نویسنده: مدیر

فرا رسیدن نوروز باستانی ، یادآور شکوه ایران و یگانه یادگار جمشید جم
بر همه ایرانیان پاک پندار ، راست گفتار و نیک کردار خجسته باد . . .
( از طرف پردیس فناوری کیش )

گاز طبیعی
معمولاً گاز گفته می‌شود نوعی سوخت فسیلی گازی شکل است. گاز طبیعی سوختی است که معمولاً اثرات زیان‌آور کمتری نسبت به سوخت‌های فسیلی دارد و جزء منابع تجدیدناپذیر می‌باشد.

در حال حاضر ۲۰ درصد مصرف جهانی انرژی را گاز طبیعی تشکیل می‌دهد که با آهنگ ۲٫۴ درصد در حال رشد است

تاریخچه
گاز طبیعی دارای تاریخی چند هزار ساله‌است.
تقریباً در سال ۹۴۰ قبل از میلاد، مردمان سرزمین چین با استفاده از نی‌های تو خالی گاز طبیعی را از محل آن در خشکی به ساحل رسانده و از آن برای جوشاندن آب دریا و استحصال نمک استفاده می‌کردند. برخی از صاحب‌نظران اعتقاد دارند که چینی‌ها چاه‌های گاز را حتی تا عمق ۶۰۰ متری نیز حفر می‌کردند. همچنین حفر چاه‌های گاز در ژاپن در حدود سال ۶۰۰ قبل از میلاد گزارش شده‌است. سایر تمدن‌های باستانی نیز خروج گاز از زمین را متوجه شده و دریافته بودند که قابل اشتعال است و می‌سوزد. لذا معابدی برای محصور نگه داشتن این «شعله‌های جاودان» پر رمز و راز که بازدیدکنندگان به دیده احترام به آنها می‌نگریستند بنا شد. گزارش‌های مختلفی از ستون‌های آتش و آبی جوشان و سحرآمیز که مانند روغن شعله‌ور می‌شد به ثبت رسیده‌است. اما اهمیت گاز طبیعی به عنوان سوخت مورد استفاده در زندگی بشر از اوایل دهه ۱۹۳۰ آغاز شد. در اواخر قرن بیستم مشخص شد که گاز طبیعی در بخش اعظم جهان صنعتی به یک منبع انرژی بسیار ضروری و حیاتی مبدل شده‌است. زغال‌سنگ در قرن نوزدهم انقلاب صنعتی را سبب شد و نفت خام که سوخت قرن بیستم بود باعث توسعه اقتصادی در جهان شد.

چگالی گاز طبیعی

چگالی گاز متان ۵۵ صدم است، ولی با توجه به ترکیبات سنگینتر همراه گاز طبیعی، چگالی آن می‌تواند به حدود ۶۵صدم نیز برسد. بنا بر این گاز طبیعی از هوا سبکتر بوده و در صورت نشت از خطوط لوله و یا سایر اجزاء شبکه گاز و یا لوله کشی وسائل گاز سوز در منازل بسمت بالا حرکت می‌کند و در مکانهای مسقف قسمت زیادی از گاز نشت شده در زیر سقف تجمع می‌کند.

اما سبکتر بودن گاز طبیعی با عث نمی‌شود که همه گاز نشت یافته از یک محل بسمت بالا برود بلکه بخشی از گاز نیز، بویژه در صورتی که عناصر تشکیل دهنده هوا با آن اختلاط کامل پیدا کنند، بهمراه هوا به اطراف نیز پراکنده می‌شود . و چون غلظتهای پائین گاز در هوا خطرناکتر است قابلیت انفجار در اطراف محل نشت نیز وجود دارد .

گاز طبیعی بعد از هیدروژن پاک‌ترین نوع سوخت فسیلی برای طبیعت است. زیرا عمدتاً دی‌اکسیدکربن و بخار آب تولید می‌کند. علاوه بر این متان یکی از مواد خام اصلی برای ساخت حلال‌ها و دیگر مواد شیمیایی ارگانیک است. پروپان و بوتان نیز از گاز طبیعی استخراج می‌شوند. گاز نفتی مایع شده (Liquefied Petroleum Gas) یا (LPG) اصولاً همان پروپان است و اغلب به جای گاز طبیعی در مناطق فاقد خطوط لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد.

گاز طبیعی غالباً ناخالصی‌هایی چون دی‌اکسیدکربن (گاز اسیدی)، سولفید هیدروژن (گاز ترش) و آب و همچنین نیتروژن، هلیوم و سایر گازهای نادر را به همراه دارد. دی‌اکسید را به حوزه‌های نفتی قدیمی تخلیه شده تزریق می‌کنند تا تولید آنها افزایش یابد. نیتروژن نیز گازی است قابل تزریق به حوزه‌های نفتی و هلیوم در صنایع الکترونیک تارتل موارد استفاده ارزشمند و فراوان دارد.

سولفید هیدروژن (H2S) بسیار سمی است و مقادیر بسیار ناچیز آن نیز می‌تواند کشنده و مهلک باشد. سولفید هیدروژن بسیار خورنده و فرساینده است و می‌تواند به لوله‌ها، اتصالات و شیرهای چاه آسیب و خسارت وارد کند. بنابراین قبل از انتقال گاز طبیعی به خطوط لوله، سولفید هیدروژن جداسازی شده و دی‌اکسید کربن و آب آن نیز از طریق آب‌زدایی یا نمک‌گیری گرفته می‌شود.

دانشمندان علوم نانو در موسسه تکنولوژی فدرال سوییس به تازگی طرح مربوط به نوعی ژنراتور نیروی مسطح و غشا مانند منتشر کرده‌اند که می‌تواند به کمک فرایند اسمز از آب شور انرژی تولید کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از پاپیولار مکانیک، وقتی نمک‌های موجود در آب شور از طریق این غشا در آب شیرین منتشر می‌شوند این دستگاه می تواند انرژی تولید کند. ضخامت این غشا در نازک‌ترین نقطه برابر با سه اتم است و لذا ژنراتور این قابلیت را دارد که در دهانه رودخانه‌ها، مصب رودها و دیگر مکان‌هایی که آب‌هایی با شوری متفاوت به طور مدوام با هم مخلوط می‌شوند، مورد استفاه قرار بگیرد.

رادنویس، سرپرست این تیم تحقیقاتی می‌گوید: نیروی الکتریسیته‌ای که این دستگاه تولید می‌کند می‌تواند بسیار عظیم باشد. او تخمین می‌زند که تنها سه متر مربع از این غشا می‌تواند یک مگاوات انرژی برق تولید کند. این میزان انرژی برای راه‌اندازی 50 هزار لامپ برق کافی است. مقاله مربوط به این ژنراتور اخیرا در مجله Nature به چاپ رسیده است.

این غشا ورقه نازکی است که یک سری حفره بسیار کوچک بر روی آن قرار گرفته است. این ورقه از ترکیب نسبتا ارزان قیمتی به نام مولیبدنیوم سولفید ساخته شده و بزرگی حفره‌های موجود در سطح آن تنها به اندازه‌ای است که ذرات نمک با اندازه معین می‌توانند از آن عبور کنند. به دلیل استفاده از مولیبدنیوم سولفید حفره‌ها به طور طبیعی بار الکتریکی دارند و انواع خاصی از نمک‌ها را از غشا عبور نمی‌دهند.

هر یک از این حفره‌ها می‌تواند به تنهایی بین 10 تا 20 نانو وات انرژی تولید کند. رادنویس و همکارانش تخمین می‌زنند که یک سطح سه در سه فوت مربعی از غشایی که به این ترتیب ساخته می‌شود و تنها 30 درصد از آن حاوی این حفره‌های نانویی باشد می‌تواند به کمک فرایند اسمز بین آب شیرین و آب بسیار شور یک مگاوات انرژی تولید کند

دانشمندان دانشگاه آیووا دستگاهی ساختند که شبیه شاخ و برگ های یک درخت پنبه است و زمانی که برگ های مصنوعی خود را در باد به حرکت می اندازد، برق تولید می کند.

مایکل مک کلاسکی، استادیار ژنتیک، از تیم طراح این دستگاه عنوان داشت؛ این دستگاه جایگزین توربین های بادی نیست، اما این فناوری می تواند یک بازار خاص، برای ماشین آلات کوچک ایجاد کند که باد را به برق تبدیل کنند.

مک کلاسکی همچنین اظهار داشت: مزایای این ادوات به زیبایی شناسی و مقیاس کوچک آن برمی گردد که برداشت خارج از شبکه انرژی را میسر می سازد. ما مجموعه ای را فراهم کردیم تا به این پرسش پاسخ دهیم که آیا می توان مقدار مفیدی نیروی برق از چیزی شبیه گیاه تولید کرد؟

پاسخ این است: احتمالا”! اما این ایده نیاز به توسعه بیشتری دارد.

مک کلاسکی اظهار داشت: برج های تلفن همراه در برخی از شهرها مانند لاس وگاس به صورت درختی با برگ های کامل، مخفی شده اند، تا مبحث زیبایی شناسی و معماری شهری بهبود یابد. بهره برداری از انرژی این برگها، منجر به بهبود عملکرد آنها نیز می شود.

در مقاله منتشر شده در مجله Plos One، تیمی تحقیقاتی به کنکاش در دنیای علم تقلید حیاتی (و یا استفاده مصنوعی به تقلید از فرایندهای حیاتی) پرداخته است. این مفهوم الهام بخش راه های جدیدی در علوم کامپیوتر، ساخت و ساز و فناور ی های نانو شده است.

بعید است که بسیاری از مردم نمونه اولیه آزمایشگاهی درخت مک کلاسکی را به عنوان یک درخت واقعی اشتباه بگیرند، دستگاه دارای یک داربست فلزی است، که از آن ده زبانه پلاستیکی به شکل برگ پنبه آویزان شده است.

کورتیس موشر، همکار نویسنده این مقاله، اظهار داشت: این نمونه با یک جهش بزرگ نسبت به ده ها هزار برگ که به عنوان نمونه های اولیه آزمایشی ساخته شده، ایجاد شده و تولید برق آن ناشی از قدرت باد است.

موشر اظهار داشت: این کار قطعا شدنی است اما باید این کار را بدون افت بازده انجام داد. نوارهای کوچک پلاستیکی خاصی در داخل ساقه برگ منتشر شده اند که وقتی با حرکت باد خم می شوند، یک بار الکتریکی آزاد می کنند.

این فرایند به عنوان اثر پیزوالکتریک شناخته شده است. در این تحقیق برگ پنبه به عنوان مدل استفاده شد زیرا دمبرگهای پهن خود را وادار به نوسان تیغه ها در یک الگوی منظم می کند که باعث بهینه شدن تولید انرژی توسط نوار پیزوالکتریک می شود.

اریک هندرسون از اعضای این تیم تحقیقاتی اظهار داشت: این فناوری تقلیدی زیستی، می تواند به بازار مفیدی برای کسانی که توانایی تولید مقدار محدودی انرژی باد، بدون نیاز به توربین و یا برج های بلند و انسدادی، تبدیل شود”. اما مک کلاسکی اظها ر داشت ساخت این چشم انداز، به معنی پیدا کردن جایگزین انتقال مکانیکی به الکتریکی و یا طرحی برای تبدیل انرژی باد به برق است. روش پیزو برای این آزمایش بکار گرفته شد، اما راندمان بالایی برای رقابت در بازار ارائه نمی دهد. هندرسون عنوان کرد، پیزوالکتریک گام خوبی برای شروع است زیرا مواد آن به طور گسترده ای در دسترس هستند، اما گام های بعدی نیاز به یک رویکرد جدید خواهد داشت.

روش های دیگر انتقال مانند تریبوالکتریسیتی، و یا تولید شارژ به وسیله اصطکاک بین مواد غیرمشابه، با کارایی مشابه کار می کنند، و می توانند به تولید سنسورهای قدرتی مستقل بینجامند. اما مک کلاسکی اظهار داشت، این کار نیاز به تحقیق بیشتر برای تولید یک دستگاه کارامد دارد.

منبع: زیست بوم

پالایشگاه پتروشیمی در گرنگ موت، اسکاتلند
صنایع پتروشیمی
(به انگلیسی: Petrochemical industry)، بخشی از صنایع شیمیایی است که فراورده‌های شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می‌کند.

امروزه فراورده‌های نفتی علاوه بر مصرف در زمینه سوخت وسایل نقلیه، روغن موتور و غیره، در تهیه بسیاری از قطعات مورد نیاز ساخت وسایط نقلیه، نقش ارزنده‌ای دارد. فراورده‌های نفتی در تهیه سوخت موشکهای هدایت کننده، سفینه‌های فضایی و ماهواره‌ها و حتی در ساخت بسیاری از قطعات داخلی آنها کاربرد اساسی دارد. مادهٔ اولیهٔ بیشتر داروها و حتی آنتی‌بیوتیکها از ترکیبات نفتی مشتق می‌شود.

دید کلی صنایع پتروشیمی
(Petrochemical industry)، بخشی از صنایع شیمیایی است که فراورده‌های شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می‌کند. تا پیش از وارد شدن نفت به مفهوم امروزی در زندگی انسان، مواد شیمیایی مورد نیاز، بر اثر تغییر و تبدیل صنایع گیاهی و حیوانی بدست می‌آمد. اما در اوایل قرن بیستم نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه برای تهیه بسیاری از ترکیبات مورد نیاز انسان، اهمیت حیاتی و روز افزونی پیدا کرده‌است.
صنایع گوناگون پتروشیمی[ویرایش]
نفت و مشتقات آن نه تنها در برآوردن نیازهای انسان در زمینه سوخت، انرژی و الیاف نقشی بنیادی دارد، بلکه پیدایش و تکامل صنایع گوناگون مهمی را موجب شد که به پاره‌ای از آنها اشاره می‌شود.

همزمان با پالایش نفت خام، کاربرد موتورهای درون سوز جنبه عمومی به خود گرفت و میلیونها ماشین بنزین سوز به بازار عرضه شد.
امروزه فراورده‌های نفتی علاوه بر مصرف در زمینه سوخت وسایل نقلیه، روغن موتور و …، در تهیه بسیاری از قطعات مورد نیاز ساخت وسایط نقلیه، نقش ارزنده‌ای دارد و تلاش بر این است تا بدنه اتومبیل را از مواد پلاستیکی که آنها را از پلیمریزاسیون ترکیبات نفتی می‌توان بدست آورد، بسازند.
فراورده‌های نفتی در تهیه سوخت موشکهای هدایت کننده سفینه‌های فضایی و ماهواره‌ها و حتی در ساخت بسیاری از قطعات داخلی آنها کاربرد اساسی دارد.
ماده اولیه بیشتر داروها و حتی آنتی‌بیوتیکها از ترکیبات نفتی مشتق می‌شود. به ویژه تقریباً تمام مواد پاک کننده، باکتری کشها و …، از مشتقات نفتی و محصولات پتروشیمی می‌باشد.
ترکیبات نفت خام و فراورده‌های نفتی
اتمهای کربن و هیدروژن به طور حیرت آوری می‌توانند ضمن ترکیب شدن با یکدیگر، تعداد فوق‌العاده زیادی از ترکیبات هیدروکربنی زنجیری و حلقوی آروماتیکی را به وجود آورند، به طوری که تا کنون هیدروکربنی که در ساختار مولکولی آن ۶۰ اتم کربن شرکت داشته باشد، ردیابی شده‌است. از طرفی با افزایش تعداد اتمهای کربن بر تعداد ایزومرهای هیدروکربنی نیز افزوده می‌شود.

به طور مثال هیدروکربنی که ۳۰ اتم کربن داشته باشد، می‌تواند بیش از چهار میلیارد ترکیب هیدروکربنی ایزومر تشکیل دهد. علاوه بر این، با توجه به اینکه در نفت خام، ترکیبات هیدروکربنی سیر شده نیز فراوانند، تعداد ترکیبهای موجود در آن، فوق‌العاده زیاد و گوناگون است. این گوناگونی با شرکت اتمهای دیگر مانند گوگرد، نیتروژن و اکسیژن در زنجیر هیدروکربنها به مراتب بیشتر می‌شود.

ترکیبات عمده موجود در نفت خام
ترکیبات عمده موجود در نفت خام عبارتند از: هیدروکربنهای سیر شده زنجیری به فرمول کلی cnh2n+2 هیدروکربنهای سیر شده حلقوی به فرمول عمومی CnH2n که اصطلاحاً آن را نفتن گویند و هیدروکربنهای سیرنشده زنجیری اتیلن و استیلن. هر چه درصد تشکیل دهنده‌های نفت در دماهای پایین بیشتر باشد، مرغوبیت آن بیشتر است. گازهای طبیعی، بخش گازی شکل مواد نفتی است که همراه با نفت خام در مخازن زیرزمینی وجود دارد و یا از تقطیر نفت خام در پایین‌تر از 200C بدست می‌آید. گازهای طبیعی، مخلوطی طبیعی از گازهای متان (قسمت عمده حدود ۸۵ درصد) پروپان، بوتان، منو اکسید کربن و هیدروژن (گاز سنتز) همراه با مقداری دوده‌است.

مصرف عمده آن در کشورهای غیر صنعتی به عنوان یک ماده سوختی است. ولی در کشورهای صنعتی از آن در تهیه بسیاری از فراورده‌های شیمیایی و صنعتی بسیار مفید و ضروری استفاده می‌کنند.

محصولات صنایع پتروشیمی ایران
محصولات عمده‌ای که توسط واحدهای صنایع پتروشیمی ایران تولید می‌شوند عمدتاً عبارتند از:

کودهای شیمیایی، اوره، فسفات دی‌آمونیم، کودهای مخلوط نیترات آمونیم، مواد اولیه پلاستیک، پی ـ وی ـ سی و دی ـ او ـ پی، مواد شیمیایی نظیر اسید سولفوریک، اسید کلریدریک، آمونیاک، گوگرد، دوده و…

با این حال، این محصولات در مقایسه با ده ها هزار مشتقی که از نفت و گازهای طبیعی به کمک تکنولوژی پیشرفته پتروشیمیایی بدست می‌آید، بسیار اندک بوده، نشان می‌دهد که همت و تلاش بیشتری در این زمینه باید بکار برد تا به واقعیت نزدیکتر شد.