود داشته و بروز حوادثي نظير آتش سوزي محتمل خواهد بود.
نكته بسيار مهم ديگر در ارتباط با نشتي اين است كه تمامي آلاينده هاي ياد شده مي توانند از محل نشت روغن وارد سيستم شده و استهلاك زودرس تجهيزات و ماشين آلات را باعث شوند. بنابراين بازرسي منظم اتصالات و آب بندها و تعويض آنها در صورت لزوم مي تواند در كاركرد مطمئن ماشين آلات, موثر باشد.
يكي ديگر از روشهاي جلوگيري از نشتي, بحث سازگاري سيال هيدروليك با الاستومرها و انتخاب مناسب سيال هيدروليك از نظر نقطه آنيلين است.
بدين معني كه نقطه آنيلين معرف ميزان تركيبات آروماتيك در روغن بوده و اگر از ميزان توصيه شده بيشتر باشد, باعث تورم آب بندها شده و اگر كمتر از حد مجاز باشد سبب سفت شدن اتصالات و كاهش حجم آنها مي شود.
از روش هاي موثر ديگر جلوگيري از نشتي, انتخاب صحيح آب بندها (از نظر دما, فشار و شدت جريان), تنظيم دماي سيال هيدروليك (حداقل نگه داشتن دماي سيال) و بالانس مكانيكي سيستم (در يك راستا قرار گرفتن شفت پمپ و موتور) است كه با اجراي اين روشها مي توان ميزان نشتي را به حداقل رساند.

منابع:
- National Tribology Service (NAS)
- Oil Analysis & Lubrication Learning Center
- Hydraulic Oil Filtration System-Filtroil
- Practical Ways To Control Hydraulic System Contamination
- Lube- Tech Magazine
نويسنده: مهندس مجيد همداني
منبع : مجله نفت پارس

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#8 Posted: 20 Jul 2011 14:42

همه چيز درباره مبدل هاي حرارتي - مبدل حرارتي پوسته - لوله
--------------------------------------------------------------------------------

مبدل حرارتی پوسته-لوله

مبدل های حرارتی پوسته-لوله ای با مقطع دایره ای که در پوسته ای استوانه شکل نصب شده اند ساخته می شوند. بطوریکه محور لول ها موازی با محور پوسته است. این مبدل ها بصورت وسیعی بعنوان خنک کن های روغن و چگالنده ها و پیش گرمکن ها در نیروگاه و به عنوان مولدهای بخار در نیروگاه های هسته ای و در کاربردهای صنایع فرآیندی و شیمیایی استفاده می شود.
یک سیال داخل لوله ها و سیال دیگر در سمت پوسته بصورت متقاطع با لوله ها و یا در طول آن ها جریان دارد.
اهداف اصلی طراحی در این مبدل ها در نظر گرفتن انبساط گرمایی پوسته و لوله ها و تمیز کردن آسانتر مجموعه و هزینه کم در روش ساخت و تولید آنها نسبت به سایرین می باشد.
در مبدل های پوسته ای و لوله ای با صفحه لوله های ثابت پوسته به صفحه لوله جوش شده است و هیچگونه دسترسی به خارج از دسته لوله ها برای تمیز کاری وجود ندارد. در این نوع از مبدل ها تمیز کردن لوله آسان است.
مبدل های پوسته لوله ای با دسته لوله u شکل دارای کمترین هزینه ساخت می باشد. زیرا در آنها فقط به یک لوله نیاز است. سطح داخلی لوله ها بدلیل خم u شکل تند را نمی توان با وسایل مکانیکی تمیز کرد. در این مبدل ها تعداد زوجی از گذرگاه لوله بکار می رود ولی محدویتی از نظر انبساط گرمایی وجود ندارد.

چندین طرح ایجاد شده که به صفحه لول ها امکان می دهد تا شناور باشد.

اجزای اصلی مبدل های پوسته-لوله ای

مبدل های پوسته-لوله ای از لوله های دایره ای قرار گرفته در یک پوسته استوانه ای ساخته می شوند که لوله ها موازی با پوسته می باشد. یک سیال در داخل لوله ها جریان دارد و سیال دیگر از روی دسته لوله ها
دسته لوله ها tube bundle
پوستهshell
سرhead
انتهای جلوییfront-end head
سر انتهای عقبیrear-end head
دیوارک ها baffles
صفحه لوله هاtube sheets
انواع دسته لوله ها
نوعی از طراحی که امکان انبساط گرمایی مستقل لوله ها و پوسته را فراهم می کند. لوله u شکل است. بنابراین در این نوع طراحی انبساط گرمایی می تواند وجود داشته باشد و محدود نیست. لوله u شکل دارای کمترین هزینه ساخت است. زیرا فقط به یک صفحه لوله نیاز است. سمت لوله بدلیل شکل انحنای u نمی تواند با وسایل مکانیکی تمیز شود. در این نوع دسته لوله ها تنها تعداد زوجی از گذرهای لوله می تواند بکار رود. تنها لوله های قرار گرفته در ردیف بیرونی دسته لوله ها قابل تعویض می باشند.
پوسته به صفحه لوله جوش خورده و به سمت بیرونی دسته لوله برای تمیز کاری دسترسی وجود ندارد. در این مورد تمیز کاری لوله بصورت مکانیکی بسیار آسان است.طرحهای متعددی فراهم آمده که به صفحه لوله ها امکان دهند تا شناور باشند. یعنی بتواند با انبساط گرمایی حرکت کند.

مبدل های گرمایی با سطوح پره دار :
این نوع مبدل ها دارای پره ها و یا ضمائمی در سطح اصلی که انتقال گرما به منظور افزایش این سطح می باشند. از آنجا که ضریب انتقال گرما در سمت گاز بسیار کوچکتر از مایع است سطوح انتقال گرمای پره دار در سمت گاز برای افزایش سطح انتقال گرما استفاده می شوند. پره ها بصورت وسیع در مبدل گرمایی گاز-گاز یا گاز مایع در جایی که ضریب انتقال گرما در یک یا هر دو سمت کوچک باشد و به مبدل فشرده گرما نیاز باشد استفاده می گردند.
مبدل صفحه ای پره دار:
نوع مبدل های صفحه ای پره دار عمدتا برای کاربردهای گاز-گاز و مبدل های لوله ای پره دار برای کاربردهای مایع – هوا استفاده می شود. در اکثر کاربردها کاهش جرم و حجم مبدل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بدلیل دست یافتن به این کاهش حجم و وزن مبدل های فشرده گرما همچون بصورت وسیع در تبرید با دمای خیلی کم بازیابی انرژی و صنایع فرآیندی و تبرید و سیستم های تهویه مطبوع استفاده می گردند.

بفلها:
بفلها در پوسته برای تعیین جهت جریان در طول تیوبها و افزایش سرعت و افزایش نرخ انتقال حرارت استفاده می شوند.
جهت توصیف بافل این گونه می توان بیان شود که در واقع برش بافل ها در بخش های طولی بفل هستند که برای تغییر جهت حرکت سیال در آن بکار می رود.
حداکثر ضخامت بافل ها و نگهدارنده های آن ها در استانداردها وجود دارد. فاصله بافل ها حدود 0.2 تا 1 برابر قطر پوسته می باشد. فاصله کم بافل ها باعث افزایش نرخ انتقال حرارت می شود اما افت فشار نیز زیاد می شود

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#9 Posted: 20 Jul 2011 14:43

معرفي تكنولوژي بهبود انتقال حرارت در مبدل‌هاي پوسته - لوله‌اي

توجه به محدوديت سوخت‌هاي فسيلي در دنيا موجب شده است كه امروزه موضوع بهينه‌سازي مصرف انرژي در واحدهاي فرآيندي، بيش از پيش مورد توجه قرار گيرد. يكي از تكنيك‌هاي بهينه‌سازي مصرف انرژي، تكنيك HTE است كه در زير معرفي شده‌است. نويسندة متن ارسالي زير، در پايان معرفي تكنولوژي، به اقدامات انجام شده در پژوهشگاه صنعت نفت در راستاي دستيابي به اين تكنولوژي و موفقيت‌هاي به‌دست آمده اشاره كرده‌است.
معرفي تكنولوژي HTE

در فرآيندهاي شيميايي، مهمترين بخشي كه مستقيماً با مصرف انرژي ارتباط مي‌يابد، مبدل‌هاي حرارتي مي‌باشند. تاكنون همواره تلاش شده است تا مبدل‌هايي طراحي گردند كه ضمن داشتن حداكثر بازدهي، در كاركردهاي بلند‌مدت، كمترين مشكلات عملياتي را داشته باشند. اصولاً مبدل‌هاي حرارتي، به‌خصوص از نوع پوسته- لوله‌اي (Shell-and-Tube)، داراي دو مشكل عملكرد پايين حرارتي (Thermal Deficiency) و جرم‌گرفتگي داخل لوله‌ها (Fouling)، به‌خصوص در هنگام كاركرد با سيالات كثيف يا حساس به دما مي‌باشند.

يكي از روش‌هاي كاربردي و موثر در بهبود انتقال حرارت و كاهش جرم گرفتگي، استفاده از وسايل افزايندة انتقال حرارت (Tabulators) است. اين وسايل به آساني در داخل لوله‌هاي مبدل‌هاي پوسته-‌لوله‌اي نصب مي شوند و در زمان توقف واحدها (Overhaul)، به‌راحتي قابل بيرون كشيدن و تميز كاري و نصب مجدد مي‌باشند.

اين روش كاربردي، امروزه به عنوان تكنولوژي HTE يا Heat Transfer Enhancement شناخته شده است كه تحت ليسانس شركت‌هاي مختلف، بيش از يك دهه براي به‌كارگيري در صنايع مختلف نفت و گاز و پتروشيمي و حتي نيروگاه‌ها توصيه و تبليغ مي‌گردد. شايان ذكر است كه در حال حاضر، تنها در آمريكا بيش از 50 پالايشگاه و 6 واحد پتروشيميايي از مزاياي اين تكنولوژي بهره برده‌اند. البته استفاده از اين تكنولوژي محدود به آمريكا نبوده و در بسياري از پالايشگاه‌ها و مراكز پتروشيمي كشورهاي اروپايي و حتي در آسيا (به‌طور مشخص تايلند، مالزي و ژاپن) نيز اين تكنولوژي به‌كار گرفته شده است.
__________________
راستي،شادماني است و شادماني ازآن کسي است که هميشه راستگو و درست کردار باشد

2 کاربر از santa_corooz برای ارسال مفید تشکر نموده اند: CAZADOR, mammad_1313

santa_corooz
مشاهده اطلاعات عمومی
ارسال پیام خصوصی به این کاربر
مشاهده دیگر ارسالهای santa_corooz
افزودن santa_corooz به لیست تماس

2011-May-03, 23:13 #3 (لینک) - افزودن به موضوعات مورد علاقه
santa_corooz
کاربر فعال مهندسی شیمی

معرفي تكنولوژي بهبود انتقال حرارت در مبدل‌هاي پوسته - لوله‌اي
--------------------------------------------------------------------------------

اصول و مباني تكنولوژي HTE

اساساً روش‌هاي متعددي براي افزايش بازدهي مبدل‌هاي حرارتي ارائه شده است كه به دليل هزينه كمتر نسبت به روش‌هاي ديگر و عدم استفاده از ساير منابع انرژي نظير برق، جنبه‌هاي اجرايي استفاده از وسايل افزاينده انتقال حرارت براي مهندسان در صنايع، بسيار پرجاذبه‌تر تشخيص داده شده است. اين وسايل كه با اشكال هندسي خاصي طراحي مي‌شوند، درون لوله‌هاي مبدل قرار داده مي‌شوند.

ايجاد سرعت‌هاي چرخشي در جريان سيال و افزايش اختلاط به‌خصوص در نزديكي ديواره‌هاي داخلي لوله‌هاي مبدل، نهايتاً سبب مي‌گردد كه از سرعت ته‌نشيني ذرات كاسته شده و از تشكيل لايه مرزي نيز جلوگيري گردد. فرصت نيافتن سيال براي تشكيل لاية مرزي كه خود از مقاومت‌هاي مهم در برابر انتقال حرارت محسوب مي‌شود، از دلايل عمدة افزايش نرخ انتقال حرارت ميان سيال درون لوله و پوسته مي‌باشد. به‌علاوه، افزايش سرعت شعاعي و محوري در جريان سيال داخل لوله باعث نوعي يكنواختي در توزيع دما در طول لوله و در هر مقطع از آن مي‌گردد. لذا در برخي از مكانيزم‌هاي تشكيل جرم گرفتگي درون لوله‌هاي مبدل‌ها، نظير كك زدن (Cocking)، كه دليل اصلي آن به‌وجود آمدن نقاط داغ موضعي در سطح لوله (Hot Spot) است، استفاده از اين وسايل باعث جلوگيري از اين پديده شده و نهايتاً سبب بهبود انتقال حرارت در طول لوله مي‌گردد.

وسايل افزايندة انتقال حرارت در انواع مختلفي طراحي مي‌شوند كه هر يك بسته به ساختمان طراحي خود، با مكانيزم خاصي سبب افزايش انتقال حرارت و كاهش همزمان جرم‌گرفتگي در لوله‌ها مي|‌گردند.

اين وسايل نه‌تنها در لوله‌هاي مبدل‌هاي پوسته-‌لوله‌اي بلكه در كولرهاي هوايي، جوش‌آورها، چگالنده‌ها، و كوره‌هاي احتراقي نيز به طور عملي استفاده مي‌شوند.

نكته قابل توجه اين است كه بيشتر سيالاتي كه مورد سرمايش و گرمايش قرار مي‌گيرند، داراي ويسكوزيتة نسبتاً بالايي مي‌باشند، يا در مواردي كه سيالات كثيف (Foul ant) بوده، ضريب انتقال حرارت اين سيالات در جريان لوله نسبتاً پايين مي باشد. لذا در چنين مبدل‌هايي، انتقال حرارت براي طرف لولة كنترل كنندة سرعت انتقال حرارت مي‌باشد. بنابراين استفاده از دستگاه‌هاي افزايندة انتقال حرارت، موجب بهبود و مزيتي براي رفع هر دو نقيصة مزبور در مبدل‌هاي پوسته-‌لوله‌اي خواهد بود.
__________________

معرفي تكنولوژي بهبود انتقال حرارت در مبدل‌هاي پوسته - لوله‌اي
--------------------------------------------------------------------------------

موارد به‌كارگيري تكنيك HTE

اصولاً به‌كارگيري و مزاياي ناشي از به‌كار بردن اين وسايل در لوله‌هاي مبدل‌هاي پوسته- لوله‌اي در دو زمينة زير قابل توجه مهندسان بوده است:

1- در بهبود كاركرد مبدل‌هاي حرارتي موجود، مزاياي عمده‌اي در فرآيند مربوط به نصب اين وسايل در درون لوله‌ها و سپس كاهش تعداد گذر‌هاي طرف لوله به‌صورت زير حاصل مي‌گردد:

- كاهش رسوب گرفتگي در لوله‌ها

- رساندن درجة حرارت‌هاي سيالات خروجي از طرف لوله و طرف پوسته به دماهاي مورد نظر در طراحي (Spec.)و حتي فراتر از آن

- افزايش ظرفيت واحدها (Revamping) با بالا بردن دبي جريانها در مبدل‌ها، به‌خصوص وقتي كه مبدل‌ها، دستگاه‌هاي حرارتي گلوگاهي (Bottleneck) فرآيند محسوب مي‌شوند.

- افزايش بار حرارتي دستگاه‌هاي تبادل حرارتي و اصلاح شبكة مبدل‌هاي حرارتي (Retrofitting) و نهايتاً كاهش مصرف آب و بخار (Utilities) در يك فرآيند.

2- مزاياي ناشي از به‌كارگيري اين تكنولوژي در طراحي اولية مبدل‌ها (Grassroots Design)

- كاهش سطح انتقال حرارت مورد نياز به مقدار بسيار قابل ملاحظه

- كاهش تعداد پوسته‌ها و گذرهاي طرف لولة مبدل و ساده‌تر شدن ساختمان مبدل در طراحي

- كاهش نيروي محركة دمايي LMTD كه به‌طور مثال در مبدل‌هاي بخاري(Steam heaters) ، نياز به تامين بخار فشار بالا را منتفي خواهد نمود.

نمونه هاي عملي از به‌كارگيري اين تكنولوژي در صنايع (Case Studies)

در ذيل، چهار مثال مجزا جهت نشان دادن مزاياي به‌كارگيري اين تكنيك در صنايع مختلف نفت و گاز پتروشيمي آورده شده است. به‌طوري‌كه ملاحظه مي‌شود، استفاده از تكنولوژي HTE در حل مشكلات حرارتي و عملياتي، نظير جرم گرفتگي مبدل‌ها كاملاً موفق بوده است.

مثال اول) پالايشگاه نفت گرنبي موس در اسكاتلند

شركت نفت انگلستان (B.P) امكان رسوب‌گرفتگي ناشي از كريستالي شدن تركيبات هيدروكربوري سنگين (واكس) را با طراحي يك كولر هوايي مناسب و استفاده از اين تكنولوژي حذف نموده است.

شرح مثال 1

مثال دوم) پالايشگاه نفت لينجن در آلمان

با تلفيق اين تكنولوژي و با استفاده از بافل‌هاي حلزوني نه تنها از ميزان رسوب گرفتگي در لوله‌هاي مبدل كاسته شده، بلكه طراحي با اين تلفيق، منجر به داشتن تعداد كمتري از پوسته‌هاي مبدل شده است.

شرح مثال 2

مثال سوم) پالايشگاه اونتاريا در كانادا

استفاده از اين تكنولوژي منجر به داشتن مبدلي فشرده‌تر و بدون نيازمندي به نگهداري و بازرسي در عمليات كراكينگ كاتاليستي گازوييل سنگين (HCGO) شده است.

شرح مثال 3

مثال چهارم) تاسيسات ذخاير گاز لنچات در بلژيك

استفاده از اين تكنولوژي منجر به بهبود كاركرد مبدل مياني تنها با يك پوسته در عمليات آبگيري از گاز شده است.
__________________

من هم خدایی دارم

plangton31

کاربر

ارسالها: 5120

#10 Posted: 20 Jul 2011 14:44

اقدامات انجام شده در پژوهشگاه صنعت نفت

پژوهشكدة گاز پژوهشگاه صنعت نفت در راستاي ايجاد و توسعة دانش فني اين تكنولوژي در كشور قدم‌هاي اساسي برداشته كه نهايتاً موجب ثبت اين تكنولوژي در ايران (به شماره پروژه‌هاي 71010108 و 71010110 و شماره ثبت 26156 مورخه 16/10/78) شده است. محورهاي اساسي در مجموع فعاليت‌هاي انجام شده به قرار زير است:

1) اراية سمينار و كارگاه‌هاي آموزشي

به منظور آشنايي مهندسان و كارشناسان مختلف و علاقه‌مند به اين تكنولوژي, سمينارها و كارگاه‌هاي مختلفي در سطح صنايع نفت و گاز و پتروشيمي برگزار شده است.

2) ساخت وسائل افزاينده انتقال حرارت

با تلاش و پيگيري‌هاي انجام شده تكنيك ساخت و پارامترهاي توليدي يكي از مهمترين انواع وسائل افزايندة انتقال حرارت بدست آمده است. در حال حاضر توانايي ساخت اين وسائل در ابعاد مختلف و با فشردگي‌هاي متفاوت و براي هر دامنه‌‌اي از نياز فراهم آمده است.

3) تعيين مشخصة عملكرد هيدروليكي- حرارتي وسائل مذكور

پس از ساخت اين وسائل به منظور برآورد مشخصات عملكردي وسائل افزايندة انتقال حرارت يك سيستم آزمايشگاهي (Test Rig) طراحي و ساخته شد. بدين ترتيب اطلاعات دقيق عملياتي براي هر وسيله قابل حصول خواهد بود.

4) تهية نرم‌افزار RIPI-HEX

جهت تعيين پتانسيل بكارگيري اين تكنيك در مبدل‌هاي پوسته- لوله‌اي و براي شرايط طراحي (Design) و عملكردي (Rating) نرم‌افزاري تهيه و تدوين شد. با كمك اين نرم‌افزار امكان بررسي هر يك از حالات توصيف‌شده در شرايطي كه افزايش راندمان حرارتي مبدل مدنظر باشد، قابل بررسي خواهد بود.

در حال حاضر پژوهشگاه صنعت نفت امكان پيش بيني و تخمين ميزان پتانسيل سودمندي ناشي از بكارگيري اين تكنيك را براي مبدل‌هاي معرفي‌شده از سوي صنايع مختلف را دارا مي‌باشد.

منابع مطالعاتي بيشتر:

1-M.R.Jafari Nasr, G.T. Polley, “An Algorithm for Cost Comparison of Optimized Shell-and-Tube Heat Exchangers with Tube Inserts and Plain Tubes,” Chem.Eng.Technol. 23,(3), 2000.

2-G.T.Polley, M.R.Jafari Nasr and A.Terranova, “Determination and Applications of the Benefits of Heat Transfer Enhancement,” IChemE, Vol.72, Part A, pp.616-620, Sept., 1994.

3-M.R. Jafari Nasr, A.T.Zoghi,“Performance Improvement of Tehran Refinery Pre-heater Exchangers Using Heat Transfer Enhancement”, No.41, Summer 2001.

4-M.R.Jafari Nasr, G.T. Polley and A.T. Zoghi , “Performance Evaluation of Heat Transfer Enhancement (H.T.E. Technology),” 14th International Chemical and Process Engineering Congress, CHISA, Parha, Czech Republic, 27-3 Aug. , 2000
__________________

من هم خدایی دارم

صفحه 1 از 10: 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