تالارها ثبت نام نظرسنجی جستجو موقعیت قوانین آخرین ارسالها   چت روم
علم و دانش

مهندسی شیمی

صفحه  صفحه 7 از 10:  « پیشین  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  پسین »  
#61 | Posted: 21 Jul 2011 13:35
شيمی مولکولی
--------------------------------------------------------------------------------

آيا تا به حال هوا را داخل سرنگي محبوس کرده‌ايد تا آن را تحت فشار قرار دهيد؟
چه اتفاقي مي‌افتد وقتي پيستون سرنگ را فشار مي‌دهيد؟
هوا چگونه متراکم مي‌شود؟ چگونه در يک فضاي کوچکتر جا مي‌گيرد؟
يک تکه اسفنج را مي‌توان در فضاي کوچکتري متراکم کرد. علت تراکم اسفنج اين است که در آن سوراخهاي ريزي وجود دارد، وقتي اسفنج را فشار مي‌دهيم هواي داخل اين سوراخها خارج مي‌شود و ماده جامد اسفنج به هم نزديکتر مي‌گردد. درست مثل زماني که يک تکه اسفنج خيس را فشار مي‌دهيد؛ آب از سوراخهاي اسفنج خارج و اسفنج متراکم مي‌شود. "بويل"، دانشمند انگليسي در سال 1662 ميلادي مقداري جيوه – که فلزي مايع است- را در يک لوله شيشه‌اي پنچ متري ريخت. اين لوله خميده به شکل حرف انگليسي U و يک سمت آن مسدود بود. بويل مشاده کرد که با افزودن جيوه هواي به دام افتاده در سمتي که بسته است، متراکم مي‌شود و فضاي کمتري اشغال مي‌کند. بويل نتيجه گرفت که هوا بايد از ذرات بسيار کوچک، يعني اتمهاي ريز، تشکيل شده باشد. ميان اتم‌ها فضايي است که در آن هيچ چيز نيست. وقتي هوا متراکم مي‌شود، اتم‌ها به هم نزديکتر مي‌شوند. بويل همان سال‌ها در کتابي نوشت: "عنصرها را بايد با آزمايش کشف کرد. شيميدانها بايد بکوشند تا هر چيزي را به مواد ساده‌تر تجزيه کنند، آن ماده يک عنصر است."
دانشمندان بر مبناي اين توصيه بويل، تا اواخر قرن هجدهم حدود 30 عنصر گوناگون کشف کردند و مواد مرکب زيادي را که از اين عناصر ساخته شده بود را بررسي کردند. بسياري از مواد مرکب بررسي شده تا آن زمان از مولکول‌هاي ساده ساخته شده بودند و هر کدام بيش از چند اتم نداشتند. کافي بود فهرستي از انواع گوناگون اتمها تهيه شده و گفته شود که در هر ماده مرکب از هر نوع اتم چند عدد وجود دارد. در سال 1824 ميلادي (1203 شمسي) "يوستون ليبينگ" و "فردريخ وهلر"، شيميدان آلماني درباره دوماده مرکب متفاوت تحقيق مي‌کردند. هريک از آنها براي ماده مرکب خود فرمولي بدست آورد و نشان داد که در آن چه عناصري و از هر عنصر چند اتم وجود دارد. وقتي آنها نتايج کار خود را اعلام کردند معلوم شد که هر دو ماده داراي فرمول يکساني هستند. با اينکه اين دو ماده با هم متفاوت بودند و از هر جهت خواص گوناگوني داشتند، مولکولهاي آنها از عناصر يکسان تشکيل شده و حتي عده اتمهاي هر عنصر در هر دو ماده يکسان بود. به اين ترتيب مشخص شد که تنها جمع کردنِ عده اتمهاي موجود در يک مولکول کافي نيست. و اين اتمها بايد آرايش ويژه‌‌‌اي داشته باشند. بنابراين، آرايش متفاوت سبب تفاوتِ مولکولها مي‌شود و خواص مواد با هم فرق خواهند داشت.
با توجه به اينکه هم مولکولها و هم اتمها به قدري کوچک هستند که ديده نمي‌شوند، شيميدانان چگونه مي توانند نوع آرايش اتم‌ها را در مولکولها بيابند؟
نخستين گام را در اين راه، "ادوارد فرانکلندِ" انگليسي برداشت. او مولکول‌هاي آلي را با برخي از فلزات ترکيب کرد و دريافت که اتمِ يک نوع فلزِ، هميشه با تعداد مشخصي از مولکول‌هاي آلي ترکيب مي‌شود. او نتيجه گرفت که هر اتم توانايي و ظرفيت خاصي براي ترکيب با عناصر ديگر دارد. او اسم اين خصلت را "والانس" گذاشت. "والانس" کلمه‌اي لاتين به معناي "ظرفيت" يا "توانايي" است. براي مثال وقتي مي‌گوييم:"ظرفيت هيدروژن «يک» است"، يعني اتم هيدروژن تنها با يک اتم ديگر مي‌تواند ترکيب شود. ظرفيت اکسيژن «دو»، نيتروژن «سه» و کربن «چهار» است.
اسکات کوپرِ اسکاتلندي، نيز در 1858 ميلادي نظريه "پيوندهاي شيميايي" را مطرح کرد. او معتقد بود که اتمها با "قلاب" يا "پيوند" به يکديگر متصل مي‌شوند و مولکولهاي مختلف را تشکيل مي‌دهند. طبق نظريه او، هر اتم به اندازه "ظرفيت" يا "والانس" خود مي‌تواند با اتمهاي ديگر پيوند بدهد. کوپر همچنين پيشنهاد کرد که اتم‌ها را با توجه به ظرفيتشان و تعداد پيوندهايي که مي‌توانند با ساير اتمها داشته باشند، به صورت ذيل نمايش دهند:

به اين ترتيب مي‌توانيم مولکول‌ها را با رسم پيوندهاي ميان اتم‌ها، به شکل زير نشان بدهيم:

استفاده از روش فوق براي نشان دادن ساختمان مولکول‌هاي کوچک و غير آلي، به راحتي مقدور بود، اما در مورد مولکول‌هاي بزرگتر و مواد مرکب آلي، مشکلاتي وجود داشت که گاه باعث گمراهي مي‌شد. از اينرو "ککوله" تلاش کرد تا مشکل ظرفيت را در موردِ مواد مرکب آلي برطرف کند. "فردريش آگوست ککوله" با توجه به اين مسأله که هر اتم کربن ظرفيت اتصال به چهار اتم ديگر را دارد، توانست مسايل مربوط به تعداد زيادي از مولکول‌ها -که ساختمان آنها تا آن زمان معمّا به نظر مي‌رسيد- را حل کند.
امروزه نيز از همين مدل براي نشان دادن مولکولها و همچنين توضيح خواص آنها استفاده مي‌شود.

اما شيمي‌دانان ها چگونه مي‌توانند بين ساختار مولکول و خواص آن ارتباط برقرار کنند؟
مواد مختلف بسته به اين‌که از چه عناصر تشکيل شده‌اند و داراي چه آرايشي هستند، خواص مختلفي دارند. براي مثال موادي که خاصيت اسيدي از خود نشان مي‌دهند در ساختار مولکولي خود اتم هيدروژني دارند که به اکسيژن متصل است و آن اتم اکسيژن هم با يک عنصر نافلز مانند گوگرد، فسفر و... پيوند دارد. حال اگر به جاي اتم نافلز، يک اتم فلز مانند سديم، کلسيم يا ... قرار گيرد، ترکيب به جاي "خصلت اسيدي"، "خاصيت قليايي" خواهد داشت.
در داروها و مولکول‌هاي بزرگ، خواص ترکيب به عوامل متعددي بستگي دارد. در نانو فناوري که هدف ساختن مولکولي جديد با رفتاري خواص است، يک دانشمند شيمي مولکولي با استفاده از تخصص خود، آرايشي از اتم‌ها را پيشنهاد مي‌کند که خواصيت مورد نظر ما را داشته باشد. از سوي ديگر بايد بدانيم مولکولها صرفاً آنچه ما روي کاغذ رسم مي‌کنيم نيستند. مولکول‌ها داراي بعد هستند و فضا اشغال مي‌کنند.
يک مولکول در فضا آرايشهاي مختلفي را مي‌تواند اختيار کند. درحال حاضر با استفاده از يک سري فنون خاص و به کمک کامپيوتر مي‌توان آرايش‌هاي مختلف را پيش‌بيني کرده و چگونگي قرار گرفتن اتمها را در کنار يکديگر را بررسي کرد. همچنين مي توان حدس زد که هر آرايش مولکولي چه خواصي را موجب مي‌شود. اين کار نيز به واسطه اطلاعاتي که يک دانشمند شيمي مولکولي از مطالعه ساختارهاي مختلف مولکولها بدست آورده است، امکان پذير مي‌باشد.
شاخه‌اي از نانوفناوري که با بهره‌گيري از شيمي مولکولي و روشهاي محاسباتي فيزيکي و مکانيک کوانتومي، آرايشهاي متنوع مولکولها را بررسي مي‌کند را نانوفناوري محاسباتي مي‌نامند.


منبع:http://www.nanoclub.ir

من هم خدایی دارم
     
#62 | Posted: 21 Jul 2011 13:37
قير
--------------------------------------------------------------------------------

تعریف قیر
قیر جسمی هیدروکربوری است به رنگ سیاه تا قهوه‌ای تیره که در سولفور کربن و تتراکلرور کربن کاملاً حل می‌شود. قیر در دمای محیط جامداست.اماباافزایش دما، به حالت خمیری درمی‌آید و پس از آن مایع می‌شود. کاربرد مهم قیر به علت وجود دو خاصیت مهم این ماده است؛ غیرقابل نفوذ بودن در برابر آب و چسپنده بودن در عایقکاری رطوبت و ساخت آسفالت کاربرد دارد در صنايع راهساز ي قير به جسمي اطلاق مي شود كه حالت مايع، خميري و يا جامـد داشـته و رنگ آن سياه يا قهوه اي تير ه مي باشد . قير خواص چسبندگي قابل توجهي دارد و از نقطه نظرشيميايي از هيدروكربن تشكيل شده و از مواد نفتي مـشتق مـي گـردد عـلاوه بـر آن بـصورت طبيعي هم يافت مي شود و در سولفور كربن و نيز تتراكلروركربن كاملاً محلول است قير، سنگين¬ترين برش نفت خام و يكي از پيچيده¬ترين اجزاي آن، به رنگ تيره، به اشكال جامد، نيمه جامد يا ويسكوز و با منشاء طبيعي يا توليدي مي¬باشد. عمده اجزای سازنده قير از تركيبات هيدوركربوری با وزن مولكولی بالا تشكيل شده مواد روغنی، رزين و آسفالتين¬ها مي¬باشد. اين ماده از نظر شيميايی دارای تركيبی بسيار پيچيده است و دارای خواص فيزيكی از جمله چسبندگی و ضد رطوبتی میباشد

انواع قیر

قیر استخراج شده از نفت یا سنگ‌های معدنی مخصوص، قیر خالص نام دارد که با توجه به منشاء تشکیل، طبقه‌بندی می‌شود. قیرهای خالص همچنین برای اینکه خواص مورد نظر برای کاربردهای مختلف را پیدا کنند، تحت فرآیندهای دیگر قرار می‌گیرند و انواع مختلف قیر را (ازجمله قیر دمیده، قیر محلول، قیر امولسیون، قیر پلیمری و...) را تشکیل می‌دهند.

قیر نفتی و قیر طبیعی
قیر معمولاً از تقطیر نفت خام به دست می‌آید. چنین قیری قیر نفتی یا قیر تقطیری نامیده می‌شود. قیر نفتی محصول دو مرحله تقطیر نفت خام در برج تقطیر است. در مرحله نخست تقطیر، مواد سبک مانند بنزین و پروپان از نفت خام جدا می‌شوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به فشار اتمسفر انجام می‌شود. در مرحله دوم نیز ترکیبات سنگین مانند گازوئیل و نفت سفید خارج می‌شوند. این فرآیند در فشاری نزدیک به خلاء صورت می‌پذیرد. در نهایت مخلوطی از ذرات جامد بسیار ریز به نام آسفالتن باقی می‌ماند که در ماده سیال گریس‌مانندی به نام مالتن غوطه‌ور است.
اما برخی از انواع قیر در طبیعت و در اثر تبدیل تدریجی نفت خام و تبخیر مواد فرار آن در اثر گذشت سال‌های بسیار زیاد به دست می‌آید. چنین قیری، قیر طبیعی نامیده می‌شود و دوام آن بیشتر از قیرهای نفتی است. چنین قیری ممکن است به‌صورت خالص در طبیعت وجود داشته باشد (قیر دریاچه‌ای) مانند دریاچه قیر بهبهان ایران و دریاچه قیر تیرینیداد آمریکا ، یا از معادن استخراج شود (قیر معدنی). قیر طبیعی با نام یواینتایت نیز شناخته می‌شود.

قیر دمیده
قیر دمیده از دمیدن هوای داغ به به قیر خالص در مرحله آخر عمل تصفیه به دست می‌آید. در این فرآیند، هوای داغ با دمای ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد توسط لوله‌های سوراخ‌دار به محفظه حاوی قیر دمیده می‌شود. در اثر انجام این فرآیند، اتم‌های هیدروژن موجود در مولکول‌های هیدروکربورهای قیر، با اکسیژن هوا ترکیب می‌شود و با تشکیل آب، عمل پلیمریزاسیون اتفاق می‌افتد. قیر دمیده نسبت به قیر خالص دارای درجه نفوذ کمتری دارد، درجه نرمی بیشتری دارد و حساسیت کم تری نسبت به تغییرات دما دارد. این نوع قیر بیشتر در ساختن ورق‌های پوشش بام، باتری اتومبیل و اندودکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. علامت اختصاری قیر دمیده R می‌باشد. مثلا قیر۸۰/۲۵ R به معنای قیر دمیده با درجه نرمی ۸۰ و درجه نفوذ ۲۵ می‌باشد.

قیر مخلوط یا محلول
قیر مخلوط به مخلوطی از قیر و یک حلال مناسب (مثلاً نفت سفید یا بنزین) گفته می‌شود. این قیر در درجه‌حرارت محیط مایع است و یا با حرارت کمی به مایع تبدیل می‌شود. قیر مخلوط در انواع آسفالت‌های پوششی و ماکادامی مورد استفاده قرار می‌گیرد. سرعت گیرش یا سفت شدن این نوع قیر بستگی به نوع محلول دارد. به‌طور مثال به دلیل سرعت بالای تبخیر بنزین، قیر حل شده در بنزین سریع‌تر سفت می‌شود. این قیر، اصطلاحا قیر تندگیر (RC) نامیده می‌شود. همچنین قیرهایی که در نفت حل شده‌اند، قیر کندگیر (MC) نامیده می‌شوند و به قیرهایی که در نفت گاز یا نفت کوره حل شوند، نفت دیرگیر (SC) گفته می‌شود. قیرهای محلول بر اساس درجه گرانروی‌شان درجه‌بندی می‌شوند.

قیر امولسیون
قیر امولسیون با مخلوط کردن قیر و آب و یک ماده امولسیون‌ساز به‌دست می‌آید. مقدار ماده امولسیون ساز بسیار کمو در حدود ۰٫۳ تا ۰٫۵ درصد وزن قیر می‌باشد. مقدار آب مصرفی این نوع قیر در حدود ۳۰ تا ۵۰ درصد وزن قیر می‌باشد. ماده امولسیون‌ساز معمولاً یک نمک قلیایی اسیدهای آلی یا نمک آمونیم است که باعث باردار شدن ذرات قیر می‌شود. به این ترتیب ذرات قیر در اثر بار القایی یکدیگر را دفع می‌کنند و به‌صورت کره‌هایی با قطر یک‌صدم تا یک‌هزارم میلی‌متر در آب شناور می‌شوند. استفاده از این نوع قیر، باعث کاهش آلایندگی محیط زیست می‌شود و چون از نفت یا حلال‌های قابل اشتعال استفاده نمی‌شود، خطر اشتعال در حین حمل و نقل قیر کاهش می‌یابد. از قیر امولسیونی برای آسفالت سرد در محیط‌های مرطوب یا برای عایق کاری استفاده می‌شود که در این صورت باید دوباره به آن آب اضافه کرد و محتوای آن را به حدود ۶۵ درصد رساند.

کاربرد قیر
قیر معمولاً در دو حوزه راه‌سازی و عایق‌کاری به کار می‌رود. حدودا ۹۰ درصد از قیر تولیدی، در حوزه راهسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد و مصارف عایق‌کاری، تنها ۱۰ درصد از مصرف قیر را به خود اختصاص می‌دهد.
عایق کاری: از قیر معمولا برای عایق بندی بام‌ها و کف حمام‌ها استفاده می‌شود. معمولا به منظور تثبیت قیر، آن را همراه با گونی مورد استفاده قرار می‌دهند که به آن قیرگونی گفته می‌شود. الیاف گونی نقش مسلح کننده قیر را دارند و قیر را در محل خود تثبیت می‌کنند. هم چنین محصولاتی مانند مقوای قیری یا نمد قیری که با نام‌های تجاری نظیر ایزوگام و... ارائه می‌شوند نیز کاریردی مشابه قیرگونی دارند. به منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به کف ساختمان، از بلوکاژ یا ماکادم استفاده می‌شود.

مشخصات قیر

۱-درجه نفوذ: آزمایش درجه نفوذ برای تعیین سختی قیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این آزمایش از یک سوزن استاندارد درجه نفوذ می‌کند. مقدار نفوذ برحسب دهم میلی متر درجه نفوذ نامیده می‌شود. هر چه درجه نفوذ کم تر باشد قیر سخت تر است.

۲-گرانروی : هر چه کند روانی قیر بیش تر باشد خواص جامد بیش تری از خود نشان می‌دهد. واضح است در دماهای بالاتر کند روانی کم تر است. این مشخصه قیر با دستگاه سی بولت فیورل و یا به روش کینماتیکی اندازه گیری می‌شود.
۳-درجه اشتعال : درجه اشتعال دمایی است که اگر قیر به آن دما برسد، گازهای متصاعد از آن با نزدیک شدن شعله، مشتعل می‌شوند و در سطح آن شعلهبه وجود می‌آید. حداکثر دمایی که می‌توان قیر را در کارگاه گرم کرد به درجه اشتعال محدود می‌باشد.
۴-افت وزنی : افت وزنی قیر در دمای بالا، در اثر تبخیر قسمتی از روغن‌ها و ترکیبات نفتی آن می‌باشد. این مشخصه نیز از خواص مهم قیر است. افت وزنی قیر در اُوِن در دمای ۱۶۳ درجه سانتی گراد و در مدت ۵ ساعت (شرایط تغریبی پخت آسفالت) اندازه گیری می‌شود.
۵-شکل پذیری یا انگمی : اگر نمونه‌ای از قیر با سطح مقطع ۱ سانتی متر مربع را با سرعت ۵ سانتی متر/دقیقه بکشیم، مقدار افزایش طول نمونه را قبل از پاره شدن خاصیت انکمی قیر گویند.
۶-درجه خلوص : می‌دانیم حلال قیر تترا کلرور کربن و سولفور کربن است. بنابراین اگر نمونه‌ای از قیر را در هر یک از این مواد حل کنیم، ناخالصی‌های آن باقی می‌ماند و از آن جا درجهٔ خلوص قیر را می‌توانیم تعیین کنیم. درجه خلوص عبارت است از: (وزن نمونه قیر) ÷ [(وزن ناخالصی) - (وزن قیر)

۷-درجه نرمی : درجه نرمی دمایی است که با رسیدن قیر به آن دما، قیر از حالت جامد به حالت روان در می‌آید. هرچه درجه نرمی قیر بیش تر باشد، حساسیت کم تری نسبت به تغیرات دما دارد. درجه نرمی قیرهای معمولی حدود ۶۰ تا ۷۰ می‌باشد

من هم خدایی دارم
     
#63 | Posted: 21 Jul 2011 13:38
اندازه‌گیری گازهای خطرناک و سمی
--------------------------------------------------------------------------------

اندازه‌گیری گازهای خطرناک روز به روز در صنعت امروز اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. کارخانه‌ها کمیته‌ای برای ایجاد استانداردهای محیطی تشکیل داده‌اند و شرایط و استانداردهای بسیار سخت‌گیرانه‌ای برای جلوگیری از انتشار این گازها تعیین شده است. ‏ABB(uk)‎‏ سیستمی دایمی را پیشنهاد داده است که اندازه‌گیری گازها را با کیفیت بسیار بالا انجام می‌دهد و با اینکه هزینه بسیار اندکی را در طول دوره کار کارخانه تحمیل می‌کند، اما تحلیل‌گرهای ‏NDIR‏ و ‏FTIR‏ بسیار قدرتمندی دارد که توانایی مانیتورینگ خودکار و از راه دور را نیز دارد. فناوری قدرتمند ‏FTIR‏ می‌تواند به صورت هم زمان بیش از ۱۲ نوع از ترکیبات گازی شامل ‏HCL، ‏CO، ‏NO، ‏SO۲‎، ‏NO۲‎، ‏N۲O، ‏NH۳‎‏ و ‏H۲O، ‏HF، ‏O۲‎‏ و هیدروکربن‌ها را شناسایی و اندازه‌گیری کند.‏

بادسنج‌های جدید التراسونیک
‏Gill (uk)‎‏ اعلام کرده است که به زودی بادسنج‌های التراسونیک جدیدی را عرضه می‌کند که در ساختن آنها از نمونه‌های ابتدایی ‏Windmaster‏ نیز استفاده نموده است. بادسنج‌های جدید به طور قابل توجهی توانایی‌های انواع قبلی را افزایش داده است. ‏Windmasterهای جدید به طور ایده‌آل می‌تواند برای اندازه‌گیری اغتشاشات هوا در اطراف پل‌هاف ساختمان‌ها، توربین‌های بادی و مکان‌های اندازه‌گیری جریان هوا مورد استفاده قرار گیرند. در هر دو نمونه ‏windmaster‏ و التراسونیک خروجی به صورت دیجیتال نمایش داده می‌شود و علاوه بر این می‌توان سرعت صدا و دما را نیز در خروجی مشاهده نمود. ساختار ‏windmaster‏ از آلومینیوم و فیبرهای کربن تشکیل شده است و نرخ اطلاعات خروجی آن می‌تواند از ۲۰ هرتز تا ۳۲ هرتز متغیر باشد. ورودی‌ها و خروجی‌های آنالوگ را نیز می‌توان با رزالوشن ۱۲ یا ۱۴ بیت در این سیستم به‌کار برد. در حالی که ‏windmaster‏ جدید از فولاد ضد زنگ ساخته شده است و می‌توان آن را برای بادهایی با سرعت ‏M/S‏ ۶۵ به کار برد. نرخ دیتای خروجی می‌تواند تا ۳۲ هرتز باشد و با کمترین اغتشاش و از دست دادن اطلاعات مقادیر دقیق در خروجی نمایش داده می‌شود.‏

کنسول‌‌های سه بعدی
‏‎(USA) Apex‎‏ کنسول‌های سه بعدی جدیدی را ساخته است که در کنار پروب‌های سه بعدی می‌تواند برای اندازه‌گیری و تعیین سرعت فشار، انحراف و زاویه شیب بردار سرعت جریان در لوله کانال‌ها به کار رود. پروب سه بعدی توانایی اندازه‌گیری انحراف و شیب جریان‌های غیریکنواخت را نیز دارد.
زاویه انحراف به طور مستقیم با چرخش پروب اندازه‌گیری می‌‌شود یا به عبارتی توسط شیب‌سنجی که به پروب متصل شده است اندازه‌گیری می‌شود و به صورت دیجیتال روی کنسول نمایش داده می‌شود. زاویه شیب نیز با استفاده از نمودارهای کالیبراسیون خاصی که برای پروب تهیه شده است محاسبه می‌شود. نرخ حجم جریان گاز در کانال نیز با میانگین‌گیری از محور سرعت به دست می‌آید. کنسول ‏MC-۳D۵۲‎‏ دارای مبدل‌های فشاری است که به طور ویژه‌ای پایدار است. مبدل‌های از نوع ‏NIST‏ و با دقت ‏‎+-۰.۵%‎‏ است و می‌تواند به طور قابل توجهی در برابر فشارهای بالا در شرایط آزمایش از خود مقاومت نشان دهد.‏

نمونه‌بردار خاک
نمونه‌بردار خاک ‏HVS ۳۰‎‏ که کمپانی آلمانی "‏Ingenieurburo Norbert Derenda‏" آن را ساخته است. نمونه‌برداری با ظرفیت بالا است که دارای پمپی ‏m۳‎‏ ۴۰ است. نرخ جریان در حدود ‏m۳/h‎‏۴۰ و فیلتری از جنس فیبر شیشه‌ای از ویژگی‌های این نمونه‌ بردار است. همچنین منوی آن به راحتی قابل استفاده و دارای کلیدهای عملیاتی خاصی است. این نمونه‌بردار می‌تواند تمام پارامترها از جمله فشار، دما و رطوبت را به خوبی نمایش دهد. نرم‌افزار آن به راحتی قابل استفاده ‏update‏ کردن توسط ‏flash-RAM‏ است.‏

تحلیل‌گر پرتابل گاز ‏
‏ محصول ‏PG-۲۵۰‎‏ شرکت اروپایی "‏Horiba‏" یک تحلیل‌گر گازی بسیار ایده‌آل است که می‌تواند به طور همزمان ۵ گاز متفاوت ‏NO۲‎، ‏SO۲‎، ‏CO، ‏CO۲‎‏ و ‏O۲‎‏ را مورد آنالیز قرار دهد. از ویژگی‌های اصلی آن داشتن پمپ نمونه، فیلترها و سردکننده‌های ترموالکتریک، کالیبراسیون بسیار ساده و راحت و نمایش واضح آنالیز گازها است. وزن این تحلیل‌گر ‏kg‏۱۷ است و همین وزن پایین باعث شده که انتقال آن به راحتی صورت گیرد و به ابازری ایده‌آل برای استفاده در محیط‌های مختلف و شرایط متفاوت تبدیل شود.

فناوری جدید در سنسورها
‏ ثبت مقادیر کوچک از گازهای قابل اشتعال و بخارها در اتمسفر یکی از مهم‌ترین مسائل در صنعت و حتی منازل به خصوص در جاهایی که گازهای طبیعی منابع اصلی انرژی برای آشپزی و سیستم‌های گرمازا هستند، است.‏
در صنعت، حلال‌های قابل اشتعال و فرار به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند، بنابراین اتمسفر باید به خوبی مورد بررسی قرار بگیرد تا از میزان آسیب به آن اطلاع کافی به دست آید. مقادیر بسیار کوچک از گازهای قابل اشتعال و حلال‌های فراری که با هوا ترکیب می‌شوند می‌توانند ترکیبات قابل انفجاری را به وجود آورند، بنابراین خیلی مهم است که پیش از آنکه این ترکیبات به سطح بالایی که خطرآفرین برسند، مقادیر آنها شناسایی و تحت کنترل درآیند.‏
سنسورهای گازی مینیاتوری توسط ‏shinwoo‏ در کره طراحی شده‌اند تا میزان گازهای قابل اشتعال در هوا مخصوصاً متان ‏CH۴‎‏ و ایزوبوتان (‏‎(iso-C۴H۱۰‎، ترکیبات اصلی گازهای سوختی، گازهای مایع ‏LNG‏ و ‏LPG‏ را اندازه‌گیری کنند. این سنسورها به سرعت پاسخ می‌دهند و در عین داشتن حساسیت بالا، پایداری زیادی دارند و هزینه بسیار پایینی را نیز به دنبال دارند.

تحلیل‌گر پرتابل ‏XRF
Niton‏ آلمان تحلیل‌گر پرتابل ‏Xli‏ و ‏XLt‏ را به تازگی عرضه کرده است که پردازش سیگنال در آن با کیفیت بسیار بالا انجام می‌شود و گیرنده‌های آن برای آنالیزهای شیمیایی فلزات، فلزات مرکب، خاک و ... بسیار مناسب است. این ابزار منحصر به فرد می‌تواند به طور مستقل، اطلاعات مربوط به آزمایش‌‌ها را برای دانلود در ‏PC‏ ذخیره کند یا به صورت بی‌سیم و کنترل از راه دور اطلاعات را به ‏PC‏ یا ‏PDA‏ منتقل کند.
همچنین "‏NITON‏" اخیراً تحلیل‌گرهای ‏XRF‏ بسیار زیادی را ‏update‏ کرده است. بدنه جدیدی که برای این تحلیل‌گرها طراحی شده است، انعطاف‌پذیری و کنترل آن را بسیار راحت‌تر کرده و مقاومت آن را در محیط‌های خطرناک و آسیب‌پذیر بالاتر برده است. به عنوان مثال تحلیل‌گرهای جدید ‏NITON‏ در برابر محیط‌های مربوط مقاومت بسیار خوبی از خود نشان می‌دهند و می‌توان حتی در شرایط بارانی نیز از آنها استفاده کرد. در ضمن علاوه بر بالا رفتن مقاومت وزن آنها نیز پایین‌‌تر آمده است.‏

همچنین ‏NIton‏ مکانیسم تعویض فیلتر جدیدی را برای تحلیل‌گرهای "‏Xlt X-ray‏" قرار داده است. این ویژگی جدید باعث شده است که حساسیت در شرایط حساس بالاتر برود و همچنین توانایی‌های آن نسبت به قبل بسیار بالاتر رفته است.‏
تمام این قابلیت‌ها و امکانات در تحلیل‌گر پلاستیکی جدید ‏XLt۷۹۴‎‏ جمع شده است. ‏‎ XLT ۷۹۴‎‏ اولین ابزار دستی از این نوع است که آنالیز همزمان المان‌های مختلف شامل ‏cd، ‏pb،As،‎ Hg‎، ‏Cr‏ و ‏Br‏ در پلیمرها را امکان‌پذیر می‌کند.‏

ترسیمتورهای بی‌سیم ‏
‏ ترنسیمتور بی‌سیم ‏XYR۵۰۰۰‎‏ ابزار بسیار کارآمدی است که توسط ‏Honeywell‏ ساخته شده است. ‏XYR۵۰۰۰‎‏ می‌تواند در مکان‌هایی که استفاده از ترنسیمتورهای با وایرهای سخت، هزینه بر است یا به سختی و با صرف زمان زیادی جایگذاری می‌شود، مورد استفاده قرار گیرد. اطلاعات اضافی که توسط این ترنسیمتورها جمع‌آور می‌شود می‌تواند به بهبود کیفیت کالاها کمک کند و علاوه بر این هزینه‌ها را نیز به میزان زیادی پایین می‌آورد.‏

ترمومتر دستی ۴ کاناله جدید ‏
‏"‏Omega‏" به تازگی ترمومتر چهارکاناله دستی ‏HH۱۴۷‎‏ را به بازار ارائه کرده است که دارای ۴ کانکتور ورودی است و می‌تواند ۷ جفت دمای متفاوت را بپذیرد. ‏HH۱۴۷‎‏ تمام ۴ ورودی را می‌تواند به طور همزمان نمایش دهد. در ضمن مصرف باتری در آن بسیار پایین است و دارای تقویمی دایمی است و به طور اتوماتیک خاموش می‌شود.
محدوده دمای این ترمومتر از ‏‎-۱۰۰C‎‏ تا ‏‎۱۳۰۰C‎‏ برای ترموکوپل‌های ‏K‏ و ‏N‏ و از ‏‎۰‎‏ تا ۱۷۰۰‏‎ ‎‏ درجه سانتی‌گراد برای ترموکوپل‌‌های ‏R/S‎‏ است. ولی دقت هر دو در حد ۱/۰% است. ‏HH۱۴۷‎‏ با چهار باتری کار می‌کند که طول عمر آنها تا ۱۰۰۰ ساعت است.‏

الکترودهایی با طول عمر بالا
سال‌های متمادی ‏‎(uk)‎‏ "‏sentek‏" الکترودهای ‏PH‏ و ‏Redox‏ را برای اندازه‌گیری در استخرها تولید می‌کرد. مشکلات اندازه‌گیری در گذشته این بود که الکترودها طول عمر بسیار کوتاهی داشت. ولی کاربران همیشه احتیاج به الکترودهایی با کیفیت بالا در کنار نرخ پایین و قابل قبول قیمت داشتند. بنابراین تیم "‏Sentek‏" به صورت فشرده روی این پروژه مشغول به کار شد تا این مشکل را برطرف سازد و بهترین راه حل را که همان ساختن الکترودهایی با طول عمر بالا بود ارائه کردند. الکترودهای جدید کالیبراسیون خاصی را نیاز دارد و در اولین سال عمرشان باید یک بار در ماه کالیبره شود.‏
از دیگر مزایای این الکترودها این است که در برابر صدمات و ضربات متعدد از خود مقاومت نشان می‌دهد و بدون اینکه در عملکردش خللی به وجود آید می‌تواند برای مدت یک سال در محیط‌های خشک نگهداری شود.

مانیتورینگ همزمان چند پارامتر
‏Tethys Instruments (France)‎‏ به تازگی تحلیل‌گرهای ‏on-line‏ آب ‏ur۴۰۰‎‏ را روانه بازار کرده است و تا ۱۲ پارامتر به طور همزمان می‌تواند توسط یک ابزار مانیتور شود. پورت ‏USB‏ دانلود اندازه‌ها و پارامترهای به دست آمده را با هر کلید ‏USB‏ مقدور می‌سازد رنگ ‏user-friendly‏ صفحه نمایش باعث شده که پارامترها و کالیبراسیون به راحتی قابل دنبال کردن و بررسی باشد.‏
با توجه به تیوب سوراخی که در آن تعبیه شده است این ابزار می‌تواند به طور مستقیم وارد فاضلاب شود (بدون اینکه از فیلتری استفاده کند) و حتی می‌توان آن را برای اندازه‌گیری وارد گل کرد. فسفات توسط متدهای رنگ سنجی اندازه‌گیری می‌شود و برای اندازه‌گیری ‏PH‏ باید از پروب‌های خارجی استفاده کرد.

مانیتورینگ خودکار فلزات سنگین امکان‌پذیر شد
تا چندی پیش هیچ متد قابل قبولی برای نظارت بر وجود فلزات سنگین در آب وجود نداشت. چنین روش‌هایی نیاز به پایداری بالا، حساسیت کافی و قیمت مناسب دارد. در ضمن در ساختار آن نباید از معرف‌های سمی استفاده شود چون بسیار خطرناک است و برای کاربر مشکلات متعددی را ایجاد می‌کند. پس از سال‌ها تلاش و تحقیق که شامل آزمایش‌ها و تست‌های متفاوت محیطی است، کمپانی ‏sensAque AS‏ موفق به ساخت تجهیزاتی جهت مانیتورینگ فلزات سنگین شد که در حال حاضر وارد بازارشده و مورد استفاده قرار می‌گیرد.‏

پلاری‌متر خودکار با دقت بالا‏
‏ پلاری‌مترهای معمول و رایج معمولاً فقط از یک منبع نور و یک طول موج خاص استفاده می‌کند ولی در تحقیقات شیمی و داروسازی یا در کنترل کیفیت ابزارهای متفاوتی لازم است تا با استانداردهای ملی و بین‌المللی مطابقت پیدا کند. ‏GYROMAT-HP‏ پلاری‌متر خودکار با دقت بسیار بالایی است که توسط ‏Dr.KERNCHEN GMBH‏ (آلمان) ساخته شده است و می‌تواند شامل سه منبع نور و ۶ طول موج استاندارد با محدوده ‏UR/VIS‏ باشد و برای استفاده در آزمایشگاه‌های مدرن بسیار ایده‌آل است.‏
به علاوه این پلاری‌متر دقت بسیار بالایی دارد که می‌توان آن را با استاندارد کوارتز مورد کنترل قرار داد و می‌تواند داده‌های اندازه‌گیری شده را به صورت دیجیتال روی صفحه نمایش نشان دهد. این دستگاه به راحتی به ‏PC‏ متصل می‌شود و اطلاعات آن قابل چاپ توسط چاپگر است.‏

منبع

http://che-engineering.mihanblog.com/post/87

من هم خدایی دارم
     
#64 | Posted: 21 Jul 2011 13:39
استخراج گاز
--------------------------------------------------------------------------------

ذخائر زیر زمینی نفت و گاز
سوختهای فسیلی شامل نفت و گاز در عمق سه تا چهار کیلومتری اعماق زمین و در خلل و فرج لایه‌های آن و با فشار چند صد اتمسفر بصورت ذخیره می‌باشند. گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار (معدن) می‌دهند. که در هر دو صورت از نظر اقتصادی بسیار گرانبها می‌باشد. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل می‌شوند، و عمدتاً نیز بهمین صورت یافت می‌گردد و در این رابطه مولفه‌های فیزیکی مواد – حرارت و فشار مخزن تأثیرات مستقیم دارند و نهایتا درصورت رسیدن به درجه اشباع تجزیه شده و بلحاظ وزن مخصوص کمتر در قسمت‌های فوقانی کانسار و بر روی نفت یا آب به شکل گنبدهای گازی (GAS DOME) قرار می‌گیرند.گاهآ درمخازن گازهای محلول در آب نیز مشاهده شده است گاز متان در حرارت و فشار موجود درکانسارها متراکم نمی‌گردد بنابراین همیشه بصورت گاز باقی مانده ولی در مخازنی که تحت فشار بالا هستند بشکل محلول در نفت در می‌آید . سایر اجزای گاز طبیعی در مخازن نسبت به شرایط موجود در کانسار در فاز مایع یا فاز بخار یافت می‌شوند. گازهای محلول در نفت بمثابه انرژی و پتانسیل تولیدمخزن بوده و حتی المقدور سعی می‌گردد به روشهایی از خروج آنها جلوگیری گردد ولی در هر حال بسیاری از گاز محلول در نفت در زمان استخراج همراه با نفت خارج می‌گردد .در سالهای پیش از انقلاب در صد بالایی از آن از طریق مشعل سوزانده می‌شدو بهدر می‌رفت ولی در سالهای بعد تا بحال بتدریج و با اجرای طرهایی منجمله طرح آماک از آنها به عنوان تولیدات فرعی استحصالی از میادین نفت کشور بمنظور تزریق به مخازن نفتی - تولید مواد خام شیمیایی و سوختی با ارزش استفاده می‌کنند.
استخراج گاز
در ایران گاز طبیعی خام را از دو نوع چاه استخراج مینمایند .
1 – چاههای مسقل گازی - از قبیل میادین گاز پارس جنوبی – نار و کنگان – خانگیران - تابناک- حوزهای شانول، هما، وراوی و میدان گازى پازنان و غیره .
2 – چاههای نفت - از قبیل میادین اهواز – آغاجاری – مارون - گچساران – بی بی حکیمه - - رامشیر و غیره . هنگامی که میزان نفت درون چاه کاهش می‌یابد از گاز دی اکسید کربن به‌عنوان گاز افزایش دهنده حجم استفاده می‌شود.
ترکیبات گاز طبیعی خام
1 - گاز طبیعی خام که از چاههای مستقل گازی استخراج می‌گردد و هنوز فرایندهای سرچاهی و پالایشی را طی نکرده است عمدتاً از هیدروکربورمتان بعلاوه گاز اتان و همراه با هیدروکربورهای دیگر( سنگین و مایع) مانند پروپان – بوتان - و هیدروکربورهای سنگین تر یا چکیده نفتی (CONDENSATE) بعلاوه بنزین طبیعی ( NATURAL GASOLINE) و همچنین مقداری از ناخالصی های غیر هیدروکربوری شامل بخار آب (H2O), کربن دی اکسید(CO2) , کربن منواکسید (CO), نیتروژن (N), هیدروژن سولفید (H2S), هلیوم (HE) که درصد هر کدام بستگی به نوع مخازن دارد تشکیل شده است . این چاهها اصولا قادر به تولید در اندازه‌های تجاری بوده و محصول آنها با نام گاز غیر همراه ( NON -ASSOCIATED GAS) نیز شناخته می‌گردند گازهای استخراجی از چاههای مستقل گازی یا نفت همراه ندارند و یا مقدارنفت همراه آن بسیار ناچیز می‌باشد. گاز طبیعی خام استخراجی از چاههای مستقل گازی با خود مقداری شن - ماسه و آب شور بهمراه دارد که قبل از ارسال به تأسیسات پالایشی در مجموعه تأسیسات سر چاهی و توسط ساینده‌ها از گاز جدا می‌گردند. دستگاههای گرمکن موجود در نقاط مشخصی درطول خط لوله تا مرکز جمع آوری نیز مانع از انجماد بخار آّب موجود در گاز می‌گردند زیرا در صورت نبود این تجهیزات ترکیبات جامد و نیمه جامد هیدرات های گاز طبیعی احتمالی(کریستالهای یخ) در روند کار سیستم گردآوری ایجاد مشکلات عدیده مینمایند.
2 - گاز طبیعی خام از چاههای نفت نیز بدو صورت استخراج می‌گردد. الف - در صورتی که گاز، محلول در نفت خام باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد. ب - در تماس مستقیم ولی جدا از نفت باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) نامیده می شود .
مشخصات و مزیتهای گاز طبیعی
گاز طبیعی(متان – CH4) حاصل از عملیات فرآورش نهایی دارا ی مشخصات بدون رنگ – بدون بو و سبکتر از هوا می‌باشد. ارزش حرارتی یک گاز، مقدار حرارتی است که در اثر سوختـن یک مترمکعب آن گاز ایـجاد می شود که بدین ترتیب ارزش حرارتی هر متر مکعب متان تقریباً معادل ارزش حرارتی یک لیتر نفت سفید می‌باشد و به عبارت دیگر چنانچه یک فوت مکعب از آن سوزانده شود معادل با 252 کیلو کالری انرژی حرارتی آزاد مینماید که از این لحاظ در مقایسه با دیگر سوختها بسیار قابل توجه می‌باشد . هیدروکربنها با فرمول عمومی CnH2n+2 اجزاء اصلی گاز طبیعی بوده و منابع عمده انرژی می‌باشند . افزایش اتمهای کربن مولکول هیدروکربن را سنگینتر و ارزش حرارتی آن افزونتر میسازد. ارزش حرارتی هیدروکربنهای متان و اتان از 8400 تا 10200 کیلو کالری بازای هر مترمکعب آنها می باشد . ارزش حرارتی هیدروکربن پروپان برابر با 22200 کیلو کالری بازای هر مترمکعب آن می باشد . ارزش حرارتی هیدروکربن بوتان برابر با 28500 کیلو کالری بازای هر مترمکعب آن می‌ باشد . گاز طبیعی شامل 85 درصد گاز متان و 12 درصد گاز اتان و 3 درصد گاز پروپان، بوتان، ازت و غیـره می باشد گاز طبیعی حاصل از میادین گازی سرخس حاوی متان بادرجه خلوص 98 درصد می‌باشد. ارجحیت دیگر گاز گاز طبیعی(متان – CH4) به سایر سوخت ها آن است که گاز طبیعی تمیز ترین سوخت فسیلی است زیرا نه تنها با سوختن آن گاز سمی و خطرناک منواکسید کربن تولید نمیگردد بلکه جالب است بدانیم که ماحصل سوخت این گاز غالبا آب بهمراه حداقل میزان دی‌اکسیدکربن در مقایسه با تمام سوختهای فسیلی می‌باشد .
در یک تحقیق از میزان آلایندگی گاز طبیعی و دیگر سوخت های فسیلی یافته‌ها به شرح ذیل بودند . میزان انتشار co2 در گاز طبیعی 6/53 درصد، پروپان 67 درصد، بنزین 7/72 درصد، نفت گاز 76/2 درصد، نفت کوره 3/79 درصد و زغال سنگ 1/82 درصد به ازای یک واحد گرما(Kg co2/Gj) است لذا با توجه به موارد فوق می توان از آن به عنوان سوخت برتر - ایمن و سالم در محیطهای خانگی- تجاری و اداری که دارای فضاهای بسته و محدود می‌باشند استفاده نمود.
دمای احتراق خود به خود گاز طبیعی 649 درجه سانتی گراد است. دمای جوش متان 49/ 161 درجه سانتی گراد زیر صفر است .فرایند تبدیل گاز طبیعی به گاز مایع LN G در همین درجه حرارت صورت می‌گیرد. یکی از عوامل مهم و مؤثر در کامل سوزی گاز طبیعی و آبی سوزی شعله تامین هوای کافی است. میزان هوای لازم جهت هر مترمکعب گاز طبیعی هنگام سوختن حدودأ 10 مترمکعب می‌باشد. آبی تر بودن شعله بمعنی دریافت بهتر و بیشتر هوا می‌باشد.
فرآورش گازطبیعی
مجموعه عملیات پیچیده‌ای است شامل فرایندهایی بقرار و ترتیب ذیل که در جریان آن بتوان گاز طبیعی را که شامل عمدتاً متان به‌عنوان اصلیترین ماده و با درصد خلوص 80 تا 97 می‌باشد را به‌عنوان محصول نهائی پالایش نمود, صمن آنکه در این فرایندها علاوه بر استحصال گوگرد ترکیبات ارزشمند مایعات گازطبیعی (NATURAL GAS LIQUIds –NGL)شامل گاز مایع LPG)) و (CONDENSATE) که تمامآ در ردیف اقلام صادراتی نیزبشمار می‌آیند جداسازی می‌گردند.
تفکیک گاز و نفت
گاز همراه با نفت
گازی که همراه نفت است الزاما باید از آن جدا شود تا نفت خالص و پایدار بدست آید. در صورتی که نفت و گاز استخراجی از چاه مستقیما به مخازن ذخیره نفت هدایت گردند.بعلت سبک و فرار بودن گاز مقداری از آن از منافذ فوقانی مخزن ذخیره خارج شده و در ضمن مقداری از اجزای سبک و گرانبهای نفت را هم با خود خارج می‌کند. از این رو نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکیک نفت و گاز هدایت می‌کنیم. عملیات تفکیک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طی فرایندهای سرچاهی ، انجام می شود .این عمل توسط دستگاهی بنام جداکننده سنتی که هیدرو کربورهای سنگین و مایع را از هیدروکربورهای سبکتر و گازی تفکیک مینماید صورت می‌گیرد. سپس این دو هیدروکربن برای فرآورش بیشتر به مسیرهای مجزایی هدایت شده تا عملیات تصفیه‌ای لازم برروی آنها صورت گیرد. این دستگاه به شکل یک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نیروی گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط می‌گردد، و در این ضمن از سرعت آن نیز کاسته می‌شود. وقتی فشار و سرعت گاز به مقدار زیادی کاهش یافت بخش انبوهی از گاز ، از نفت جدا می‌گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله بمخزن دیگری هدایت می‌کنند گازی که از دستگاه جدا کننده خارج می‌گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوی مقدار زیادی بنزین سبک(طبیعی) نیز می‌باشد. بنزین سبک (طبیعی) به لحاظ آنکه دارا ی ارزش فراوانی می‌باشد الزاما باید در مراحل بعدی از گاز طبیعی جدا گردد .
گاز محلول در نفت خام
در مواردی که گاز در نفت خام محلول است مقداری از آن به جهت ماهیت گاز و تحت تأثیر کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا می‌گردد و سپس این دو گروه از هیدروکربنها برای فرآورش بیشتر هر یک به مجاری مخصوص بخود فرستاده می شوند.
1– تفکیک مایعات گازی
این فرایند اولین مرحله از مجموعه عملیات پالایش گاز طبیعی خام می‌باشد . در به عمل آوری مایعات گازطبیعی فرایندی سه مرحله‌ای وجود دارد. زیرا ابتدا مایعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبیعی استخراج و سپس ماده جاذب طی فرایند دوم قابلیت استفاده مجدد (مکرر) را در فرایند ابتدایی کسب مینماید و نهایتا در فرایند سوم عناصر تشکیل دهنده و گرانبهای این مایعات نیز باید از خودشان جدا سازی شده و به اجزای پایه‌ای تبدیل گردند . که این فرایند در یک نیروگاه فرآورش نسبتاً متمرکز بنام کارخانه گاز مایع بر روی مایعات حاصل انجام می شود. بخش اعظم مایعات گازی درمحدوده بنزین و نفت سفید می باشد . ضمن آنکه میتوان فرآورده های دیگری مانند حلال و سوخت جت و دیزل نیز از آن تولید نمود. مواد متشکله در مایعات گازطبیعی (NGL) عبارت‌اند از .
1- 1 اتان
ماده‌ای است ارزشمند و خوراک مناسب جهت مجتمع های پتروشیمی و تبدیل آن به ماده ایی با ارزش بیشتر به نام اتیلن و پلی اتیلن . گازطبیعی میدان پارس جنوبی حدودآ حاوی شش درصد اتان می‌باشد که با جداسازی آن و ساخت اتیلن و پلی اتیلن مزیت های اقتصادی فراوانی برای کشورمان ایجاد می شود. کاربردفناوری تفکیک اتان از مایعات گازی در ایران بسیار جدید است و هم اکنون در فازهای 4و5 پارس جنوبی بکارگرفته می‌شود
1- 2 گاز مایع (LPG)
گاز مایع عمدتآ شامل پروپان و بوتان بوده که آن را می‌توان با پالایش نفت خام نیز بدست آورد. ضمنآ در فرایند شکست ملکولی (کراکینگ) نفت خام و یا فرایند افزایش اکتان بنزین (ریفرم کاتالیستی) نیز این ماده ارزشمند به صورت محصول جانبی حاصل می شود . درصد پروپان و بوتان موجود در گاز مایع (LPG) که مصارف سوختی در خودرو (کمتر) و در منازل (بیشتر) دارد متغیر بوده بطوری که در فصل گرم پروپان کمتر و در فصل سرد پروپان بیشتر خواهد بود در فصل سرد افزایش در صد پروپان به علت سبکتر بودن باعث تبخیر بهتر سوخت می‌گردد . معمولاً درصد پروپان در گاز مایع بین 10 الی 50 درصد متغیر است .
1- 3 کاندنسیت یا چگالیده ( condensate)
شامل ترکیبات سنگینتر از بوتان ( (C4H10 – مولکولهایی دارای اتمهای کربن بیشتر و حالت مایع درشرایط اتمسفر را شامل می‌گردند. این ترکیبات را می‌توان بمنظور صادرات پس از تثبیت فشار بخار و تنظیم نقطهٔ شبنم طبق مشخصات اعلام شده متقاضی (خریدار) به مخازن انتقال یافته و بمحض تکمیل ظرفیت مخزن صادر شوند. ولی این گروه از هیدرکربورها بلحاظ ارزشمندی بیشتری که نسبت به دیگر محصولات جدا شده دارند مقرون به صرفه است که طی فرایند دیگری در پالایشگاه کاندنسیت به سوختهایی تبدیل گردد که تا کنون در پالایشگاههای نفت از پالایش نفت خام حاصل می‌گردید ولی اینبار همراه با مزیتهایی که خواهد آمد . با توجه به اینکه پالایشگاه 500 میلیون دلاری کاندنسیت (مایعات گازی) در امارات متحده عربی بخشی ازخوراک مورد نیاز خود را از ایران تامین مینماید و حجم فراوان مایعات گازی که با بهره برداری از فازهای پارس جنوبی و دیگر پالایشگاههای گاز کشور حاصل می‌گردد، احداث پالایشگاه های کاندنسیت با امکاناتی شامل یک برج تقطیرو چند فرآیند تصفیه و ریفرمینگ کاتالیستی بنا به مزیتهای موجود در ذیل بسیار حائز اهمیت می‌باشد .
1 - تولید بنزین بیش از دو برابر بنزین تولیدی در پالایشگاههای نفت. 2 - بدون تولید اندکی از نفت کوره و طبعا رفع مشکلات ناشی از تولید این فراورده ضمن آنکه باقیمانده های تقطیر مایعات گازی نیز به محصولات میان تقطیر و سبک تبدیل می‌گردد . 3 – در ازای تخصیص نیمی از تجهیزان موجود در پالایشگاه های نفت خام به پالایشگاه کاندنسیت می‌توان محصولات با ارزش بیشتری تولید نمود . 4 - هزینه تولید هر واحد محصول دراین نوع پالایشگاه، بسیار پایین تراز پالایشگاه نفت خام است. 5 - میزان سرمایه گذاری در مقایسه بااحداث پالایشگاه نفت خام حدوداً به نصف می‌رسد. 6 - درصورتی که مجموعه مایعات گازی تولیدی کشور به تولید بنزین و فراورده های دیگر اضافه شود، تا سال 1390 نیازی به واردات بنزین نخواهد بود
درحال حاضر کلیه مایعات گازی تولیدی در دو بخش صنایع پتروشیمی و پالایشگاه‌ها جهت خوراک مورد استفاده قرارگرفته و بخش سوم آن نیز صادر می‌گردد . مایعات گازی حاصل از پالایش گازهای ترش نیز ترش بوده و حاوی درصد فراوانی از هیدروژن سولفید و مرکپتان می‌باشد . بنابراین بعد از تقطیر و تهیه فراورده‌ها نیاز به فرایندهای پالایشی جهت زدودن و یاکاستن از میزان گوگرد و مرکپتان موجود دارند هم اکنون پالایشگاه قدیمی مایعات گازی در بندرعباس روزانه 260 هزار بشکه نفت خام و 20 هزار بشکه مایعات گازى را فرآورش می‌کند . احداث پالایشگاه جدید مایعات گازی در بندرعباس به شرکت سرمایه گذاری نفت سپرده شده و مطالعات آن در حال انجام است. پالایشگاه جدید مایعات گازی در بندرعباس و با ظرفیت 360 هزار بشکه احداث می‌گردد . و تا کنون طراحی بنیادی و اخذ دانش فنی آن طبق برنامه توسط شرکت ملی مهندسی و ساختمان نفت به پایان رسیده است . قدیمیترین پروژه از این دست پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد(خانگیران) است که پیشینه 20 ساله دارد . درآن زمان پیشنهاد داده شد که مایعات تولیدی از میادین شمال شرقی( خانگیران )در واحدهای تقطیر به فرآورده‌های نفتی همچون حلال های ویژه نفتی ، نفتا ، نفت سفید و گازوئیل مرغوب تبدیل شود. پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی خانگیران مورد تایید برنامه ریزی تلفیقی شرکت ملی نفت ایران نیز قرارگرفت . شرکت ایتالیایی I.M.S در سال 1380طی یک مناقصه مسئولیت ساخت واحدهای تقطیر را بدست گرفت . این شرکت در همان سال (1380 ) مشغول ساخت دستگاه‌های مربوطه شد که بنا به پیش بینی مجری وقت طرح های پالایش گاز شرکت ملی گاز ایران حداکثرتا یک سال بعدبه اتمام می‌رسد . که خوشبختانه جدیدآ خبر ها حکایت از راه اندازی این تأسیسات دارد .
2- حذف دی اکسیدکربن و سولفور بعد از جداسازی مایعات گازی از گاز طبیعی خام دومین قسمت از فرآورش گاز نیز صورت می‌گیرد که شامل جداسازی دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. گازطبیعی بسته به موقعیت چاه مربوط مقادیر متفاوتی از این دو ماده را شامل می‌گردد. فرایند تفکیک سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن از گازترش، شیرین کردن گاز نامیده می شود. سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن را می‌توان سوزاند و از گوگرد نیز صرفنظر نمود ولی این عمل باعث آلودگی شدید محیط زیست می‌گردد . با توجه به اینکه سولفور موجود در گاز عمدتآدر ترکیب سولفید هیدروژن ((H2S قرار داردحا ل چنانچه میزان سولفید هیدروژن موجود از مقدار 7/5 میلیگرم در هر متر مکعب گازطبیعی بیشتر باشد به آن گاز ترش اطلاق می‌گردد. وچنانچه از این مقدار کمتر باشد نیاز به تصفیه نمی‌باشد. سولفور موجود درگازطبیعی به علت دارا بودن بوی زننده و تنفس های مرگ آور و عامل فرسایندگی خطوط لوله انتقال، گاز را غیر مطلوب و انتقال آن را پر هزینه میسازد. تکنیکهای مورد استفاده در فرایند شیرین سازی گاز ترش موسوم به «فرایند آمین» که متداولترین نوع در عملیات شیرین سازی می‌باشد تشابه فراوانی با فرایندقبل( جاذب NGL) و فرایند بعدی خود یعنی نم زدایی توسط گلایکول دارند . مواد مورد استفاده دراین فرایند انواع محلول های آمین می‌باشد. دراین نوع فرایندها اغلب از دو محلول آمین باسامی مونو اتا نو ل آمین (MEA) و دی اتا نو ل آمین (DEA ) استفاده می‌گردد. گاز ترش از میان برجی که با محلول آمین پر شده است جریان داده می‌شود .تشابه خواص ملکولی محلول آمین با سولفور موجود در سولفید هیدروژن باعث می‌گردد تا بخش عمده‌ای از مواد سولفوره جذب محلول گردد و سپس این محلول با شرکت در فرایند ثانوی ضمن جداسازی از سولفید هیدروژن جذب شده مجدداً قابل بهره برداری در فرایند ابتدایی می‌گردد . روش دیگری در رابطه با شیرین سازی گاز ترش با استفاده از جاذب های جامد برای جداسازی دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن نیز وجود دارد. دی اکسیدکربن حاصل از فرایند از طریق مشعل وارد محیط شده و طبعآ آلودگی هایی از خود بجا میگذارد که اجتناب ناپذیر می‌باشد . ولی سولفید هیدروژن حاصل از فرایندقبل پس از انتقال به واحد گوگرد سازی با شرکت در فرایندی کاتالیستی و با واکنشهای گرمایی بنام فرایند کلاوس سولفور موجودرا بصورت مایع آزاد مینماید. مایع حاصل بعد ازانتقال به واحددیگری و بعد از عملیات دانه بندی و انبار می‌شود این فرایند تا 97 درصد سولفور موجود در گاز طبیعی را باز یافت مینماید. این ماده که سولفور پایه نامیده می‌شود بشکل پودر زرد رنگ بوده و آن را می‌توان داخل محوطه پالایشگاه یا خارج از آن مشاهده نمو د. البته نظر به نیازبازار جهانی ، سولفور موجود بعد از استخراج و تصفیه و آماده سازی کامل جزو اقلام صادراتی محسوب و جداگانه به بازار عرضه می‌گردد . مرکاپتان ها گروه دیگری از ترکیبات گوگرد دار می‌باشند که بایداز ترکیب گاز قابل مصرف توسط فرایندی از نوع غربال مولکولی جداسازی گردد .ازآنجاییکه سیستم لوله کشی های مشترکین فاقد هشدار دهنده‌های نشت گاز می‌باشد ضرورتآ و به همین منظور مقدار اندکی از آن که منجر به ضایعات در خطوط لوله نگردد را درترکیب گاز بجا میگذارند تا بکمک این مواد بودار (بوی تخم مرغ گندیده ) مصرف کننده از وجود نشتی در لوله‌های گاز آگاه گردد.
در همین رابطه در ایستگاههای CGS نیز بطور جداگانه مقداری مرکاپتان به جریان گاز تزریق می‌گردد . گاز میادین پارس جنوبی – نار و کنگان – سرخس و گاز همراه میدان آغاجاری از نوع ترش بوده و لذا حاوی مقدار معتنابهی گوگرد می‌باشد. گاز میادین تابناک - شانون، هما، وراوی و گاز همراه میادین مارون و اهواز از نوع شیرین بوده و طبعا بعلت فقدان گوگرد و حذف فرایندهای مربوطه نسبت به گار میادین دیگر با ارزشتر می‌باشد.
3- نم زدایی یا رطوبت زدایی 3– 1 - رطوبت زدایی با محلول گلایکول علاوه بر تفکیک نفت با گاز مقداری آب آزاد همراه با گازطبیعی وجود دارد که بیشتر آن توسط روش های جداسازی ساده در سر چاه یا در نزدیکی آن از گاز جدا می شود. در حالیکه بخار آب موجود در محلول گاز میبایست طی فرایندی بسیار پیچیده تحت عنوان عملیات نم زدایی و یا رطوبت زدایی از گازطبیعی تفکیک گردند . در این فرایند بخار آب متراکم و موجود در سطح توسط ماده نم زدا جذب و جمع آوری می‌گردد. نوع متداول نم زدایی جذب (absorption) با عنوان نم زدایی گلایکول که ماده اصلی این فرایند می‌باشد شناخته می شود. در این فرایند، از مایع نم زدای خشک کننده حاوی گلایکول برای جذب بخار آب از جریان گاز استفاده می شود. دراین نوع فرایند اغلب از دو محلول گلایکول باسامی دی اتیل گلایکول (DEG) یا تری اتیل گلایکول (TEG) استفاده می‌گردد. خواص ملکولی ماده گلایکول شباهت بسیاری با آب دارد لذا چنانچه در تماس با جریانی از گازطبیعی قرار گیرد، رطوبت آب موجود در جریان گاز را جذب و جمع آوری مینماید. ملکولهای سنگین شده گلایکول در انتهای تماس دهنده جهت خروج از نم زدا جمع و خارج میشو ند سپس گازطبیعی خشک نیزاز جانب دیگر به بیرون از نم زدا انتقال می یاید. محلول گلایکول را از میان دیگ بخار به منظور تبخیر نمودن آب محلول در آن و آزاد کردن گلایکول جهت استفاده مجدد آن در فرایندهای بعدی نم زدایی عبور می‌دهند. این عمل با بهره گیری از پدیده فیزیکی یعنی وجود اختلاف در نقطه جوش آب تا 212درجه فارنهایت (100 درجه سانتیگراد ) و گلایکول تا 400 درجه فارنهایت صورت می‌گیرد.
3– 2 رطوبت زدایی با ماده خشک کننده جامد رطوبت زدایی با ماده خشک کننده جامد که معمولاً مؤثرتر از نم زداهای گلایکول هستند نیز با استفاده از روش جذب سطحی صورت می‌گیرد . جهت این کار به حداقل دو برج یابیشتر نیاز می‌باشد که بکمک یک ماده خشک کننده جامد شامل آلومینا یا ماده سیلیکاژل پرشده است. نم زدایی با ماده خشک کننده جامد اولین شیوه نم زدایی گازطبیعی با استفاده از روش جذب سطحی است گازطبیعی از داخل این برج ها، از بالا به پایین عبور داده می‌شوند. گازطبیعی دراین فرایند ضمن عبور از اطراف ذرات ماده خشک کننده رطوبت های موجود در جریان گازطبیعی به سطح ذرات ماده خشک کننده جذب می‌گردد و باتکمیل این فرایند تقریبا تمام آب توسط ماده خشک کننده جامد جذب شده و نهایتا گاز خشک از انتهای برج خارج شود. این نوع از سیستم نم زدایی از آنجاییکه در رابطه باحجم فراوان گاز تحت فشارهای بالا مناسب هستند معمولاً در انتهای یک خط لوله در یک ایستگاه کمپرسور قرار دارند. در این سیستم نیز همانند گلایکول در روش اول ماده خشک کننده جامد بعد از اشباع شدن از آب جهت احیاء و استفاده‌های مکرر از سیستم‌های گرمکن با درجه حرارت بالا جهت تبخیر بخار آب موجود در گلایکول بکار گرفته می‌شوند . گازطبیعی اینک با طی تمام مراحل تصفیه به طور کامل فرآورش و برای مصرف آماده گردید لذا در پایان با تقویت فشار آن تا حدود 1000 psi و پس از محاسبه حجم آن توسط سیستم اندازه گیری به خط لوله خروجی پالایشگاه هدایت و تحویل مدیریت منطقه عملیات انتقال گاز مربوطه می‌گردد.

من هم خدایی دارم
     
#65 | Posted: 21 Jul 2011 13:40
تکنولوژی پینچ
--------------------------------------------------------------------------------

تکنولوژی پینچ یک روش برای حداقل کردن مصرف انرژی بر اساس محاسبات ترمودینامیکی می باشد. این هدف با بهینه کردن سیستمهای بازیابی حرارتی، روشهای تامین انرژی فرایند و شرایط عملکرد آن حاصل می شود. این تکنولوژی به نامهای انتگراسیون حرارتی (Heat integration)، انتگراسیون انرژی یا انتگراسیون تکنولوژی پینچ نیز معروف است.
در سالهای اخیر آنالیز پینچ در کنار کاربرد انرژی بسیار توسعه یافته و هم اکنون به سه شکل استفاده می شود:
1)شبکه­های انتقال جرم Mass Exchange Networks(1989)
2)پینچ آب Water pinch (2002)
3)پینچ هیدروژن Hydrogen pinch (2003)
تکنولوژی پینچ در طراحی شبکه مبدلهای حرارتی حداقل مصرف انرژی را تضمین می کند. امروزه نرم افزارهای پیشرفته نظیر PinchExperssTM ، Super Target TM و Aspen Pinch TM در تحلیل فرایندهای صنعتی پیچیده مورد استفاده قرار می گیرند.
آنالیز اگزرژی از قوانین اول و دوم ترمودینامیک بهره می گیرند تا بتواند جریان اگزرژی را در سیستم محاسبه و نیز اجزاء غیر بهینه را مشخص کند. اما متاسفانه این روش راه حل عملی جهت جلوگیری از تلفات اگزرژی ارائه نمی­دهد. از سوی دیگر تکنولوژی پینچ یک روش کلی جهت طراحی فرایندها محسوب می شود که توانایی هدف گذاری بیشترین اصلاحات ممکن قبل از طراحی و شبیه سازی نهایی را دارا می باشد. اما نقطه ضعف این روش زمانی نمایان می گردد که از آن در سیستمهای تولید نیرو استفاده شود، بنابراین روش جدیدی برای غلبه بر ضعفهای دو روش فوق توسعه یافته است که آنالیز ترکیبی پینچ و اگزرژی نامیده می شود. این روش جدید می تواند برای بهینه سازی سیستمهایی چون نیروگاه به کار گرفته شود. بعضی از پالایشگاهها در حال اجرای تکنیکی خاص به نام Hydrogen Pinch هستند تا بتوانند با اجرای یک مدیریت کارامد روی هیدروژن و منابع مختلف تامین آن میزان هزینه های سرمایه­گذاری را به حداقل برسانند و با صرفه­جویی در این هزینه­های کاهش یافته به سود اقتصادی در کوتاه مدت نیز دست یابند.در این روش قانون اول ترمودینامیک برای محاسبه تغییرات آنتالپی در جریان گذرا از یک مبدل حرارتی استفاده می شود و قانون دوم جهت جریان گرما را مشخص می کند.
در طراحی سنتی، اول فرایند طراحی می شود و توسط موازنه جرم و حرارت دماها و دبی جریانها تعیین می شود. سپس طراحی سیستم بازیابی حرارتی کامل می شود و در نهایت موارد باقیمانده تعیین می شوند. هر کدام از این مراحل به طور مستقل از سایر انجام میشود. اما در طراحی پینچ، انتگراسیون فرایند با استفاده از تکنولوژی پینچ قبل از طراحی بازیابی حرارتی شبکه برای حداقل کردن مصرف انرژی راه حل ارائه می دهد. محدودیتهای سیستم بازیابی حرارتی و یوتیلیتی بعداً در نظر گرفته می شوند. طراحی پینچ فرصتهای بهینه کردن فرایند و بهبود انتگراسیون حرارتی را مشخص می کند. این روش به بهینه کردن تجهیزات انتقال حرارت در طول طراحی آنها کمک می کند

من هم خدایی دارم
     
#66 | Posted: 21 Jul 2011 13:41
صنعت پتروشيمي و چالش‌هاي موجود
--------------------------------------------------------------------------------

در صنعت پتروشيمي، ارزش‌افزوده واقعي طبق آمار بين‌المللي در گرو تكميل زنجيره ارزش و ايجاد صنايع پايين‌دستي است. يعني بيشترِ ارزش‌افزوده، مربوط به توليد محصولات پايين‌دستي است كه بيشترين نزديكي را به بازار مصرف نهايي دارند. اما آيا با ايجاد صنايع بالادستي، صنايع پايين‌دستي خود به‌خود به‌وجود مي‌آيد؟

- مقدمه
صنايع پتروشيمي يكي از مهم‌ترين صنايع وابسته به نفت است كه با فرآوري نفت خام و گاز طبيعي، ضمن اشتغال‌زايي مطلوب، ارزش‌افزوده حاصل از اين مواد را فزوني مي‌بخشد. توسعه كمي و شتابان صنعت پتروشيمي در دهه‌هاي اخير، بدون آينده‌نگري همه‌جانبه موجب شد تا برخي سياست‌هاي اتخاذ شده از جمله نوع محصولات توليدي، نحوة سرمايه‌گذاري، بازاريابي و فروش اين مواد از ديد بسياري از كارشناسان مورد انتقاد و بحث جدي قرار گيرد.
توجه غالب به احداث و توسعه واحدهاي بالادستي نظير الفين‌ها و پلي الفين‌ها، اوره و آمونياك و مواردي از اين‌دست كه عليرغم تناژ بالا، از ارزش افزوده پايين برخوردارند، تنها به موازات توسعه صنايع مكمل و تكميل زنجيره ارزش اين مواد، به رشد و شكوفايي صنعتي، توسعه فناوري، اشتغال‌زايي و كسب ارزش‌افزوده مي‌انجاميد. امري كه وزارت نفت در يك دهه گذشته براي توسعه آن، تنها به چند بخش‌نامه و اختصاص چند هكتار زمين (بدون توجه به زيرساخت‌هاي نرم‌افزاري و سخت‌افزاري روز) اكتفا نمود، به‌نحوي كه به هيچ‌وجه با ميزان سرمايه‌گذاري مادي و معنوي اين وزرات‌خانه در حوزه بالادستي قابل مقايسه نبود.
اين درحاليست كه بر اساس گفته خود مسئولان وقت، صنعت پتروشيمي كشور در رقابت‌‌ با همسايگان‌، كه بنا به شرايط سياسي از منابع سرمايه‌گذاري‌ و فناوريكي مناسب‌تري بهره مي‌برند، زماني برتري مي‌يابد‌ ‌كه بتوان مزيت رقابتي در محصولات توليدي خود ايجاد نمود. ‌اين مزيت مي‌تواند بر دو محور افزايش‌‌ ‌كيفيت كالا و توليد‌‌‌ محصولات تخصصي ‌‌و متفاوت با محصولات‌ رقبا صورت بگيرد. اين امر تنها از طريق استفاده از فناوري‌‌ها‌ و روندهاي مديريت فناوري روز ‌‌و مناسب‌ ‌و سرمايه‌گذاري‌ در جهت‌ ‌توليد مواد پايين‌دستي پتروشيمي‌‌‌ با ارزش‌افزوده بالا حاصل‌ مي‌گردد. متأسفانه برخلاف همه اين اظهارنظرها، امروز نيز همچنان شاهد سرمايه‌گذاري در بخش بالادستي صنعت پتروشيمي هستيم كه در برخي موارد حتي منجر به اتلاف حجم عظيمي از سرمايه‌هاي كشور شده است. از جمله اين طرح‌هاي صنعت پتروشيمي كه عليرغم سرمايه‌گذاري كلان، در بستر گذر زمان به پروژه‌اي ناموفق و سرگردان مبدل شده، طرح احداث خط لوله اتيلن غرب بوده است.

- مورد كاوي خط لوله اتيلن غرب
در آبان 1381 هيأت دولت طرحي را مصوب نمود كه به پروژه اتيلن غرب معروف گرديد. در اين طرح مي‌بايست گاز اتيلن به‌وسيله خط لوله از عسلويه تا مهاباد انتقال يافته و زمينه‌ساز تأمين خوراك 5 واحد پتروشيمي در استان‌هاي كهكيلويه و بويراحمد، لرستان، كردستان، كرمانشاه و آذربايجان غربي گردد. اين خط لوله 1600 كيلومتري كه زمان اتمام ساخت آن بهمن ماه 1386 پيش‌بيني شده بود اهداف زير را دنبال مي‌نمود:
- جبران عقب‌ماندگي استان‌ها با شاخص‌هاي توسعه زير شاخص ميانگين كشور
- اشتغال‌زايي
- مشاركت فعال بخش خصوصي
- تحرك بخشي به فرآيند توليد
- ارتقاي فناوري در بخش پتروشيمي
اين پروژه با توجه به سرمايه‌گذاري مورد نياز (طبق برآوردها در حدود 8000 ميليارد تومان)، طي سال‌هاي گذشته به‌عنوان يكي از بزرگ‌ترين پروژه‌هاي صنعت پتروشيمي مطرح بوده كه اجراي آن در اين سال‌ها همواره با تبليغات وسيعي از سوي شركت ملي صنايع پتروشيمي همراه بوده است.
نتيجه مطالعات و ارزيابي‌هاي صورت گرفته توسط كارشناسان شبكه تحليلگران فناوري ‌ايران بر روي اين پروژه نشان داد كه، علاوه‌بر نقاط ضعف چشمگير در نحوه برنامه‌ريزي و مديريت طرح، اين پروژه حتي با اهداف اوليه‌اي كه براي آن ترسيم شده بود نيز فرسنگ‌ها فاصله دارد. اهداف جذاب اين طرح و مهم‌تر از آن وعده‌هاي مسئولين ذيربط و چشم‌اندازي كه در ابتداي كار، اين طرح را به سمبل مشكل‌گشاي استان‌هاي غربي كشور مبدل ساخت، موجب شد تا مسئولين ذيربط در مناطق مختلف غرب كشور براي اخذ سهميه‌اي براي منطقه خود كمر همت ببندند. ايشان موفق شدند با بهره‌گيري از ارتباطات خود در طول اين 6 سال، بيش از 7 واحد ديگر بر اين طرح بيفزايند. حداقل ره‌آورد اين امر، تغييرات چند باره در خصوص طراحي و اجراي خط و تحميل هزينه‌هاي گزاف به هزينه تمام‌شده خط بود.
اين مسئله موجب شده تا در عمل پس از گذشت 6 سال خطي با حداكثر 50 درصد پيشرفت (طبق اظهارنظر مديران پتروشيمي) و تعداد 12 واحد كه اكثر آن‌ها پس از گذشت چند سال در اولين مراحل كار (عقد قرارداد و انتخاب پيمانكار) قرار داشته و هنوز هيچ‌گونه عمليات اجرايي در آن‌ها آغاز نشده به‌عنوان وصله‌اي ناچسب همواره ذهن مديران اجرايي و غير اجرايي صنعت پتروشيمي كشور را به خود مشغول سازد.
گرچه احداث خط اتيلن در جهان حدود 10 بار تجربه شده، اما چنين طرحي با طول 2100 كيلومتر آن هم با شرايط جغرافيايي خاص كشور، مشكلات فني بسياري را پديد آورده كه غلبه بر اين مشكلات، صرف هزينه‌هاي هنگفت و تمهيدات فني و صنعتي حساس و دشواري را موجب شده است و در نتيجه علاوه‌بر مشكلات فني، اين طرح را به پروژه‌اي غير اقتصادي تبديل نموده‌ است.

- غفلت از صنايع پايين‌دستي پتروشيمي
در صنعت پتروشيمي، ارزش‌افزوده واقعي طبق آمار بين‌المللي در گرو تكميل زنجيره ارزش و ايجاد صنايع پايين‌دستي است. يعني بيشترِ ارزش‌افزوده، مربوط به توليد محصولات پايين‌دستي است كه بيشترين نزديكي را به بازار مصرف نهايي دارند. اما آيا با ايجاد صنايع بالادستي، صنايع پايين‌دستي خود به‌خود به‌وجود مي‌آيد؟ در اين صورت چگونه است كه با گذشت 30 سال از استقرار صنايع بالادست پتروشيمي در بندر امام و بيش از 10 سال حضور اين صنايع در عسلويه، رشد صنايع پايين‌دستي در اين مناطق اتفاق نيفتاده است؟

- آيا واحدهاي بالادستي پتروشيمي اشتغال‌زا هستند؟!
يكي از نقاط ضعف واحدهاي بالادستي پتروشيمي اشتغال‌زايي پايين آن‌ها مي‌باشد. متوسط نرخ سرمايه‌گذاري ثابت لازم براي ايجاد هر شغل درون مجتمع پتروشيمي، 380 هزار دلار است. لذا ميزان اشتغال‌زايي در يك مجتمع پتروشيمي با صرف هزينه‌‌اي معادل 300 ميليون دلار، كمتر از 800 شغل مي‌باشد. اين در حالي است كه براي ايجاد هر شغل در حوزه كشاورزي تنها به 30 هزار دلار سرمايه‌گذاري نياز است. لذا با سرمايه‌گذاري 5000 ميليارد توماني در خط اتيلن غرب، در كل 5 استان غربي كشور، حداكثر 10 هزار شغل ايجاد مي‌گردد! بنابراين تنها با ايجاد واحدهاي بالادستي، اشتغال‌زايي چنداني صورت نخواهد پذيرفت.
از طرفي، نگاهي به زندگي مردم ماهشهر و عسلويه نشان مي‌دهد كه حضور صنايع بالادستي و تبعات آن نظير آلايندگي‌هاي بالاي زيست‌محيطي و از بين رفتن شغل‌هاي بومي نظير صيادي و كشاورزي، ايجاد توقع و انتظار بالا در سطح مردم منطقه را موجب شده است. زيرا آن‌ها حضور صنعت پتروشيمي را نماد نجات از محروميت خود مي‌پنداشتند ولي با حضور آن، چنين چيزي را در واقعيت نديدند. در كنار عدم توسعه صنايع پايين‌دستي و آسيب‌هاي اجتماعي و فرهنگي ناشي از حضور افراد غيربومي، نه تنها سطح زندگي مردم ارتقا نيافته بلكه باعث نارضايتي عمومي در مردم اين مناطق نيز شده است.

- فقدان يك برنامه جامع براي توسعه صنايع پايين‌دستي
در توسعه صنايع پايين‌دستي نيز اين نكته بسيار حائز اهميت است كه علاوه‌بر محصول پلي‌اتيلن، انواع محصولات نظير اتيلن اكسايد، اتيلن گلايكول، استالدهيد، وينيل استات و غيره را مي‌توان از اتيلن گرفت كه علاوه‌بر ارزش‌افزوده بيشتر، داراي زنجيره پايين‌دستي بيشتر و بكرتري مي‌باشند. شاهد اين مدعا، خوشه صنعتي ژورانگ سنگاپور مي‌باشد كه تأمين كننده 28 درصد درآمد ناخالص سنگاپور است كه در قالب 80 واحد صنعتي، اتيلن اكسايد را به محصولات پايين‌دستي و با ارزش‌افزوده بالا تبديل مي‌نمايد. اما در طرح اتيلن غرب، مسئولين امر، احداث 10 واحد از يك نوع محصول را در استان‌هاي مجاورِ هم برنامه‌ريزي نموده‌اند و پتانسيل ايجاد خوشه‌هاي متنوع پايين‌دستي را نيز محدود ساخته‌اند.
اين در حالي است كه چنين حساسيت‌هايي جهان را به تغيير نگرش در توسعه صنايع پتروشيميايي واداشته و موجبات روي‌آوردن كشورهاي همجوار چون امارات، عربستان، كويت، اردن و عمان (با همكاري كشورهايي همچون آمريكا، آلمان و كانادا)، به ايجاد شهرك‌هاي تخصصي عظيم پتروشيمي با تاكيد بر توليدات تخصصي ميان‌دستي و پايين‌دستي پتروشيمي فراهم آورده است.
حال سوال اينجاست، اگر مديران وزارت نفت و مسئولين ذيربط بر توجه خود به توسعه صنايع مكمل و پايين‌دستي نفت، گاز و پتروشيمي اصرار مي‌ورزند، در كنار تجربه 70 ساله موفق جهاني در خصوص توسعه پارك‌هاي صنعتي و شهرك‌هاي تخصصي شيميايي، چرا هنوز صنعت پايين‌دستي پتروشيمي كشور اندر خم يك كوچه است و سرمايه‌گذاران خصوصي از بزرگ‌ترين آن‌ها گرفته تا كوچك‌ترين ايشان از نوع تعامل با شركت ملي صنايع پتروشيمي و نبود يك برنامه جامع توسعه صنايع پايين‌دستي رنج مي‌برند.

- جمع‌بندي
با توجه به مباحث مذكور درمي‌يابيم كه توسعه پايدار صنعت پتروشيمي، اشتغال‌زايي و ارزش افزوده در اين صنعت در گرو تكميل زنجيره ارزش محصولات بالادست و توسعه صنايع پايين‌دستي پتروشيمي است. همچنين تجارب موفق دنيا بيانگر اين نكته است كه با توجه به فضاي رقابت جهاني در حوزه‌هاي مختلف صنعت، كاهش هزينه‌هاي توليد و بهره‌گيري هوشمندانه از فناوري‌هاي روز و شيوه‌هاي نوين مديريتي، بازرگاني و جذب منابع مالي، مزيت نسبيِ بهره‌مندي از خوراك ارزان و در دسترس را به مزيت رقابتي مبدل مي‌سازد.
از اين‌رو توسعه مدل‌هايي مانند پارك‌هاي صنعتي و خوشه‌هاي صنعتي پتروشيمي در كشور مي‌تواند به شكوفايي صنعت پتروشيمي و نيز توسعه منطقه‌اي استان‌هاي مستعد كشور در راستاي توسعه صنعت پتروشيمي بيانجامد.


منبع:www.itan.ir

من هم خدایی دارم
     
#67 | Posted: 21 Jul 2011 13:42
شیمی کاغذ
--------------------------------------------------------------------------------

برخلاف این تصور که تولید کاغذ اساسا یک فرآیند مکانیکی است، در این فرآیند ، پدیده‌های شیمیایی نقش برجسته‌ای دارند. از تبدیل چوب به خمیر کاغذ گرفته تا تشکیل کاغذ ، اصول شیمیایی دخالت آشکاری دارند. لیگنین زدایی از یک منبع گیاهی مناسب ، معمولا چوب ، یک فرآیند شیمیایی ناهمگن است که در دما و فشار زیاد انجام می‌شود.
دامنه شیمی کاغذ ، وسیع و جالب است شامل مباحثی از قبیل شیمی کربوهیدراتها ، رنگدانه‌های معدنی ، رزینهای آلی طبیعی و سنتزی و افزودنیهای پلیمری متعدد می‌باشد. در فرآیند تشکیل نیز تا حد زیادی شیمی کلوئید و شیمی سطح دخالت دارد. نقش پلیمر ، شیمی محیط زیست و شیمی تجزیه را نیز نباید فراموش کرد.
ترکیب شیمیایی کاغذ
از آنجا که کاغذ از الیافی ساخته می‌شود که قبلا تحت تاثیر تیمارهای فیزیکی و شیمیایی قرار گرفته‌اند، سلولهای گیاهی حاصل از ترکیب شیمیایی ثابتی نسبت به ساختار منابع گیاهی اولیه برخوردار نیستند. سلولهای گیاهی عمدتا از پلیمرهای کربوهیدراتی آغشته شده به مقادیر مختلف لیگنین (یک ترکیب پلیمری آروماتیک که میزان آن با افزایش سن گیاه افزایش می‌یابد و در حین فرآیند لیگنینی شدن تولید می‌گردد) تشکیل شده‌اند. بخش کربو هیدراتی سلول بطور عمده از پلی ساکارید سلولز تشکیل شده است. بخشی از این ترکیبات شامل پلی ساکاریدهای غیر ساختمانی با وزن مولکولی کم به نام همی سلولز هستند، که نقش بسیار مهمی در خصوصیات خمیر و کاغذ دارند.

به نظر می‌رسید که با توجه به نام همی سلولزها ، این ترکیبات با سلولز ارتباط داشته باشند و به روش مشابهی با سلولز بیوسنتز شده باشند. اما در حال حاضر بخوبی مشخص شده است که این پلی ساکاریدها به روش متفاوتی بیوسنتز شده باشند. اما در حال حاضر به خوبی مشخص شده است که این پلی ساکاریدها به روش متفاوتی بیوسنتز می‌شوند و نقش ویژه‌ای در دیواره سلول گیاهان ایفا می‌کنند. علاوه بر این ترکیبات مهم ، مقادیر کمی از مواد آلی قابل استخراج و مقادر بسیار کمی از مواد معدنی نیز در دیواره سلولی الیاف وجود دارد.

مواد عصاره‌ای و اندک (%)لیگنین(%)همی سلولزها (%)سلولز (%)10>25 تا 352040 تا 45سوزنی برگان10>17 تا 2515 تا 3540 تا 45پهن برگان

ترکیب کلی استخراج الیاف گیاهی از نظر درصد کربن ، هیدروژن و اکسیژن بسته به درجه لیگنین شدن متغیر است. میزان این عناصر برای چوب حدود 50% کربن ، 6% هیدروژن و 44% اکسیژن است. از آنجایی که ترکیب عنصری کربوهیدراتها کم و بیش به صورت CH2O)n) است، میزان کربن موجود تقریبا حدود 40% است. لیگنین یک ترکیب آروماتیک با فرمول تقریبی C10H11O4 می‌باشد. بنابراین ، میزان کربن آن بطور متوسط حدود 65 - 60% است.
سلولز
سلولز مهمترین ترکیب ساختاری دیواره‌های سلول است و بعد از حذف لیگنین و انواع دیگر مواد استخراجی نیز مهمترین ترکیب ساختاری کاغذ محسوب می‌شود. از نظر شیمیایی ، سلولز یک پلیمر دارای ساختمان میکرو فیبریلی شبه بلوری متشکل از واحدهای D-β گلوکوپیرانوزی با اتصالات (4 <---- 1) گلیکوزیدی است. همچون بسیاری از پلی ساکاریدها ، سلولز پلیمری بسپاشیده با وزن مولکولی زیاد است. بسته به نوع منبع سلولزی، درجه پلیمریزاسیون سلولز از 10000 تا 15000 متفاوت است.

سلولز 100% بلوری شناخته نشده است، اما ساختمان سلولز دارای یک بخش بلوری و یک بخش غیر بلوری یا بی‌شکل است. درجه بلورینگی بستگی به منشاء سلولز دارد. سلولز پنبه و انواع جلبکها مانند والونیا درجه بلورینگی بسیار بالایی است. در حالیکه سلولز چوب درجه بلورینگی پایینی دارد. سلولز بوسیله باکتریها نیز تولید می‌گردد که البته به عنوان منابع سلولزی برای کاغذ کاربردی ندارند.
همی سلولزها
همی سلولزها گروهی از پلی ساکاریدهای غیر ساختاری با وزن مولکولی کم و اغلب ناهمگن هستند که ارتباطی با سلولز نداشته و از راه بیوسنتز متفاوتی تولید می‌شوند. نام همی سلولزها نشان دهنده ارتباط یا نزدیکی آنها با سلولز نیست. نقش همی سلولزها در دیوراه سلول بخوبی شناخته شده نیست، اما وزن مولکولی خیلی کم آنها نمی‌تواند همی سلولزها را به عنوان یک پلیمر ساختاری مطرح کند (درجه پلیمریزاسیون آنها بین 150 - 200 است).

تحقیقات نظری در این زمینه نشان می‌دهد که همی سلولزها ممکن است نقشی در انتقال آب داشته باشند. همی سلولزها معمولا از واحدهای مونومری هگزوزی مثل D- گلوکوپیرانوز ، D- مانوپیرانوز و D- گالاکتوپیرانوز و واحدهای پنتوزی مثل D- زایلو پیرانوز و –L آرابینوفورانوز تشکیل شده‌اند. بخش قابل توجهی از همی سلولزها حتی بعد از لیگنین زدایی شیمیایی ، در خمیر کاغذ باقی می‌مانند. مهمترین همی سلولز موجود در سوزنی برگان گالاکتو گلوکومانان است که حدود 20% از وزن خشک چوب را تشکیل می‌دهد.
لیگنین
لیگنین ، پلیمری آروماتیک با ساختاری بسیار پیچیده است. تقریبا کلیه خصویات لیگنین در کاربردهای کاغذ سازی نقش منفی دارند و کاغذهای با کیفیت خوب از الیافی ساخته می‌شود که تقریبا عاری از لیگنین هستند. لیگنین سبب شکننده شدن کاغذ می‌شود و به دلیل اکسایش نوری و تشکیل گروههای رنگی سبب افزایش زردی و تیرگی کاغذ می‌شود. کاغذ روزنامه مثال خوبی در این زمینه است و بطور کلی کلیه خمیرهای مکانیکی که در آنها مقدار زیادی لیگنین وجود دارد، چنین اثرهایی را نشان می‌دهد.
رزینها و مواد استخراجی
چوب حاوی مقدار کمی (کمتر از 5%) از ترکیباتی است که توسط حلالهای آلی مثل اتانول یا دی کلرومتان قابل استخراج هستند. میزان این ترکیبات در پهن برگان و سوزنی برگان و در بین گونه‌های مختلف چوبی متفاوت است. اگر چه این ترکیبات ممکن است در حین فرآیندهای شیمیایی تهیه خمیر کاغذ حذف شوند، اما همیشه مقداری از آنها در کاغذ باقی می‌ماند. ترکیب شیمیایی این مواد بسیار متغیر است و شامل آلکانها ، آلکنها ، اسیدهای چرب (اشباع یا غیز اشباع) ، استرهای گلیسرول ، مومها ، اسیدهای رزینی ، ترپنها و ترکیبات فنولی هستند.

میزان باقیمانده این ترکیبات این ترکیبات در خمیر و کاغذ بستگی به فرآیند تهیه خمیر مورد استفاده دارد. در مجموع ، ترکیبات اسیدی مثل اسیدهای چرب و رزینی در محیط قلیایی براحتی از طریق تبدیل شدن به نمکهای محلول حل می‌گردند، اما در خمیر سازی اسیدی ، این ترکیبات براحتی قابل حل و خارج سازی نیستند. چندین محصول فرعی مفید در عملیات خمیر سازی از مواد استخراجی قابل استحصال است که مهمترین آنها شامل تربانتین و روغن تال است. تربانتین مخلوطی از هیدروکربنهای دو حلقه‌ای با فرمول C10H16 است که ترکیبات عمده آن α و β- پنن است.

این ترکیبها به صورت محصولات فرعی فرار با بازده 5-4 لیتر به ازای هر تن چوب (کاج) قابل استحصال بوده و به عنوان حلال مور استفاده اند. روغن تال عمدتا از اسیدهای رزینی به همراه حدود 10% ترکیبات خنثی تشکیل شده است. این اسیدها از نظر ساختمانی ایزومرهای اسید آبیتیک هستند و به عنوان مواد افزودنی شیمیایی و مواد آهارزنی در تهیه کاغذ مصرف می‌شوند.

من هم خدایی دارم
     
#68 | Posted: 21 Jul 2011 13:42
سلولز
--------------------------------------------------------------------------------

سلولز دارای فرمول عمومی است. سلولز ساختار اولیه دیواره سلولی گیاهان را تشکیل می‌دهد. دستگاه گوارشی انسان قادر به هضم سلولز نیست و آن را بدون تغییر دفع می‌کند اما برخی جانوران مثل نشخوارکننده‌ها و موریانه‌ها می‌توانند سلولز را به کمک میکروارگانیسمهایی که در دستگاه گوارش آنها زندگی می‌کنند، هضم کنند. این میکروارگانیسمها با آزادکردن آنزیمهایی به هضم سلولز کمک می‌کنند.
ساختمان سلولز
ساختمان شیمیایی سلولز
در مولکول سلولز مولکولهای β - گلوکز نسبت به یکدیگر چرخش 180 درجه‌ای دارند. ضمن برقراری اتصال بین دو مولکول β - گلوکز از OH متصل به کربن 4 یک مولکول و OH کربن شماره 1 مولکول بعدی یک مولکول آب جدا می‌شود و پل اکسیژنی برقرار می‌شود. از سوی دیگر در مولکول سلولز امکان برقراری پیوندهای هیدروژنی نیز وجود دارد. پیوستن دو مولکول β - گلوکز موجب تشکیل یک مولکول سلوبیوز می‌شود.

هر 5 مولکول سلوبیوز با آرایش فضایی مکعبی شکل ، بلور سلولز را بوجود می‌آورند و از مجموعه بلورهای سلولز ، رشته ابتدایی یا میسل سلولز تشکیل می‌شود. مجموعه میسلها ، میکروفیبریل سلولزی را بوجود می‌آورند که قطری حدود 25 نانومتر دارد.از مجموع حدود 20 میکروفیبریل ، ماکروفیبریل سلولزی تشکیل می‌شود.
ابعاد سلولز
سلولز از واحدهای دارای قطر 35 آنگستروم تشکیل شده که آنها را رشته‌های ابتدایی می‌نامند. این قطر اغلب درست است اما حتمی نیست. مثلا در برخی نمونه‌ها مثل سلولز جلبک والونیا 300 آنگستروم و در ترکیبات موسیلاژی برخی میوه‌ها تنها 1 آنگستروم است. به این ترتیب تصور حالت همگن برای رشته‌های ابتدایی سلولز کنار گذاشته شد و اشکال مختلف (استوانه‌ای - منشوری با قاعده مربعی - روبان کم و بیش پهن) منظور گردید.
دو عامل در محدودیت ابعاد این واحدها دخالت دارد: یکی همی سلولزها که همانند پوششی رشد جانبی رشته‌های سلولزی را محدود می‌کنند و دیگری آرایش یا سازمان یافتگی حاصل از مجموعه سلولز سنتتازی (آنزیم تولید کننده سلولز) غشای سلولی که رشته‌های اولیه سلولزی را می‌سازد. سلولز در برابر تیمارهای آنزیمی و شیمیایی بسیار مقاوم است.

تولید سلولز
مجموعه پژوهشهایی که در مورد بیوسنتز سلولز انجام شده است نشان می‌دهد که پیش ساز سلولز یوریدین دی فسفو گلوکز است که بوسیله حفره‌های گلژی به مجموعه‌های آنزیمی سلولز سنتتازی موجود در غشای سلولی می‌رسد. با دخالت این مجموعه‌های آنزیمی از پلیمریزاسیون مولکولهای پیش ساز مولکولهای سلولز تشکیل می‌شود. پس از تشکیل مولکولهای سلولز تجمع آنها به صورت بلورهای سلولز و رسیدن به حد میکروفیبرلها و ماکروفیبریلهای سلولزی بر بنای پدیده خود آرایی با برقراری پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی است. این تجمع نیاز به آنزیم ندارد.
تجزیه سلولز
تجزیه سلولز بوسیله سلولازها انجام می‌شود. سلولازها را به دو گروه اگزو سلولازها و آندو سلولازها تقسیم بندی می‌کنند. اگزوسلولازها قدرت عمل بیشتری دارند و بر انواع مختلف سلولز چه سلولز بلوری و چه سلولز غیر بلوری که در نتیجه زخم یا تخریب بخشهای سلولزی بلوری ایجاد می‌شود اثر می‌کنند و در مرحله اول عمل خود موجب گسستن پیوندهای بین مولکولی می‌شوند. آندو سلولازها بر محصول عمل اگزو سلولازها اثر می‌کنند و موجب گسستن پیوندهای درون مولکولی می‌گردند بنابراین سلولازها اشتراک یا تعاون عمل دارند.
فرمهای سلولز و شناسایی آنها
• α - سلولز: این فرم از سلولز در محلول 17.5 درصد از هیدروکسید سدیم در 20 درجه سانتیگراد حل نمی‌شود.
• β - سلولز: β - سلولز در این محلول حل شده اما به محض اسیدی کردن محلول ته‌نشین می‌شود.
• γ - سلولز: در محلول 17.5 درصد هیدروکسیدسدیم حل می‌شود اما با اسیدی شدن محلول ته‌نشین نمی‌شود.

کاربرد سلولز
سلولز ماده تشکیل دهنده دیواره سلولی گیاهان است. این ترکیب اولین بار در سال 1838 مورد توجه قرار گرفت. در آن سالها با اعمال تغییراتی در آن مانند نیتروژندار کردن در تولید نیترو سلولز مورد بهره برداری قرار گرفت. سلولز بصورت تقریبا خالص در رشته‌های پنبه وجود دارد. این رشته‌ها در تولید نخ و پارچه بافی و تولید پوشاک اهمیت فراوانی دارند.

همچنین الیاف پنبه استرلیزه شده در پزشکی کاربرد زیادی دارد. سلولز بصورت ترکیب با لیگنین (ماده چوب) و سلولز در تمام مواد گیاهی وجود دارد. سلولز در گذشته در ساخت باروت بدون دود مورد استفاده قرار می‌گرفت. امروزه از آن برای تولید نیترو سلولز که در ساخت مواد منفجره ، پلاستیک‌سازی ، رنگسازی و … کاربرد دارد، استفاده می‌کنند. سلولز همچنین در آزمایشگاه به عنوان جزء عمل کننده فاز جامد در کروماتوگرافی لایه نازک استفاده می‌شود.

من هم خدایی دارم
     
#69 | Posted: 21 Jul 2011 13:43
تعریف: کراکینگ و آلکلاسیون و رفرمینگ و عدد اکتان در بنزین
--------------------------------------------------------------------------------

کراکینگ

شکستن مولکولهای بزرگتر و تبدیل آنها به مولکولهای کوچکتر به وسیله گرما


در سال 1913 شیمیدانها فرایند کراکینگ را برای شکستن مولکولهای نفت چراغ به مولکولهای کوچکتر(در اندازه ی مولکول های بنزین) طراحی کردند.
در این فرایند نفت چراغ تا حدود 700 درجه سانتیگراد گرم می شود. برای نمونه ممکن است یک مولکول با 16 اتم کربن شکسته شود و دو مولکول با8 اتم کربنب به وجود آید.

معادله شیمیایی کراکینگ بصورت زیر می باشد:


C16H34(g) 700C C8H16(g) + C8H18(g)


در عمل می توان مولکول های بزرگ را که از 1 تا 14 یا تعداد بیش تری اتم کربن دارند از راه کراکینگِ مولکول های بزرگتر به دست آورد.
مولکولهایی که 5تا 12 اتم کربن دارند برای استفاده در بنزین سود مند هستند. در بالایشگاه مقداری از مولکولهای دارای 1تا 4 اتم کربن را که در فرایند کراکینگ تشکیل می شوند بی درنگ می سوزانند و به این ترتیب دمای یالای مورد نیاز برای اجرای فرایند کراکینگ را تامین می کنند.
به طور معمول بیش از یک سوم نفت خام کراکینگ می شود بازده این فرایند را با افزودن کاتالیزگرهای مناسب مانند اکسید ( AL2O3) بالا برده اند




آلکلاسیون

الکیلاسیون یعنی افزایش یک گروه آلکیل به یک ترکیب آلی ولی در اصطلاح بالایش نفت عبارت است از واکنش یک اولفین سبک با یک ایزوبارافین.


واحدتوليد اتيل بنزن داراي سه راكتوربستر ثابت و همينطور چهار برج تقطير مي باشد . دردوراكتور واكنش آلكيلاسيون ودر يك راكتور نيز واكنش هاي ترانس آلكيلاسيون انجام مي يابد . در راكتورهاي آلكيلاسيون واكنش مهمي كه انجام مي شود عبارتست از تركيب يك مول اتيلن با يك مول بنزن اين واكنش به نام واكنش آلكيلاسيون معروف مي باشد . علاوه برواكنش آلكيلاسيون واكنش توليد دي اتيل بنزن نيز دراين راكتور انجام مي شود . دراين واكنش دومول اتيل بنزن با يكديگر تركيب شده و يك مول دي اتيل بنزن توليد مي گردد . دي اتيل بنزن توليدي در راكتور آلكيلاسيون به عنوان يك محصول جانبي مي باشد كه مي بايد به مواد مناسب تبديل گردد. اين عمل درراكتور ترانس آلكيلاسيون انجام مي گيرد . دراين راكتور يك مول دي اتيل بنزن را به یك مول بنزن وحاصل شدن يك مول اتيل بنزن .علاوه براين موادي مانند تري اتيل بنزن و دي فنيل اتن نيز در راكتور ترانس آلكيلاسيون توليد ميگردد .
رفرمینگ

رفرمینگ کاتالیزوری یکی از واحدهای اساسی هر بالایشگاه است که هدف آن افزایش عدد اکتان است


برای تولید آروماتیكها به منظور مصارف پتروشیمیایی، میتوان از فرایند رفرمینگ كاتالیزی با شدت بالاتر، در مقایسه با روش معمول در تولید بنزین موتور، استفاده كرد. استفاده از مواد اولیه غنی از نفتنها نیز در بالا بردن بهرهتولید آروماتیكها موثر است، زیرا هیدروژنزدایی از نفتنها موثرترین واكنشی است كه انجام میگیرد و بیشترین مقدار آروماتیكها را تولید میكند. جدول (۱) اثر افزایش شدت عملیات رفرمینگ كاتالیزی بر افزایش بهره تولید آروماتیكها را نشان میدهد. (عدد اكتان پژوهشی بدون سرب ( RON )، معیار سنجش شدت عملیات است.) آروماتیكهای ۸ C -۶ C (بنزن، تولوئن، زایلن، و اتیل بنزن) حجم عمده آروماتیكهای مصرفی در صنایع پتروشیمیایی را به خود اختصاص میدهند و بنزن، در معرض بیشترین تقاضا است. فرآوردة رفرمینگ كاتالیزی، تمامی این آروماتیكها را در بر دارد، این مواد به وسیله تركیبی از فرآیندهای استخراج با حلال، تقطیر و تبلور، به صورت مواد خالص، جدا میشوند. به علاوه، به دلیل تقاضای خیلی بیشتر برای بنزن، مقادیر اضافی تولوئن و زایلنها كه فراتر از نیاز بازار میباشند به روش آلكیلزدایی با هیدروژن به بنزن تبدیل میشوند. استخراج آروماتیكها با حلال: در روشهای جداسازی امروزی برای بازیافت آروماتیكها از جریانهای هیدروكربنی، از فرآیند استخراج مایع- مایع با حلال به منظور جداسازی بخش آروماتیك از سایر هیدروكربنها استفاده میشود. در غالب فرآیندهای مورد استفاده در پالایشگاه امریكا از پلی گلیكولها یا سولفولان به عنوان حلال استخراج، استفاده میشود. فرآیندهای پلی گلیكول، عبارتند از: فرایند Udex كه به وسیله بخش داوكمیكال طراحی شده و UOP آن را به ثبت رسانیده است; و فرایند تترا كه بخش لینده یونیون كارباید به ثبت رسانیده است. حلالهای مورد استفاده عبارتند از: تترااتیلن گلیكول برای فرایند تترا و معمولا دی اتیلن گلیكول برای روش Udex . همچنین میتوان از دی پروپیلن گلیكول و تری اتیلن گلیكول استفاده كرد. فرایند سولفولان را، در آغاز گروه شل داچ رویال طراحی كرد كه بعدا به وسیله UOP در سطح جهان به ثبت رسید. حلال مورد مصرف این فرایند سولفولان (تتراهیدروتیوفن ۱-۱ دیوكسید) ا

عدد اکتان

عدد اکتان مقیاسی است برای نشان دادن مقاومت بنزین و یا دیگر سوخت‌ها در مقابل احتراق خود بخود (بدون جرقه). به ایزو اکتان (2،2،4-تری متیل پنتان) عدد 100 و به نرمال هپتان عدد صفر داده میشود.عدد اکتان بنزین عبارت است از درصد ایزواکتان در نرمال هپتان که که دارای خاصیت ضد کوبشی برابر با بزنین مورد آزمایش در شرایط آزمون استاندارد باشد. به زبان ساده هر چه عدد اکتان یک سوخت بیشتر باشد آن سوخت در مقابل پدیده احتراق مخرب مقاوم تر است


زمانی که نفت خام در پالايشگاهها تصفيه می شود ، زنجيره های هيدروکربن با طولهای متفاوت بدست می آيد و اين زنجيره های جدا از هم با ترکيب شدن با يکديگر سوختهای متفاوتی چون بنزين ، گازوئيل ، نفت سفید و غيره را حاصل مينمايند . بطور مثال حتما نامهای متان ، پروپان و بوتان را شنيده ايد که همگی هيدروکربن هستند ؛ متان دارای يک اتم ، پروپان ۳ اتم و بوتان ۴ اتم ، کربن ميباشند . برخی دیگر از هيدورکربنها نيز شامل پنتان با ۵ اتم ، هگزان با ۶ اتم ، هپتان با ۷ اتم و اکتان با ۸ اتم کربن می باشند . آزمايشات مختلف نشان داد هپتان دارای خاصيت متراکم شدن بسيار ضعيفی است و در مقابل اکتان قابليت متراکم شدن بسيار بالايی دارد . پس اگر بنزينی دارای مقادير بسيار بالايی از اکتان يا همان Iso Octane , 2,2,4 Trimethyl Pentane باشد ؛ بنزين بسيار خوبی از نظر مقاومت در برابر خودسوزی محسوب می شود . اما در مقابل ، هپتان بسیار سريع در اثر تراکم ناچيز ، محترق خواهد شد پس با توجه به اينکه اين ۲ هيدروکربن از لحاظ خواصی چون نقطه جوش و تبخير تقریبا يکسان بودند ، بعنوان مبنايی برای مقاومت خودسوزی سوخت در برابر متراکم شدن انتخاب شدند ، و با دادن عدد ۱۰۰ به اکتان و ۰ به هپتان نسبتی به نام عدد اکتان بدست آمد . بطور مثال بنزينی با عدد اکتان ۸۷ ؛ دارای نسبت ۸۷ اکتان به ۱۳ هپتان می باشد . اما ساخت سوختی که متشکل از اين ميزان اکتان باشد هزينه توليد بسيار بالايی خواهد داشت و اين ۲ ماده در حال حاضر تنها تشکيل دهنده های بنزين نيستند و مواد و افزودنيهای ديگری کار بالابردن عدد اکتان يا همان مقاومت در برابر خودسوزی يا کوبش موتور را برعهده دارند ؛ و نسبت هپتان - اکتان تنها برای ايجاد يک مبنای مقايسه ای و بعنوان يک بنزين ايده آل برای مشخص نمودن عدد اکتان مورد استفاده قرار می گيرد

من هم خدایی دارم
     
#70 | Posted: 21 Jul 2011 13:44
تکنولوژی فرايند RFCC
--------------------------------------------------------------------------------

اهميت فرآيند FCC
فرآيند FCCيك فرآيند كراكينگ كاتاليستي جهت كراكينگ برشهاي سنگين نفت می‌باشد. اولين واحد FCC در ايران در سال 1330 در پالايشگاه آبادان ساخته شد. احداث واحدهايFCC جهت حل مشكل بنزين كشور ضروري مي‌باشد. چندين واحدFCC قرار است در پالايشگاهها احداث گردد. ظرفيت واحدهايFCC بين 8000-200000 BPD مي‌باشد.تكنولوژي واحدهاي FCC متعلق به UOP،KBR،SHELL،AXENS ،LUMMUS،SWEC مي‌باشد. و تكنولوژي فعلي FCCمبتني بر سيستم راكتورRISER مي‌باشد.در واحدهاي فعلي FCC علاوه بر توليد بنزين به توليد پروپيلن اهميت داده مي‌شود.
فرآيند FCC
فرآيند FCCفرآيندي است با تكنولوژي پيچيده كه براي ارتقا مواد سنگين نفتي ((Up Gradingكاربرد دارد اين فرآيند جهت كراكينگ برشهاي سنگين هيدروكربني بكار برده مي‌شود. فرآيند FCC،يكي از مهمترين فرآيندهاي پالايشگاهي است كه هدف عمده آن، تبديل برش‌هاي سنگين و كم ارزش نفتي به فرآورده‌هاي با ارزش و سبك است. خوراك اين واحد نفت گاز حاصل از برج خلاء است و محصولات آن گازهاي سبك، بنزين، گازوييل سبك و سنگين است.
عملكرد واحد FCC تبديل اجزاي سنگين نفت به محصولات با ارزش همانند بنزين، فرآورده‌هاي ميان تقطير و الفينهاي سبك مي‌باشد. واحد FCC داراي دو واحد كليدي راكتور و احيا كننده مي‌باشد. در راكتور، كاتاليست داغ احيا شده با خوراك نفت بمنظور انجام واكنش شكست كاتاليستي تماس داده مي‌شود. واكنش‌هاي كراكينگ كاتاليستي گرماگير هستند و گرماي لازم معمولاً توسط مرحله احيا كه در آن كك‌هاي تشكيل شده روي كاتاليست سوزانده مي‌شود، تامين مي‌گردد. در بخش واكنش، خوراك نخست پيش‌گرم مي‌شود و بصورت قطرات ريز وارد راكتور مي‌شود و با كاتاليست فعال در تماس قرار گرفته و واكنش مي‌دهد. واكنشها در بخش رايزر انجام مي‌شود و حجم گاز به مقدار زيادي افزايش مي‌يابد. اين فاز گاز شامل خوراك و محصولات واكنش است و جريان بوجود آمده ذرات كاتاليست را به سمت بالاي راكتور حمل مي‌نمايد. در اين مرحله واكنشها كامل مي‌شوند و محصولات گازي و كاتاليست وارد سيكلون شده از يكديگر جدا مي‌شوند. كاتاليست‌ها به بخش احيا حمل مي‌شوند و پس از احيا به راكتور باز مي‌گردند. بطور منظم كاتاليست تازه به سيستم تزريق مي‌شود تا مقداري از كاتاليست را كه در اثر اصطكاك و يا سايش ذرات كاتاليست از دست رفته جبران نمايند. بدين ترتيب بدست آوردن ميزان كك تشكيل شده براي بدست آوردن گرماي توليد شده در مرحله احيا و بطور كلي موازنه انرژي سيستم از اهميت ويژه‌اي برخوردار است.
علي‌رغم همه فوائد موجود در اين فرايند، تجزيه و تحليل و کنترل فرايند FCC‌ يكي از مشكلات جدي در راستاي گسترش اين واحد بشمار مي‌رود كه مي‌توان دلايل آن را بطور خلاصه بصورت زير برشمرد.
1- پيچيدگي زياد و ناشناخته بودن هيدروديناميك سيستم
2- سينتيك پيچيده واكنش‌هاي شكست كاتاليستي و سوزاندن كك
3- ارتباط تنگاتنگ بين عملكرد راكتور رايزر و بازيابي و تاثير خروجي‌هاي هر يك از اين واحدها روي ديگري
4- محدوديتهاي عملياتي فراوان
در شكل 1 شماتيك فرايند FCC نشان داده شده است.
این عکس کوچک شده است برای مشاهده ی سایز اصلی کلیک کنید

شكل 1- شماتيك فرايند FCC شامل riser-regenerator –stripper
توزيع محصولات در فرآيند FCC:
در جدول زير توزيع محصولات فرآيند FCC نشان داده شده است.

FCC
UNIT

Light gas (C1-C2) (7.86%)


Light cyclic oil (27.86%)
Feed
HVGO

Clarified oil (12.061%)


Gasoline (40.44%)


C3 product (4.674%)


C4 product (7.0689%)
این عکس کوچک شده است برای مشاهده ی سایز اصلی کلیک کنید

با توزيع محصولات نشان داده شده استRISER & REGENRATOR در شكل بالا ادوات
عناوين پروژه ها انجام شده و برنامه ريزي شده در طرح در پژوهشگاه صنعت نفت به صورت زير می‌باشد.:
1- طراحي مفهومي، پايه وتفصيلي پايلوتهاي FCC و RFCC
طراحي مفهومي t پايه و تفصيلي پايلوتهاي FCC و RFCC در مقياس 1 و 20 بشكه در روز با مشاركت شركت روسي TCI انجام شده است و اطلاعات كليدي زيادي در مورد فرآيند حاصل شده است.
2- ساخت و نصب پايلوت تحقيقاتي FCC با ظرفيت 1 بشكه در روز
پايلوت تحقيقاتي FCC با ظرفيت 1 بشكه در روز ساخته خواهد شد اين پايلوت بر اساس سيستم راكتوري Riser و Regenerator مي‌باشد.
اين پايلوت جهت تحقيقات زير قابل كاربرد است:
1- بررسي راندمان توليد بنزين با بکار بردن كاتاليستهاي مختلف
2- بررسي كارآئي و راندمان كاتاليستهاي صنعتي
3- بررسي تنوع خوراك FCC
4- بررسي و توسعه دانش فني توليد الفين از فرآيند FCC
5- بررسي و توسعه روشهاي افزايش راندمان توليد بنزين

3- توسعه مدل و شبيه‌سازي واحد FCC
در اين پروژه شبيه‌سازي و مدل‌سازي واحد FCC بر اساس تكنولوژي جديد Riser انجام شده است. نرم افزار شبيه‌سازي FCCSIM، به آساني توسط استفاده كننده قابل استفاده مي‌باشد و نسبت به نرم افزار Hysys Refinery اطلاعات كمتري جهت فايل ورودي نياز دارد.
این عکس کوچک شده است برای مشاهده ی سایز اصلی کلیک کنید


4- انتگراسيون فرآيند FCC، HRH و Isomax توسط Hysys Refinery
فرآيند HRHيك فرآيند هيدروكراكينگ است كه توسط پژوهشگاه توسعه يافته است . در اين پروژه انتگراسيون فرآيند FCC، Isomax و HRH جهت به حداقل رساندن ته مانده سنگين و افزايش راندمان محصولات به سوي بنزين انجام گرديده است. اين پروژه اولين بار در دنيا انجام شده و به نام پژوهشگاه در حال ثبت patent شدن مي‌باشد.
این عکس کوچک شده است برای مشاهده ی سایز اصلی کلیک کنید


RESIDUE UPGARDING INTEGRATION در طرح HRH، HCR، FCC آرايش واحدهای

5- شبيه‌سازي CFD هيدروديناميكي Riser توسط نرم افزار Fluent
ديناميك سيالات محاسباتي يا CFD علم پيش‌بيني جريان سيال، انتقال حرارت، انتقال جرم، واكنشهاي شيميايي و پديده‌هاي مربوطه با حل معادلات رياضي حاكم بر فرايندها با استفاده از روشهاي عددي است. ساختار جريان گاز و ذرات جامد در رايزرها ذاتاً پيچيده مي‌باشد. بطوريكه در نتيجه اين پيچيدگي، اندازه‌گيريهاي تجربي دقيق مشكل بوده و تلاش در مدل كردن هيدروديناميكي آن كاملاً موفق نبوده است. تلاشهاي زيادي براي مدل كردن هيدروديناميك رايزر با فرضيات مختلف در ساختار جريان گاز- جامد و بكار بردن فرمولاسيونهاي رياضي متفاوت در مقالات ارائه شده‌اند. فهميدن نيروهاي غالب در بسترهاي سيال كليدي براي شبيه‌سازي موفق هيدروديناميك آنها مي‌باشد. در تکنيکهای CFD ابتدا معادلات حاکم بر جريان سيال بصورت معادلات ديفرانسيل پاره‌ای که معرف قوانين بقای جرم، مومنتوم و انرژی هستند، بدست می‌آيند. سپس معادلات ديفرانسيل پاره‌ای به مجموعه‌ای از معادلات جبری تبديل شده که جهت تعيين ميدان جريان در نقاط گسسته دامنه محاسباتی، بصورت عددی حل می‌شوند.
بررسي عددي فرايند FCC به كاهش تعداد آزمايشات تجربي مورد نياز در طراحي و حين كار يك واحد FCC و همچنين عملكرد اجزاء تشكيل‌دهنده اين سيستم كمك مي‌كند. نتايج اين پروژه جهت بررسي كيفيت پاشش ذرات خوراك و نرخ توزيع اجزا در راكتور رايزر بكار گرفته مي‌شود. در اين پروژه شبيه‌سازي عددي جريان سيال چند فازي با استفاده از مدل هيدروديناميك بدست آمده جهت پيش‌بيني غلظت اجزا و عوامل موثر بر پيشرفت واكنشها انجام خواهد شد.
هدف از شبيه‌سازي CFD بهينه‌سازي و درك هيدروديناميك فرآيند مي‌باشد. در اين روش بكمك نرم‌افزار حركت جريانهاي گاز، جامد، مايع ملاحظه شده و رفتارهاي هيدروديناميكي سيستم، نظير، افت فشار، سرعت، فشار و ميزان واكنش پذيري مورد تجزيه و تحليل قرار مي‌گيرد. شبيه سازي riser و نمونه نازلهاي روسي توسط نرم‌افزار در حالت گرم و سرد انجام گرديده است. در اين طرح كل ادوات پيچيده FCC شامل riser، stripper و Regenerator بروش CFD شبيه‌سازي مي‌گردد. در دو شکل زير نمونه‌ای از نتايج مدلسازی CFD آورده شده است.


نمودار قطر قطرات گازوئيل بر حسب فاصله از انژکتور

6-توسعه دانش فني توليد اولفين و افزايش راندمان بنزين در فرآيند FCC
با توجه به اينكه يكي از منابع اصلي پروپيلن فرآيند FCC مي‌باشد، روشهاي افزايش الفين (پروپيلن/بوتن) در فرآيند FCC كه روش افزايش ماده افزودني ZSM-5 و روشهاي عملياتي مي‌باشد مورد بررسي قرار گرفته و تستهاي آزمايشي در پايلوت FCC انجام خواهد شد. همچنين روش افزايش راندمان بنزين در فرآيند FCC مورد بررسي قرار گرفته و در نهايت اين روشها در پايلوت نيز مورد آزمايش قرار مي‌گيرد.
7-FCC توسعه دانش فني طراحي و ساخت نازلهاي
طراحي و ساخت نازل اتمايزيشن FCC تا مقياس100kg/hr انجام گرديده و يك پتنت داخلي و دو پتنت ديگر در اين زمينه در حال ثبت مي‌باشد. آزمايشات تست سرد در دستگاه
ANALYSER(PDA) DYNAMIC PARTICLE گرديده است.

در شكل بالا آزمايشات تست سرد نازل ساخته شده توسط دستگاه PDA نشان داده شده است.
منبع:پژوهشگاه صنعت نفت

من هم خدایی دارم
     
صفحه  صفحه 7 از 10:  « پیشین  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  پسین » 
علم و دانش انجمن لوتی / علم و دانش / مهندسی شیمی بالا
جواب شما روی این آیکون کلیک کنید تا به پستی که نقل قول کردید برگردید
رنگ ها  Bold Style  Italic Style  Highlight  Center  List       Image Link  URL Link   
Persian | English
  

 ?
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.



 
Report Abuse  |  News  |  Rules  |  How To  |  FAQ  |  Moderator List  |  Sexy Pictures Archive  |  Adult Forums  |  Advertise on Looti

Copyright © 2009-2019 Looti.net. Looti.net Forum is not responsible for the content of external sites