اسمز معکوس

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

مقدمه

اسمز معکوس(RO) روش جداسازی مواد معدنی بر مبنای ممبرین می باشد که برای جداسازی جامدات حل شده مانند آهن ها،از محلول مورد استفاده قرار می گیرد.

در طی سال‌های 1950 و اوایل دهه 1960 پدیده اسمز معکوس به عنوان روشی علمی برای شیرین کردن آب توسعه یافت.

پیشرفت‌های اخیر صورت گرفته در زمینه فناوری غشایی و همچنین کارایی بالای این فناوری، منجر به کاربرد وسیع آن شده است به طوری که این روش بیش از 50 درصد ظرفیت آب شیرین کن های دنیا را تحت پوشش قرار می‌دهد. اسمز معکوس می‌تواند 99 درصد مواد معدنی حل شده و 97درصد مواد آلی و کلوییدی آب را حذف کند.

اسمز معکوس چیست؟

اسمز معکوس Reverse Osmosis فرآیندی است فیزیکی که قادر است 99درصد جامدات محلول موجود در آب و کلوئیدی مواد آلی  محلول و غیر محلول ،اندوتوکسیون ها،ویروس ها،باکتری ها ،آلاینده های میکروبیولوژی را به کمک غشا نیمه تراوا حذف نمایند.

اسمز معکوس تکونولوژی مدرنی است که آب را برای مصارف متعددی از جمله نیمه رساناها،خوراک پزی،تکنولوژی زیستی ، داروها ، تولید برق،نمک زدایی آب دریا و آب خوردنی شهری تصفیه می نماید.

یکی از ویژگی های مهم تصفیه آب صنعتی به روش اسمز معکوس،طول عمر و افزایش راندمان در عملکرد دستگاه های تصفیه آب صنعتی می باشد. بکارگیری اصول سیستم پیش تصفیه آب مناسب در روش تصفیه آب صنعتی Industrial water treatment، نحوه بازدهی دستگاه تصفیه آب صنعتی، طول عمر ممبرین را زیاد می کند؛زیرا عواملی از قبیل رسوب گرفتگی ،تخریب ممبرین را به حداقل می رساند و منجر به کیفیت محصول، کاهش هزینه های عملیاتی و نگه داری تجهیزات صنعتی تصفیه آب ،شدت جریان محصول و بازیافت محصول ناشی از سیستم تصفیه  آب صنعتی خواهد بود.

اساس کار اسمز معکوس

اسمز معکوس یک فرآیند جداسازی است .در این فرآیند از یک پمپ ویک غشاءنیمه تراوا استفاده می کنند.پمپ ،نیروی رانش رامهیا می کند.غشاي نیمه تراوا بین آب وماده حل شده ،تمایل دارد که آب را از خود عبور دهد. بنابراین جریان آب به دو جریان آب محصول وجریان تغلیظ شده تقسیم می شود.
در سیستم هاي اسمز معکوس ، مواد محلول با استفاده از یک غشاي نیمه تراوا از آن جدا می شوند. به طوري که عبور اب از غشاءدر مقایسه با مواد محلول ،در الویت است.غشاي اسمزمعکوس بسیار آبدوست است؛ بدین معنا که ،آب جذب ساختمان شیمیائی اش می شود.آب می تواند با حلقه هاي انتهایی پلیمر پیوند برقرار کند که
این کار ،موجب سهولت نفوذ آب در ساختمان پلیمري غشاء وسپس خروج از آن می شود.درصد نفوذ پذیري غشاء براي تمام نمک ها یکسان نیست.در صد عبور یونهاي کوچکتر یا یونهاي داراي بار الکتریکی کمتر از غشاء،نسبتاً بیشتر از یونهاي بزرگتر یا یونهاي داراي بار الکتریکی بیشتر است.معمولاً کاتیونها یا آنیونها با ظرفیت بالاتر ،بهتر از کاتیون وآنیون با ظرفیت پائین تر دور ریز می شوند.

درباره اَستاتین بیشتر بدانیم

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

اَستاتین از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است و نشانهٔ کوتاه آن At و عدد اتمی آن ۸۵ است. این عنصر کمیاب‌ترین عنصر در کره زمین است و کل مقدار آن در کره زمین حدود ۳۰ گرم برآورد می‌شود. استاتین عنصری جامد، سیاه رنگ و پرتوزا است که در جدول عناصر شیمیایی در گروه ۱۷ جدول و دوره ۶ آن قرار دارد. ویکی‌پدیا
نماد: At
عدد اتمی: ۸۵
آرایش الکترونی: [Xe] 4f145d106s26p5
نقطه جوش: ۳۳۶٫۸ °C
جرم اتمی: ۲۱۰ u
نقطه ذوب: ۳۰۲ °C

اَستاتین (به لاتین: Astatine) از عنصرهای شیمیایی جدول تناوبی است و نشانهٔ کوتاه آن At و عدد اتمی آن ۸۵ است. این عنصر کمیاب‌ترین عنصر در کره زمین است و کل مقدار آن در کره زمین حدود ۳۰ گرم برآورد می‌شود.[۲] استاتین عنصری جامد، سیاه رنگ و پرتوزا است که در جدول عناصر شیمیایی در گروه ۱۷ جدول و دوره ۶ آن قرار دارد. گروه ۱۷ جدول، گروهی شامل شبه فلز ‌ها است که عنصر استاتین سنگین‌ترین هالوژن این گروه‌است و نقطه ذوب و انجماد آن از دیگر هالوژن‌های سبک‌تر جدول بیشتر است. استاتین در طولانی‌ترین عمر ایزوتوپی At) ۲۱۰) دارای نیمه عمر ۸٫۱ ساعت است. عنصر استاتین در حدود ۲۰ ایزوتوپ شناخته شده دارد. استاتین در سال ۱۹۴۰ توسط شیمی‌دان‌های آمریکایی امیلیو گینو سگر، کِنِت روس مکنزی و دیل ریموند کارسون در دانشگاه کالیفرنی، برکلی کشف شد. استاتین عنصری پرتوزا است و به صورت منفرد وجود ندارد.
بلکه این عنصر در طبیعت همراه با ایزوتوپ‌های اورانیوم و توریم وجود دارد. با وجود خاصیت پرتوزایی، از استاتین در رآکتورهای هسته‌ای استفاده نمی‌شود.
استاتین ۲۱۷ با اورانیوم ۲۳۳ و نپتونیم ۲۳۹ در تعادل است و از اجتماع توریم و اورانیوم با نوترون‌های طبیعی حاصل می‌شود. از اشکال دیگر استاتین می‌توان به هیدرید آستاتین (به لاتین: HAt) نیز اشاره نمود و باید توجه داشت که این ترکیب با یک هیدروژن است و نه هالید و در مورد هالیدها تنها واکنش با هالوژن‌های سبک امکان‌پذیر است.

اثرات استاتین بر روی سلامتی

استاتین به دلیل خواص پرتوزا برای بدن انسان مضر است و هنگام بررسی آن در آزمایشگاه‌های هسته‌ای روش‌های ویژه‌ای برای مطالعه و بررسی آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. استاتین نوعی هالوژن است و احتمالاً مانند ید در غده تیروئید تجمع می‌یابد. از نظر شیمیایی، سمی بودن استاتین مانند ید است.

صنایع پتروشیمی چیست؟

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

صنایع پتروشیمی چیست؟

صنایع پتروشیمی چیست؟ واژه‌ی پتروشیمی از دو کلمه “پترول ” و “شیمی ” ترکیب شده و معنی لغوی آن مواد شیمیایی حاصله از نفت است . این واژه برای اولین بار در 1942 ، توسط عده ای از سازندگان مواد شیمیایی ، برای تبلیغات به کار برده شد . به طور کلی مواد پتروشیمی ، آن گروه از محصولات شیمیایی هستند که از طریق تغییر شکل یافتن یا فعل و انفعالات قسمتی از هیدروکربور های نفت یا گاز طبیعی با سایر مواد تهیه می شوند . محصولات پتروشیمی دارای موارد استعمال عمومی و صنعتی متعدد از قبیل پارچه ( نایلون ، دارکرون ، پشم و پنبه مصنوعی ) لوازم الکتریکی ، کودهای شیمیایی ، حلال ها ، مواد پاک کننده و غیره است. محصولات پتروشیمی صنایع پتروشیمی را می توان به سه دسته مشخص تقسیم کرد:

 
1- محصولات اصلی مانند اتیلن ، پروپیلن ، گوگرد ، بنزین ، آمونیاک و غیره . این محصولات پایه و اساس محصولات متعدد دیگر پتروشیمی را تشکیل می دهد.
 
2- محصولات میانی که از محصولات اصلی تولید شده و مواد اولیه کارخانه های تولید کننده محصولات نهایی را تشکیل می دهند . مانند پلی کلروروینیل (پی وی سی )، ملامین و…
 
3- محصولات نهایی که برای ساختن لوازم و ابزار مورد مصرف صنایع و عموم مردم به کار می روند، مانند الیاف مصنوعی، اشیای پلاستیکی، لاستیک،کود های شیمیایی و غیره . موارد استعمال و اهمیت جهانی محصولات پتروشیمی امروزه زندگی بدون محصولات پتروشیمی بسیار مشکل است .
 
 
در این قسمت موارد استعمال برخی محصولات پتروشیمی را به طور خلاصه بیان خواهیم کرد.
 
 
کودهای شیمیایی عامل بسیاری موثری در ازدیاد محصولات کشاورزی جهان می باشند و بدون مصرف آنها به یقین می توان گفت که جمعیت جهانی دچار مضیقه ی شدید غذایی می شود در بعضی کشو رها در اثر کشت و زرع عرض سال های زیاد ، مواد غذایی زمین تحلیل رفته و اگر زمین با کودهای مناسب تغذیه نشود . برداشت محصول بسیار کم است . امروزه پایه و اساس کود شیمیایی را ” ازته و آمونئیاک ” تشکیل می دهند. پلاستیک ها در بیشتر احتیاجات عمومی و صنعتی سهم مهمی دارند و رکن اصلی زندگی امروزی را ز تشکیل می دهند هر یک از پلاستیک ها دارای مشخصاتی است که ممکن است با مشخصات پلاستیک دیگر کاملا فرق داشته باشد .
 
 
 
امروزه قسمت اعظم یک قایق را پلی استرهای مسطح تشکیل می دهد. در هر اتومبیل بیش از 14 کیلوگرم و در هواپیما های مافوق صوت ، بیش از 2/5 تن پلیمر های مصنوعی مصرف می شود . پلاستیک ها در تسخیر فضا نیز سهم موثری داشته اند . بدون پلاستیک ، تهیه لباس فضائی تقریبا غیر ممکن بود. پلاستیک ها هم چنین در تهیه لوازم ساختمانی ، کف پوش ، کیسه و بسته بندی ، قطعات الکتریکی و عایق بندی ،بطری، لوازم طبی ، جراحی و غیره به کار می روند.
 
 
لاستیک : یکی دیگر از محصولات پتروشیمی ، لاستیک است که به مقدار زیادی در تهیه تایر وسایل نقلیه به کار می رود ولی موارد استعمال زیاد دیگری نیز از قبیل استفاده در تهیه لوله ،پوشش کابل ، تسمه نقاله و غیره دارد .
 
 
الیاف های مصنوعی نیز به علت دارا بودن خواص فیزیکی و شیمیایی مختلف ، موارد استعمال گوناگون دارند .برای مثال نایلون سالنها در تهیه جوراب به کار می رفت و بعد در جهت تهیه پوشاک ، پرده ، پارچه های گوناگون و غیره ، مورد استفاده قرار گرفت . الیاف پلی استر که به نام های داکرون و تریلن نامیده می شوند حتی از الیاف طبیعی و مصنوعی دیگر نیز قدرت بیشتری دارند مصرف این نوع الیاف به علت داشتن خواص گوناگون مانند چروک نشدن به سرعت زیاد شده است. الیاف پلی استر به مقدار زیادی در تهیه پارچه ، پرده ، قالی ، تسمه های نقاله ، طناب و غیره مورد استفاده قرار می گیرد . مواد پاک کننده نیز به مقدار زیادی چه در صنعت و چه در مصارف خانگی جایگزین صابون شده است .
 
 
این مواد نه تنها جهت شست و شو به کار می روند ، بلکه خاصیت میکروب کشی نیز هستند. علاوه بر آن چه گفته شد ، مواد پتروشیمی موارد استعمال متعدد دیگری نیز دارند. مواد سمی مانند حشره کش ها ، حلال ها، منفجره ، مواد ضد انفجار ، مواد رنگی ، چسب های نواری ، چسب مایع ، بر چسب های کاغذی و صنعتی ، انواع رنگهای ساختمانی . اسیدهای گوناگون برای آب کاری فلزات ، آب کاری پلاستیک ها ، چربی زدایی ، پاک کننده ها و اسیدهای مورد استفاده در آزمایشگاه ها ، گاز کلر برای تصفیه ی آب آشامیدنی ، گاز کربنیک برای نوشابه سازی و آتش نشانی ، گوگرد و دوده های صنعتی برای لاستیک سازی ، انواع تینر ، استن و مواد سوختن و بسیاری فرآورده های دیگر، همه از محصولات صنعت پتروشیمی هستند. فرآورده های نفتی پس از ساخت فرآورده های حاصله از نفت ‚گام پیچیده بعدی نحوه رساندن آنها به خریداران خواهد بود
 
 
برای انتخاب راه حمل فراورده ها عوامل متعددی را باید در نظر گرفت که عبارتند از : نرخ هزینه حمل‚ مقدار فرآورده ها و مسافت بین مراکز توزیع و مصرف کنندگان . مصارف عمده فرآورده های نفتی عبارتست از حمل و نقل ‚تامین گرما و روشنایی و ایجاد برق .ولی البته نفت یک ماده چند خاصیتی است: روغن موتور ‚موم‚ وسائل جلاکاری ‚بسیاری از داروها و وسائل آرایش همه مواد خام خود از نفت می گیرند .صنعت پتروشیمی نیز فرآورده های بیشماری به ما می دهد که برای صنایع و زندگی روزمره ما ارزش بسیار دارد. فراورده های نفتی معمولا به صورت عمده از پالایشگاه خارج می شوند گر چه بعضی از آنها قبلا در قوطی یا بشکه بسته بندی شده و آماده تحویل به مصرف کننده هستند .مشتریان عمده ‚مانند کارخانه های برق یا کارخانه های شیمیایی گاهی سفارشات خود را به وسیله لوله ‚کامیون ‚راه آهن یا کشتی مستقیما از پالایشگاه دریافت می دارند
 
 
مشتریان کوچکتر عموما احتیاجات خود را از مراکز و انبارهای توزیع که ((پایانه)) یا((انبار)) نامیده می شوند دریافت می دارند. فراورده ها به وسیله (کشتی فراورده )یا دو به کامیونهای نفتکش و با واگنهای نفتکش راه آهن برای خریداران حمل می شوند . وظیفه مهم و پیچیده سازمان توزیع یک شرکت نفتی اینست که یقین حاصل کند محصولات مورد نیاز به مقادیر صحیح در زمان مقرر به مقصد معین تحویل گردد علاوه بر این شرکتها دائما تلاش دارند که با برنامه های پژوهشی خود مرغوبیت فرآورده ها و خدمات و راهنمایی های فنی لازم را تامین کنند. بطور کلی هفت یا هشت گروه اصلی فرآورده نفتی وجود دارد ولی باید افزود که هر گروه شامل چندین نوع فرعی است که کاربرد مختلف دارند فرآورده هایی که از اجزا سبکتر ساخته می شوند بیشتر برای وسایل حمل و نقل و ایجاد گرما و نور بکار می روند.
 
 
نفت عمدتا به عنوان ماده خام صنایع پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد. گاز سبک (LPG)
 
 
عموما بصورت سیلندر و بطری عرضه می گردد و غالبا در خانه ها ، هتلها ، رستورانها و موسسات دیگر به عنوان سوخت آشپزی و حرارتی بکار می رود . در چند کشور از جمله الجزایر و هلند به عنوان سوخت اتومبیل مصرف می شود . و در ژاپن بیشتر تاکسی ها از این سوخت استفاده می کنند. ولی البته ماده ای که بیش از همه با اتومبیل ارتباط دارد همانا بنزین است . اتومبیل ران امروزی انتظار دارد اتومبیلش در سرمای صبحگاهی براحتی روشن شود و براه افتد . از این رو بنزین های مدرن حاوی آمیخته ای است از مواد اضافی از قبیل ضد یخ ، ضد کوبش و مواد شستشو دهنده . شرکتهای نفتی همواره با کارخانه های موتور سازی در ارتباط نزدیک هستند تا بتوانند مواد سوختی مناسب موتورهای مدرن را به عمل آورند. در ابتدا بنزین مانند سایر اجناس در فروشگاههای وسایل فنی و یا فروشگاههای مواد غذایی به فروش می رسید . با افزایش تقاضا ، پمپ بنزین های اختصاصی احداث شد که برخی از آنها تعمیرگاه نیز داشتند .
 
 
در تعمیرگاههای مدرن تکیه روی سرعت تحویل و سهولت کار است : بعضی شان 24 ساعته باز هستند و مجهز به پمپ های بی مقصدی و سیستمی که مشتری می تواند با استفاده از کارت اعتباری تربیت دهد که بهای جنس خریداری شده مستقیما از حساب بانکی اش برداشت شود . بسیاری از این موسسات ، علاوه بر انواع وسائل اتومبیل اجناس دیگری از قبیل مواد غذایی و گل نیز می فروشند ، و بعضا سرویس خشک شویی و کافه تریا نیز دارند. یک نوع سوخت دیگر به نام ” نفت چراغ ” در هواپیما های غیر نظامی بکار می رود . با توجه به اینکه هواپیماهای مسافر بری سالانه بیش از 1500 میلیارد کیلومتر پرواز می کنند نگفته پیداست که این ماده سوختی چه بازار وسیعی دارد. بسیاری از کشورهای در حال توسعه برای حفظ منابع طبیعی خود غالبا برای حرارت و روشنایی بجای هیزم نفت چراغ مصرف می کنند.
 
 
 
گازوئیل در موتورهای دیزلی کامیونها ، اتوبوسها ، وانت ها ، قطارها و کشتی ها مصرف می شود و همچنین در صنایع و کارخانه های برق نیز کاربردهایی دارد. مازوت برای ایجاد حرارت ؟، نیروی برق و نیز در کشتیهای توربین بخاری مصرف می شود . سنگین ترین رسوبات یعنی فقیر مصارف وسیعی برای آسفالت کاری و به عنوان پوشش عایق رطوبتی سدها ، تونل ها و مخازن آب دارد. همچنین از بعضی رسوبات مواد خام مورد نیاز جهت ساخت مواد روغن کاری بدست می آید . نفت دست نخورده بصورت عمده به کارخانه روغن سازی حمل می شود و در آن جا طبق فرمولهای خاص با مواد شیمیایی ویژه ای آمیخته می گردد . هر نوع ماشینی ، از یخچال کوچک خانگی گرفته تا ماشین آلات غول آسای اتومبیل سازی، احتیاج به روغن کاری دارد. بنابراین بازار مواد روغن کاری وسیع و در عین حال بسیار پیچیده است زیرا برای هر کاربردی یک فرآورده خاص باید تولید گردد . یک گروه از فرآورده ها باید مورد بحث ویژه قرار گیرد : مواد شیمیایی بی شماری که از نفت مشتق می گردد . صنعت پتروشیمی با صنعت نفت بستگی نزدیک دارد . در واقع بسیاری از کارخانه های پتروشیمی سازنده فرآورده هایی هستند که با فرآورده های ساخته شده از منابع کمیاب طبیعی رقابت دارند ، از قبیل لاستیک مصنوعی بجای لاستیک طبیعی ، و پودر شستشو بجای صابون .
 
 
همچنین فرآورده های کاملا تازه ای از آنها تهیه می شود که زندگی روزانه ما را دگرگون کرده است: اشیا پلاستیکی برای خانه ، وسائل بسته بندی در سوپر مارکت ، پارچه های “بشور و بپوش ” مواد رنگرزی ، وسائل چسب و انواع رنگ . صنعت شیمی برای تهیه مواد خام خود جهت ساخت هزاران فرآورده ای که موجبات آسایش و سهولت زندگی مدرن را فراهم می کنند، متکی به مواد نفتی است حفاظت محیط زیست توجه صنعت نفت به محیط زیست تازگی ندارد . تجارت نفت مستلزم عملیات بسیار وسیع و متعددی است : سکوهای عظیم الجثه ، کشتی های نفتکش ، پالایشگاه ها ، هزاران کیلومتر خط لوله – که همگی در محیط زیست اثر می گذارند. از سالها پیش شرکتها نفتی مقدار زیادی از وقت و بودجه خود را برای یافتن راههایی جهت کاهش آثار نامطلوب عملیات خود بر روی محیط زیست صرف کرده اند
 
 
البته در تحلیل نهایی مساله عبارتست از تعادل بین نیاز به مواد نفتی و علاقه به حفاظت محیط زیست سالم. شرکتهای نفتی و دولتها در این دو زمینه همکاری می کنند و در مقیاس بین المللی تلاش دارند این تعادل را تامین نمایند. در این چند سال اخیر اثرات عملیات نفتی بر روی محیط زیست موضوع بحث های گسترده ای بوده است . این اثرات ممکن است کوتاه مدت باشد ، مانند ریزش تصادفی نفت یا فرآورده های نفتی ، و یا دراز مدت مانند ” مساله گرم خانه ” (گرم شدن محیط کره زمین ) و یا صدمه به قشر اوزون فضا که اثرات آن در جهانی که نسل های آینده از ما به ارث می برند مشهود خواهد شد.

تفاوت اتانول و متانول

تفاوت اتانول و متانول در چیست ؟؟

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین _ صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

چیستی اتانول

اتانول یا الکل اتیلیک با فرمول C. ۲ H. ۵ OH ترکیب شیمیائی با بوی خاص و آتش‌گیری است.

این الکل همان ماده‌ای است که در نوشیدنی‌های الکلی با درصد‌های مختلف پیدا می‌شود.
علاوه بر این در صنایع مختلف کاربرد فراوان دارند. اتانول به دلیل نقطه انجماد پائین در صنعت ضدیخ‌سازی استفاده می‌شود.
حلال بسیار خوبی است و در صنعت عطرسازی، رنگسازی و … استفاده می‌شود. محلول ۸۵٪ – ۷۰ آن به عنوان محلول ضدعفونی‌کننده کاربرد دارد.
اتانول با تغییر دادن پروتئین و حل کردن چربی، میکرو ارگانیسم‌های آن‌ها را از بین می‌برد.
البته این عمل فقط در برابر باکتری‌ها و ویروس‌ها و قارچ‌ها مؤثر است.

چیستی متانول

این ماده به صورت محدود به عنوان سوخت در موتور‌هایی با سیستم احتراق داخلی استفاده می‌شود.

متانول اثرات مخربی بر روی بینائی داشته و از راه پوست جذب می‌شود. فوق‌العاده قابل احتراق بوده، اما در دمای محیط آتش نمی‌گیرد.
متانول ماده‌ای سمی است و نوشیدن آن موجب نابینایی و حتی مرگ می‌شود.
هنگام استفاده از متانول باید از ماسک و دستکش استفاده کرد، چون از طریق تنفس و پوست وآشامیدن نیز می‌تواند جذب شود.
کاربرد متانول :به‌عنوان ضدیخ ، حلال و سوخت بکار برده می‌شود.

خطرات استفاده نابجا از اتانول و متانول برای ضدعفونی

متانول در بین الکل ها، ضعیف‌ترین خاصیت میکروب کشی را دارد؛ لذا به ندرت بدین منظور استفاده می‌شود.
علاوه براین، متانول از طریق پوست، دستگاه تنفسی، دستگاه گوارشی می‌تواند جذب شود و در بدن انسان به متابولیت‌های سمی فرمالدهید، فرمات (اسید فرمیک) و CO ۲ تبدیل شود.
حال نه تنها متانول به شدت سمّی است
بلکه کمترین خاصیت ضدعفونی رو بین الکل‌ها دارد که میتواند سبب بروز عوارضی همچون درماتیت (التهاب پوست)، آسیب چشمی از جمله کوری، نارسایی کلیه، کما و مرگ شود.

مسمومیت، غالبا بدلیل مصرف تصادفی محصولات حاوی متانول رخ می‌دهد یا زمانی که آن را به عنوان یک جایگزین اتانول به صورت غلط مصرف کنند.
دوز کشنده در انسان بطور دقیق مشخص نشده، ولی در رنج ۱-۰/۳ گرم بر کیلوگرم گزارش شده است.
بنابراین  متانول را نباید برای ضدعفونی سطوح استفاده کرد.
واکنش در خون:متانول بعد از واکنش با خون به فرم آلدئید تبدیل می‌شود (در شبکیه عامل آسیب به عصب بینایی).
فرم آلدئید در طی مدت کوتاه به اسید فرمیک تبدیل می‌شود (سمی تر و مخرب تر).

پردیس فناوری کیشطرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه صنعت و مدیریت شیمی

تو این روزا که بساط ضدعفونی کردن حسابی داغه ، خانواده ی الکل ها جز باکلاس ترین های گروه عاملی توی شیمی شناخته میشه ،

جالبه بدونید که دو عضو از این خانواده که خیلی هم مورد استفاده قرار میگیرن ، خواص ضدعفونی کنندگی بالایی دارن ، متانول و اتانول !

با یک روش خیلی ساده میتونیم این دوتا رو از هم تشخیص بدیم ، متانول سبز رنگ میسوزه و اتانول آبی رنگ

#شناسایی ترکیبات آلی

آناليز مودال

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت ومدیریت_دپارتمان مکانیک

مقدمه

آناليز مودال در دو دهه گذشته، آناليز مودال به دانشي فراگير با هدف تعيين، بهبود و بهينه سازي مشخصات ديناميکي سازه هاي مهندسي تبديل شده است. آناليز مودال نه تنها در مهندسي مکانيک و هوانوردي، بلکه در سازه هاي ساختماني، مسائل بيومکانيک، سازه هاي فضايي، تجهيزات اکوستيک، حمل و نقل و نيروگاه هاي هسته اي نيز کاربردهاي ژرفي پيدا کرده است. براي درک اهميت آناليز مودال در عرصه مهندسي مدرن، بهتر است به پيش زمينه هاي لازم براي فهم اين تکنولوژي منحصر به فرد، اشاره گردد.

طراحي امروزي سازه هاي پيچيده مکانيکي، هوايي و ساختماني به گونه اي است که علاوه بر مقاومت بالا بايستي داراي وزن کم و قابليت انعطاف زياد باشند. بعنوان مثال، در صنعت خودروسازي تلاش زيادي صرف کاهش وزن بدنه شده است. به منظور کم کردن اثرات اينرسي حين ماموريت در سازه هاي فضايي، مانند آنتن هاي ماهواره اي، کاهش وزني در حد چند گرم نيز حائز اهميت فراوان است. اين نيازهاي جدّي در طراحي سازه هاي جديد، پتانسيل بروز ارتعاشات ناخواسته را در اين سازه ها افزايش مي دهد.

از ديگر حقايق زندگي مدرن، تقاضاي روزافزون براي سازه هاي ايمن و قابل اعتماد مطابق با ضوابط وضع شده توسط دولت ها و يا نياز مشتري مي باشد. اين نيازها چالش هاي جديدي را در درک علمي سازه هاي مهندسي به وجود آورده است. هنگامي که ارتعاشات مدّ نظر است، اين چالش در حقيقت همان درک بهتر مشخصات ديناميکي سازه بوسيله روش هاي تحليلي، عددي، تجربي و يا ترکيبي از آنها مي باشد.

هنگامي که اهميت رفتار ديناميکي سازه هاي مهندسي آشکار شد، مساله طراحي سازه ها با ملاحظات مناسب ديناميکي حائز اهميت مي شود. از روش اجزاي محدود به عنوان يک روش مدلسازي کامپيوتري فراگير در مواردي که تحليل دقيق مشخصات ديناميکي سازه مورد نياز باشد، مي توان استفاده نمود. براي بدست آوردن نتايج با معني از اين ابزار عددي، به اطلاعات کاملي از تئوري ديناميک سازه نياز است. بخش مهمي از تحليل ديناميکي اجزاي محدود را آناليز مودال تشکيل مي دهد.

مدلسازي کامپيوتري به تنهايي قادر به تعيين رفتار ديناميکي سازه نمي باشد، زيرا برخي خواص سازه مانند ميرايي و يا خواص غيرخطي از قواعد معمول در مدلسازي پيروي نمي کنند. همچنين، اطلاعات فراتري براي مدلسازي به دليل عدم قطعيت در شرايط مرزي، مورد نياز مي باشد. پيشرفت هاي اخير در تکنيک هاي تجربي باعث تکامل مقوله

مدلسازي با استفاده از خواص تجربي، شده است. بخش مهمي از اين تلاش، پيشرفت هاي حاصل شده در آنالايزرهاي تبديل ديجيتال فوريه بوده است. تکنيک هاي تجربي توسط آناليز مودال رشد و تقويت يافته و در مقابل،  انگيزه اي قوي براي پيشرفت آناليز مودال ايجاد کرده اند.

آناليز مودال چيست؟

آناليز مودال، فرآيند تعيين خواص ذاتي ديناميکي يک سيستم در قالب فرکانس هاي طبيعي، ضرايب ميرايي و شکل مودها و بکارگيري آنها به منظور ايجاد مدلي رياضي از رفتار ديناميکي سيستم مي باشد. اين مدل رياضي به مدل مودال سيستم و اطلاعات مربوط به مشخصات آن، داده هاي مودال ناميده مي شوند.

ديناميک يک سازه از نظر فيزيکي، از دو بخش فرکانس و موقعيت تشکيل شده است. اين موضوع را به روشني در حل تحليلي معادلات ديفرانسيل پاره اي سيستم هاي پيوسته، مانند تيرها مي توان مشاهده نمود. آناليز مودال بر اين اصل استوار است که پاسخ ارتعاشي يک سيستم ديناميکي خطي و نامتغير با زمان را مي توان بصورت ترکيب خطي مجموعه اي از حرکات هماهنگ ساده، که به شکل مودهاي ارتعاشي موسومند، در نظر گرفت. اين مفهوم، مشابه استفاده از ترکيب فوريه امواج سينوسي و کسينوسي براي نمايش يک شکل موج پيچيده مي باشد. شکل مودهاي ارتعاشي، وابسته به ديناميک سيستم بوده و توسط خواص فيزيکي(جرم، سختي، ميرايي) و نحوه توزيع فضايي آنها، تعيين مي شوند. هر مود بر حسب پارامترهاي مودال همان مود شامل فرکانس طبيعي، ضريب ميرايي مودال و الگوي جابجايي در آن مود، که شکل مود ناميده مي شود، توصيف مي شود. شکل مود ممکن است حقيقي و يا موهومي باشد. هر مود، متناظر با يک فرکانس طبيعي مي باشد. ميزان مشارکت هر مود طبيعي در ارتعاش کلي سيستم، به مشخصات منبع تحريک و همچنين به شکل مود مربوطه بستگي دارد.

آناليز مودال، هر دو مبحث تئوري و تجربي را در بر مي گيرد. آناليز مودال تئوري، بر اساس يک مدل فيزيکي از سيستمي ديناميکي شامل خواص جرمي، سختي و ميرايي مي باشد. اين خواص ممکن است بصورت معادلات ديفرانسيل پاره اي موجود باشند. بعنوان مثال، معادله موج يک تار يکنواخت مرتعش با توجه به توزيع جرمي و خواص ارتجاعي تار حاصل مي شود. از حل اين معادله، فرکانس هاي طبيعي و شکل مودهاي تار و همچنين پاسخ ارتعاش اجباري آن بدست مي آيد. با اين حال، يک مدل فيزيکي واقعي تر معمولاً شامل خواص جرم، سختي و ميرايي بر حسب توزيع فضايي آنها يعني ماتريس هاي جرم، سختي و ميرايي خواهد بود. اين ماتريس ها تشکيل معادلات ديفرانسيل معمولي حرکت را مي دهند. با استفاده از اصل برهم نهي سيستم هاي ديناميکي خطي، قادر خواهيم بود اين معادلات را به يک مساله مقدار ويژه تبديل کنيم. از حل اين مساله، اطلاعات مودال سيستم حاصل خواهد شد. به کمک تحليل اجزاي محدود مدرن مي توان تقريباً هر سازه ديناميکي خطي را گسسته سازي کرد و در نتيجه بطور قابل ملاحظه اي قابليت و ميدان کاري آناليز مودال تئوريک  افزايش يافته است. از سوي ديگر، گسترش سريع توانايي هاي داده برداري و پردازش داده ها در دو دهه اخير باعث پيشرفت هاي زيادي در عرصه آناليز مودال تجربي، که تست مودال ناميده مي شود، شده است.

تست مودال چيست؟

تست مودال تکنيکي تجربي براي بدست آوردن مدل مودال يک سيستم ارتعاشي خطي نامتغير با زمان مي باشد. مبناي تئوري اين تکنيک بر اساس رابطه بين پاسخ ارتعاشي در يک نقطه از سازه با تحريک در همان نقطه و يا نقطه اي ديگر، بصورت تابعي از فرکانس تحريک مي باشد. اين رابطه، که اغلب بصورت يک تابع رياضي مختلط مي باشد، تابع پاسخ فرکانسي و يا بطور خلاصه FRF ناميده مي شود. با در نظر گرفتن ترکيبات مختلف از نقاط تحريک و پاسخ روي سازه، مجموعه اي کامل از FRF ها تشکيل مي شود که مي توان آن را در قالب ماتريس FRF سيستم بيان کرد. اين ماتريس اغلب متقارن است که اين تقارن بيانگر اصل جابجايي ماکسول در سازه مي باشد.

انجام تست مودال شامل اندازه گيري FRF ها و يا پاسخ ضربه سازه است. اندازه گيري FRF مي تواند به سادگي با اعمال يک نيرو (اندازه گيري شده) در يک نقطه از سازه در غياب ساير نيروهاي تحريک، و اندازه گيري پاسخ ارتعاش در يک يا چند نقطه از سازه انجام شود. روش هاي مدرن تحريک و پيشرفت هاي حاصل شده در تئوري آناليز مودال، امکان اعمال مکانيزم هاي پيچيده تر تحريک را فراهم آورده است. تحريک مي تواند در يک بازه فرکانسي دلخواه، سينوسي پلّه اي، گذرا، تصادفي و يا بصورت نويز سفيد باشد. تحريک معمولاً توسط يک ترانسديوسر نيرو در نقطه اعمال نيرو اندازه گيري مي شود. پاسخ نيز مي تواند توسط شتاب سنج يا ابزارهاي ديگر اندازه گيري گردد. هر دو سيگنال تحريک و پاسخ به يک آنالايزر، که وظيفه محاسبه FRF ها را به عهده دارد، ارسال مي شوند.

يکي از ملاحظات عملي در تست مودال آن است که چه مقدار داده FRF براي استخراج مدل مودال سازه کافي مي باشد.

هنگام انجام يک تست ساده با چکش، از يک نقطه اندازه گيري ثابت و نقاط تحريک متحرک استفاده مي شود. در اين صورت، داده هاي FRF اندازه گيري شده، يک سطر از ماتريس FRF را تشکيل خواهند داد از نظر تئوري، اين اطلاعات براي بدست آوردن مدل مودال کافي مي باشند. در يک تست ساده با لرزشگر، نقطه اعمال نيروي تحريک ثابت و اندازه گيري پاسخ در نقاط مختلف انجام خواهد شد. داده هاي FRF حاصل، يک ستون از ماتريس FRF سيستم را تشکيل مي دهند. مجدداً اين داده ها، از نظر تئوري براي تحليل سيستم کافي مي باشند. با در دست بودن اطلاعات کافي با يک تحليل عددي، پارامترهاي مودال به روش هاي مختلف برازش منحني، حاصل خواهند شد. اين فرآيند، به آناليز مودال تجربي موسوم است. به کمک پارامترهاي بدست آمده، مدل مودال سازه تست ايجاد مي شود. اين پارامترها را مي توان به کمک منحني هاي تکي FRF و يا مجموعه اي از آنها بدست آورد.

در مجموع، آناليز مودال تجربي شامل سه مرحله آماده سازي براي تست، اندازه گيري پاسخ فرکانسي و استخراج پارامترهاي مودال مي باشد. آماده سازي تست شامل انتخاب تکيه گاه سازه، نوع تحريک، نقاط تحريک، سخت افزارهاي اندازه گيري نيرو و پاسخ، تعيين هندسه مدل که در آن نقاط اندازه گيري مشخص شده است و تعيين عواملي که باعث عدم دقت در اندازه گيري مي شوند، مي باشد. در طول تست، يک مجموعه FRF اندازه گيري شده و ذخيره مي شود تا در مرحله بعد به منظور تعيين پارامترهاي سازه آناليز شوند.

کاربردهاي آناليز مودال

هر دو روش آناليز مودال تئوري و تجربي نهايتاً به تعيين مدل مودال سيستم ديناميکي منجر مي شوند. اين مدل در مقايسه با FRF و يا پاسخ ارتعاشي، تصوير روشني از مشخصات ديناميکي سيستم ارائه مي دهد. بنابراين، کاربردهاي آناليز مودال عمدتاً در ارتباط با استفاده از مدل بدست آمده در طراحي، حل مسائل و تحليل آنها مي باشد. قبل از پرداختن به کاربردها، روشن کردن دو روش استخراج مدل مودال حائز اهميت مي باشد. استخراج مدل مودال در آناليز مودال تئوري بر اساس مشخصات فيزيکي سيستم مي باشد. اين مشخصات معمولاً شامل ماتريس هاي جرم، سختي و ميرايي سيستم مي باشد. به عبارت ديگر در اين روش، مدل مودال از داده هاي فضايي بدست مي آيد. در آناليز مودال تجربي، مدل مودال به کمک داده هاي FRF و ياپاسخ ارتعاش آزاد سيستم حاصل مي شود. بنابراين، اين روش از داده هاي مربوط به پاسخ به مدل مودال مي رسد. پس از استخراج مدل مودال، با کاربردهاي متعددي مواجه مي شويم. در برخي از اين کاربردها، مستقيماً از داده هاي اندازه گيري شده استفاده مي شود.در حالي که در برخي ديگر از اين کاربردها، اين نتايج جهت تحليل هاي بعدي مورد استفاده قرار مي گيرد. در ادامه، به برخي کاربردهاي آناليز مودال اشاره مي شود. جزئيات تئوري مربوط به اين کاربردها، در بخش هاي بعدي کتاب و يا در مراجع، ارائه شده است.

تولید آمونیاک با استفاده از گاز طبیعی LNG،LPG یا نفتا

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت ومدیریت_دپارتمان مهندسی شیمی

تولید آمونیاک از گاز طبیعی LNG،LPG یا نفتا با طراحی و لیسانس شرکت Krupp Hhde انجام می شود. در صورت قرار دادن تجهیزات لازم در ابتدای خط تولید،می توان از ذغال سنگ نفت خام و متانول نیز در این روش استفاده کرد.این واحدها برای مصرف انرژی و قابلیت اطمینان بهینه شده اند.بزرگترین واحد ساخته شده توسط شرکت    Krupp Hhde دارای ظرفیت 1800ton/day است که به ازای هر تن آمونیاک تولید 6.65GCAL   انرژی مصرف می کند.پس از بهینه سازی ،ظرفیت تولید این کارخانه به     2000ton/day رسیده است.

شرح فرایند

در ابتدای خط تولید،واحد متداول رفرمینگ بخار و حلقه سنتز آمونیاک با فشار متوسط به کار بزده می شود .این واحد ها برای مصرف انرژی و قابلیت اطمینان بهینه شده اند.خوراک کارخانه ،بعنوان مثال گاز طبیعی ابتدا گ.گورد زدایی شده و پس از مخلوط  شدن با بخار در واحد رفرمر اولیه در فشار حدود  40bar و دمای 800-850 درجه ساتیگراد در مجاورت کاتالیزور نیکل به گاز سنتز تبدیل می گردد.رفرمر بخار این شرکت به صورت شعله از بالا بوده و لوله های آن از جنس آلیاژ خاصی از استیل می باشد.

در رفرمر ثانویه ، هوا توسط نازل های مخصوص به گاز سنتز اضافه شده و عمل مخلوط شدن به طور کامل انجام می شود.سپس بخار آب پس از گرم شدن با فشار بالا وارد رفرمر شده و بدین ترتیب ماکزیمم راندمان بهینه شده برای مصرف انرژی حاصل می گردد.

مونواکسید کربن با تغییر درجه حرارت (دمای سرد  و دمای گرم ) در مجاورت کاتالیزور به CO2 در گاز شوی (Scrubber) شسته و جدا می گردد .گاز اکسید های کربن باقی مانده در واحد متان سازی در مجاورت کاتالیزور  به متان تبدیل می گردد، به طوری که جریان خروجی از واحد متان سازی دارای مقادیر بسیار جزئی گازهای اکسیدکربن است.در حلقه ی سنتز آمونیاک ، دو تبدیل کننده (Converter) آمونیاک با سه بستر کاتالیزوری وجود دارد.

در این جرخه از گرمای ضایعاتی برای تولید بخار در بسترهای  دوم وسوم  استفاد می شود.کاتالیزورهای موجود در بسترها ، از نوع آهن دانه ای کوچک می باشند.مشخصات چرخه تولید آمونیاک از نظر فنی طوری طراحی شده که افت فشار جریان عبوری را به حداقل  رسانده  و بدین ترتیب سرعت تبدیل به آمونیاک را به بیشترین حد می رساند .محلول آمونیاک  تولیدی ، کندانس  و جدا شده  و بعد از سرد شدن برای ذخیره سازی به مخازن مربئطه فرستاده می شود و یا در دمای متوسط به واحد مصرف کننده ارسال می شود.

گازهای خروجی  و آمونیاک همراه Pruge Glass  به واحد شستوشو و بازیابی هیدروژن فرستاده می شود و موذد عملیات لازم قرار می گیرند ؛ گازهای اضافی خروجی از واحد  بازیابی هیدروژن به عنوان سوخت مصرف می گردد.

طراحی و ساخت پالایشگاهMPCI

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

شرکت شیمی صنعت خاورمیانه با بهره مندی از نیروهای متخصص و با بکارگیری پتانسیل شرکت های بزرگ طراحی و پیمانکاران ایرانی و خارجی، توانایی طراحی و ساخت پالایشگاه و  واحد های مرتبط با صنعت نفت از قبیل واحدهای کوچک و متوسط تولیدی-فرآوری و کارخانجات هیدروکربوری حوزه نفت، گاز و پتروشیمی و مخازن نگهداری سوخت را دارا می باشد.

بکارگیری نیروهای متخصص با دانش فنی لازم ، و رعایت اصول طراحی و ساخت همراه با استاندارهای بین المللی باعث اجرای طرح در مدت زمان کوتاه ، افزایش راندمان تولید و بهینه سازی کیفیت محصول، هزینه های کمتر،امکان صادرات محصول بدلیل دارا بودن استانداردهای لازم و کوتاه شدن نقطه سر به سر سرمایه گذاری می گردد.لذا شرکت MPCI بدلیل گستردگی در مناطق مختلف مصرف کنندگان محصولات نفتی در آسیا ،اروپا و آفریقا و اشراف اطلاعاتی کامل نسبت به بازارهای هدف ،میتواند مشاور طرح ها در مرحله تصمیم گیری,تهیه طرح های توجیهی و امکان سنجی باشد.
همچنین این شرکت با داشتن شناخت کافی از توانایی های داخلی و ارتبط مستقیم با شرکت های معتبر بین المللی سازنده قطعات و دستگاه ها میتواند همراه کارامدی در احداث، تامین دستگاهها و قطعات لازم واحد های تولیدی حوزه نفت،گاز و پتروشیمی باشد.

زمینه های اصلی فعالیت های شرکت در بخش طراحی و ساخت :

• انتقال دانش فنی مهندسی روز دنیا به واحد تولیدی-فرآوری با بکارگیری استانداردهای شرکت های بین الملی
• انجام پروژه های مهندسی،تدارک تجهیزات و ساخت (EPC)
• صادرات دانش فنی مهندسی برون مرزی
• مدیریت طرح (MC)
• امکان عقد قراردادهای ساخت، بهره برداری و انتقال (BOT) با حضور شرکت های بین المللی
• امکان عقد قراردادهای ساخت،تملک و بهره برداری (BOO)با حضور شرکت های بین المللی
• مدیریت دعاوی پروژه ها (CM)
• طراحی و اجرای سیستمهای برنامه ریزی و کنترل پروژه (PPC)
• اجرای سیستم مدیریت سرمایه و جریان نقدینگی (CFM)
• امکان عقد قراردادهای مهندسی،تدارک کالا و تجهیزات،ساخت و تأمین مالی (EPCF )با حضور شرکت های بزرگ صاحب تکنولوژی بین المللی مورد قرارداد با شرکت MPCI

این شرکت آمادگی همکاری های J.V در زمینه های ساخت و طراحی پروژه های نفت،گاز و پتروشیمی در ایران و کشورهای دیگر را دارد. همچنین اشخاص حقوقی و حقیقی دارای طرح های جامع و یا طرح های امکان سنجی شده(PFS) می توانند از توانایی های مالی و خدمات فنی مهندسی شرکت شیمی صنعت خاورمیانه بهره گیرند.
علاوه بر این،شرکت های بین المللی طراحی و ساخت که دارای تکنولوژی های نسل چهارم طراحی و ساخت پالایشگاه ، در حوزه نفت،گاز و پتروشیمی می باشند می توانند جهت عقد همکاری های دوجانبه با دفتر مرکزی و یا از طریق سایت با شرکت MPCI در تماس باشند.

بهبود شرایط تولیدی ریزجلبک تولیدی از فاضلاب

بهبود شرایط تولیدی ریزجلبک تولیدی از فاضلاب

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم و مهندسی محیط زیست

سه محقق از نیومکزیکو به بررسی تولید ریزجلبک از فاضلاب پرداخته‌اند که میزان لیپید موجود در آن بالا می‌باشد. تحقیقات آن‌ها در تصفیه‌خانه‌های فاضلاب مورد بررسی قرار گرفته است و خروجی کارشان ژوئن 2020 منتشر شده است. استفاده از فاضلاب برای رشد جلبک‌ها راهکاری جایگزین و اقتصادی‌تر برای کشت است؛ و اگر جلبک‌هایی که در نوع خاصی از فاضلاب‌ها رشد می‌کنند دارای محتوای لیپید بالاتری هستند، این عامل منجر به تولید بیودیزل بیشتر می‌شود.   

                                         

فاضلابی که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت، از فاضلاب شهری، جوب‌های آب شهری و فاضلاب غذایی تهیه شد. تمام این منابع فاضلاب، حاوی انواع درشت و ریز مغذی‌های لازم برای رشد هستند. این محققان به بررسی فعالیت ریزجلبک Scenedesmus sp در حضور کاتالیزورهای متفاوت پرداخته‌اند و همچنین نقش این ریزجلبک را در کاهش میزان دی‌اکسید کربن و نیز بهره‌وری مناسب و متوازن از زیست‌توده بررسی کرده‌اند.

از آنجا که بازدهی زیست‌توده تابعی از رشد است، محققان همچنین منابع ژنومیک ریزجلبک را از نظر عملکردی بررسی کردند تا بدین طریق بر ساختار آن نظارت پیدا کنند. یافته‌های آن‌ها حاکی از آن است که ریزجلبک Scenedesmus sp می‌تواند با استفاده از ترکیبات آلی که در اغلب فاضلاب‌ها یافت می‌شود، بین رشد فتواتوتروفیک و میکسوتروفیک مورد بررسی قرار بگیرند؛ و نیز این‌که این روند می‌تواند برای سایر ریزجلبک‌ها هم عملی باشد.

پتانسیل بسیار خوبی برای استفاده از پساب در تولید سوخت‌های زیستی و استفاده از آن در مقیاس تجاری وجود دارد. تولید زیست‌توده ریزجلبک به‌همراه تصفیه فاضلاب، منجر به بهینه‌سازی بازدهی زیست‌توده جلبک می‌شود و تأثیرات زیست‌محیطی قابل‌قبولی دارد. تولید در مقیاس صنعتی زیست‌توده جلبک با استفاده از فاضلابی که سرشار از مواد آلی است، بستر تولید مقرون‌به‌صرفه‌ی سوخت‌های زیستی را فراهم می‌آورد.

روش های تولید بنزین

تولید بنزین

بنزین یکی از مهمترین مشتقات نفتی است که طی مکانیسم هایی در پالایشگاه از نفت خام بدست می آید.
بنزین از روشهای مختلفی تولید می شود که می توان آنها را به دو دسته کلی فیزیکی و شیمیایی تقسیم کرد.
روشهای فیزیکی برمبنای جداسازی ترکیبات مختلف نفت خام از یکدیگر و تولید انواع برشها هیدروکربنی می باشد، اما روشهای شیمیایی از طریق انجام واکنشهای شیمیایی روی برخی ترکیبات هیدروکربنی سنگین و یا سبک و تبدیل آنها به  محصولات مورد نظر انجام می گیرد.

روشهای فیزیکی تولید بنزین:

در واقع تولید فیزیکی بنزین از طریق جداسازی برشهای مختلف نفت از یکدیگر، تنها از یک روش انجام می پذیرد و آن نیز روش تقطیر اتمسفری در پالایشگاه می باشد. می توان تقطیر اتمسفری را نخستین گام پالایش نفت خام در یک پالایشگاه دانست (شکل زیر ).

روشهای شیمیایی تولید بنزین:
1- کراکینگ کاتالیزی

کراکینگ کاتالیستی مهمترین و رایجترین فرآیند پالایشگاهی برای تبدیل نفت خام های سنگین به مواد پر ارزشتری مانند بنزین و محصولات سبکتر است.
در آغاز، کراکینگ به کمک گرما انجام می شد ولی فرآیند کاتالیستی بدلیل تولید مقدار بیشتر بنزین با عدد اکتان بالاتر و مقدار کمتری نفت کوره ی سنگین و گازهای سبک، تقریبا به طور کامل جایگزین کراکینگ گرمایی شده است.
گازهای سبکی که در کراکینگ کاتالیستی تولید می شوند، در مقایسه با کراکینگ گرمایی محتوی اولفینهای بیشتری هستند.

2- هیدروکراکینگ کاتالیستی

در پالایشگاه های امروزی، کراکینگ کاتالیستی و هیدروکراکینگ به صورت گروهی کار می کنند.
در کراکینگ کاتالیستی از نفت گازهای اتمسفری و خلاء که پارافینی هستند و آسانتر شکسته می شوند به عنوان خوراک استفاده می شود. در حالی که خوراک هیدروکراکینگ، گازوئیل سنگین حلقوی و VGO که آروماتیکی ترند و نیز فرآورده های تقطیری حاصله از واحد کک سازی می باشند.
این جریانها بسیار نسوز بوده و در مقابل کراکینگ کاتالیستی مقاوم اند در حالی که فشارهای بالاتر و اتمسفر هیدروژن هیدروکراکینگ، باعث بهبود کراکینگ آنها می شود.
کاتالیستهای زئولیتی جدید برای کراکینگ به اصلاح بهره ی تولید بنزین و اکتانها از واحدهای کراکینگ کاتالیستی و نیز کاهش منابع حلقوی و تولید گاز کمک می کنند.
نفتهای حلقوی که از عملیات کراکینگ با کاتالیستهای زئولیتی به دست می آیند، به شدت آروماتیکی می باشند و برای سوختن نا مناسب هستند. بنابراین خوراکهای بسیار خوبی برای واحد هیدروکراکینگ محسوب می شوند.

3- آلکیلاسیون

فرآورده اصلی آلکیلاسیون طبق واکنش زیر براساس ایزوبوتان و بوتن ها، آلکیلات است که نوعی ترکیب پارافینی شاخه دار 8 کربنه می باشد و دارای عدد اکتان بالایی است:

C4H8+i-C4H10→C8H18

ایزومرهای ایزواکتانهای شاخه دار مثل دی متیل هگزان ها (DMH) و بخصوص تری متیل پنتانها (TMP) مطلوبترین محصولات این واکنش می باشند که تقریبا دارای عدد اکتان بالایی (95-100) می باشند.

سوخت بیودیزل و اثر آن بر محیط زیست

سوخت بیودیزل و اثر آن بر محیط زیست

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

سوخت دیزلی از جمله سوختهایی است که از منابع طبیعی و تجدیدپذیر نظیر دانه‌های روغنی، میکروجلبکها ، روغنهای حیوانی و پلاستیک زباله های شهری و… تولید شده و اثر مخربی بر روی محیط زیست ندارد.

تعریف بیوفیولها:                                                               

بیوفیولها نوعی از سوختها هستند که از منابع زیست توده بدست می‌آیند. این سوختها شامل اتانول، متانول، بیودیزل و سوختهای گازی دیزل همچون گاز سنتز هستند. از منابع اولیه تولید این سوختها می‌توان به ضایعات چوبی، تفاله محصولات کشاورزی، نیشکر، چغندرقند، غلات و روغن گیاهان و سبزیجات اشاره کرد.

امروزه معضلهایی همچون آلودگیهای زیست‌محیطی ناشی از مصرف سوختهای فسیلی که سبب برهم خوردن شرایط اکولوژیک و ایجاد خطرهای زیست‌محیطی شده، همچنین محدود بودن ذخایر سوختهای فسیلی باعث شده تا از سوی کشورهای جهان به این نوع انرژیها بیش از پیش توجه شود. حدود 75 درصد انرژی مورد نیاز جهان از سه سوخت عمده فسیلی، شامل نفت،گاز طبیعی و ذغال سنگ تأمین می‌شود و تا سال 2010، حدود 50 تا 60 درصد به میزان مصرف موجود سوختهای فسیلی افزوده شد.

منابع سوختهای فسیلی دائمی نیستند. براساس برآوردهای موجود کره زمین 1000تا 1500 میلیارد بشکه نفت خام را در خود ذخیره دارد از طرف دیگر درشرایط زیست اقلیمی موجود در کره زمین هیچ منبع سوختهای فسیلی درحال تشکیل نیست.

انواع بیوفیولها عبارتند از:

1- بیوفیولهای مایع ( نظیر بیواتانول، بیومتانول، بیوبوتانول و بیودیزل)

2-بیوفیولهای گازی ( نظیر بیوگاز و گاز سنتزی یا گازسنتزی بیو که از منابع بیومس تولید می‌شود)

3- بیوفیولهای جامد ( نظیر انواع پلتهای فشرده و..)

در این گزارش، به تولید بیودیزل بعنوان یکی از بیوفیولهای مایع پرداخته می‌شود که البته  روش تولید آن با بیودیزل پیشرفته (که  عمدتاً در آن از فناوری ترموشیمیایی استفاده می‌شود) متفاوت است.

بیودیزل :

بیودیزل (منوآلکیل استر)، یک سوخت دیزلی پاک است که از منابع طبیعی و تجدیدپذیر نظیر دانه های روغنی، میکروجلبکها ، روغنهای حیوانی و پلاستیک زباله های شهری و… تولید می‌شود.

بیودیزل (متیل استر) یک مایع روشن تا زرد تیره است که عملاً غیرقابل امتزاج با آب بوده و  نقطه جوش بالا و فشار بخار پایین دارد.

نقطه فلش آن حدود 150 درجه‌ی سانتیگراد است که آن‌ را سوختی نسبتاً غیرقابل اشتعال و بسیار ایمن‌تر از دیزل می‌کند.

بیودیزل می‌تواند با سوخت دیزل معمولی، با هر نسبتی حتی در مقادیر بسیار کم (که سبب کاهش انتشارات و روانی بهتر موتور شده)  مخلوط شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که حدود یک درصد بیودیزل، باعث افزایش روان‌شدگی تا 65 درصد می‌شود.

به هر حال طی 15 میلیون تست میدانی انجام شده، مصرف بیودیزل به لحاظ قدرت اسب بخار خواصی همچون سوختهای دیزل معمولی را  نشان داده است.

استفاده از بیودیزل در یک موتور گازوئیلی معمولی منجر به کاهش اساسی هیدروکربنهای نسوخته، منوکسید کربن و و ذرات معلق می‌شود.

با بکار بردن این سوخت، از سهم کربن موجود و ذرات معلق کاسته می‌شود. (چون اکسیژن موجود در بیودیزل احتراق کامل به CO2 را ممکن می‌سازد)، اما قسمت محلول با هیدروکربن به همان صورت باقی می‌ماند یا افزایش پیدا می‌کند.

واحد تولید بیو دیزل، سوخت پاک

در بیشتر نقاط دنیا از فاکتوری بنام B استفاده می‌شود که مقدار بیودیزل را در ترکیب سوخت نشان می‌دهد. بعنوان مثال B10 به معنای اختلاط  10 درصدی بیودیزل با گازوئیل است.

فرآیندهای تولید بیودیزل :

فرآیندهای تولید بیودیزل بخوبی شناخته شده‌اند. برای تولید بیودیزل معمولی از روغن‌ها و چربی‌ها سه مسیر اساسی وجود دارد:

• ترنس استری فیکشن کاتالیست بازی روغن.

•ترنس استری فیکشن مستقیم اسیدی روغن.

•تبدیل روغن به اسیدهای چرب آن و سپس به بیودیزل.

بیشتر بیودیزل تولیدی امروزه به چندین دلیل زیر توسط واکنش باز کاتالیستی تولید می‌شود :
  • دما و فشار این واکنش پایین است.
  • دارای بازدهی تبدیل بالا ( 98 درصد) با حداقل واکنشهای جانبی و زمان واکنش است.
  • این واکنش یک تبدیل مستقیم به بیودیزل بدون اجزاء و مواد واسطه است.
  • هیچ مادۀ اضافی برای تولید مورد نیاز نیست.

واکنش شیمیایی تولید بیودیزل کاتالیست بازی، در ذیل نمایش داده شده است 100 پوند چربی یا روغن (نظیر روغن سویا) با 10 پوند از یک الکل زنجیرۀ کوتاه در حضور کاتالیست، برای تولید 10 پوند گلیسیرین و 100 پوند بیودیزل واکنش می‌دهد.

الکل زنجیره کوتاه با ROH نمایش داده می‌شود. (معمولاً متانل اما برخی مواقع اتانل که بمنظور کمک به تبدیل سریع به میزان کمی اضافی افزوده می شود).

 کاتالیست عموماً هیدروکسید سدیم یا پتانسیم است که بیشتر با متانل مخلوط می‌شود. R، R′، R″ زنجیره اسیدهای چرب مربوط به روغن یا چربی است  که عمدتاً اسیدهای پالمتیک، استئاریک،اولئیک و لینولئیک هستند.

واحد تولید بیو دیزل، سوخت پاک

واکنش تولید بیودیزل  :

(3) بیودیزل (100 پوند)+گلیسیرین (10 پوند)              (3) الکل (10 پوند) + روغن یا چربی (100 پوند)

تولید بیودیزل :

تولید کاتالیست بازی بیودیزل عموماً با استفاده از مراحل زیر انجام می‌شود.
واحد تولید بیو دیزل، سوخت پاک
مخلوط کردن الکل و کاتالیست:

کاتالیست اساساً هیدروکسیدسدیم (سود سوزآور) یا هیدروکسید پتانسیم(پتاس) است که در الکل با استفاده از یک مخلوط‌کن (میکسر) استاندارد حل می‌شود.

واکنش: مخلوط الکل/کاتالیست سپس به یک ظرف بسته واکنش تخلیه شده در روغن یا چربی به آن اضافه می‌شود. سیستم در اینجا کاملاً نسبت به اتمسفر بسته است تا از اتلاف الکل جلوگیری شود.

مخلوط واکنش دقیقاً در بالای نقطه جوش الکل (در حدود 170ºF) حفظ می‌شود تا سرعت واکنش افزایش یافته واکنش انجام شود.

زمان پیشنهادی برای واکنش از یک تا هشت ساعت متغییر بوده و در برخی سیستمهای پیشنهادی واکنش در دمای اتاق انجام می‌شود.

الکل اضافی بطور معمول برای اطمینان از تبدیل کامل چربی یا روغن به استرهای آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

باید نسبت به مقدار آب و اسیدهای چرب آزادی که در روغن یا چربی وجود دارد دقت لازم انجام شود.

در صورتیکه سطح آب یا اسیدهای چرب آزاد خیلی بالاتر باشد این امر می‌تواند سبب بروز مشکلاتی در خصوص تشکیل صابون و جداشدن محصول جانبی پایین دستی گلیسیرین شود.

جداسازی: همین که واکنش کامل شد دو محصول مهم خواهیم داشت که عبارتند از گلیسیرین و بیودیزل که هر یک دارای مقادیر اساسی از الکل اضافی بوده که در واکنش مورد استفاده قرار گرفته است.

حذف الکل :

به محض این‌که فازهای گلیسیرین و بیودیزل جدا شدند الکل اضافی در هر فاز با یک فرآیند تبخیر فلش یا توسط تقطیر حذف می‌شود.
خنثی سازی گلیسیرین:
گلیسیرین: محصول جانبی است و حاوی کاتالیست مصرف نشده و صابون بوده که با یک اسید، خنثی شده و برای ذخیره بعنوان گلیسیرین خام فرستاده می‌شود. در برخی موارد در طول این فاز نمک هم تشکیل می‌شود که برای استفاده بعنوان کود بازیافت می‌شود.
در بیشتر موارد نمک در گلیسیرین باقی گذارده می‌شود.

آب و الکل برای تولید گلیسیرین خام80 تا 88 درصد حذف می‌شود تا برای فروش بعنوان گلیسیرین خام مورد استفاده قرار گیرد.در عملیاتهای پیشرفته‌تر، گلیسیرین 99 درصد با خلوص بالاتر تقطیر شده و به بازارهای دارویی و بهداشتی و آرایشی فروخته می‌شود.

شستشوی متیل استر: 

پس از جدا شدن از گلیسیرین، متیل استر برخی مواقع با شستشوی آرام با آب گرم برای حذف کاتالیست باقی‌مانده یا صابون تصفیه شده،  خشک شده و برای دخیره‌سازی فرستاده می‌شود. در برخی فرآیندها، این مرحله غیر ضرروریست.

فرآیند تولید بطور معمول پایان یافته و یک مایع زرد کهربایی شفاف با ویسکوزیته، مشابه با گازوئیل نتیجه می‌شود.

در بعضی سیستمها بیودیزل در یک مرحله اضافی‌تر به منظور حذف مقادیر کمی از مواد رنگی برای تولید یک بیودیزل بیرنگ تقطیر می‌شود.

کیفیت و ثبت محصول:

پیش از استفاده از بیودیزل بعنوان یک سوخت تجاری باید بیودیزل بدست آمده با استفاده از تجهیزات پیشرفته آنالیتیکال، آنالیز شود تا از پرداختن به ویژگیهای استاندارد ASTM اطمینان حاصل شود.

در مجموع بیودیزل تولید شده باید تحت  40 CFR بخش 79 حفاظت محیط زیست ایالات متحده ثبت شود.

مهمترین جنبه‌های تولید بیودیزل که برای بهره‌برداری در موتورهای دیزل سبب ایجاد مشکلاتی شده و باید ازپرداختن صحیح  آنها اطمینان حاصل شود عبارتند از:

واکنش کامل، حذف گلیسیرین، حذف کاتالیست، حذف الکل و وجود نداشتن اسیدهای چرب آزاد .

بطور کلی واکنشهای تولید بیودیزل را می‌توان به مراحل کلی زیر خلاصه کرد:

1. جداسازی آب از روغن.

2.گرم کردن روغن.

3.مخلوط کردن متوکساید (ترکیب متانول با KOH/NAOH)

4. واکنش متیل استر.

5. جداسازی گلیسرول و بیودیزل (متیل استر).

6.شستشوی متیل استر.

7. بازیافت متانول.

(محصولات جانبی: گلیسیرین + کود جامد)
واحد تولید بیو دیزل، شکل سه داخل متن