شیمی

شیمی صنعتی
 
در گزینش صحیح دستگاه خنک کننده آب متناسب با مقتضیات یک پروژه معین باید چند عامل اصلی را لحاظ کرد

 

توان خنک کنندگی , مسائل اقتصادی , سرویسهای مورد نیاز و شرایط طبیعی و . . .

این عوامل اغلب به هم وابستگی متقابل دارنداما هر یک بایستی جداگانه مورد بررسی قرار گیرند از آنجا که ممکن است انواع زیادی از دستگاهها توانایی تامین مقصود را داشته باشند عواملی همچون ابعاد دستگاه , مساحت محل نصب , حجم هوای جریانی , میزان مصرف انرژی فن و پمپ , موارد بکار رفته در ساخت دستگاه , سهولت یافتن دستگاه در بازار بر انتخاب نهایی  تاثیر گذار خواهد بود.

برجهای خنک کن در اندازه های مختلف  برای دفع حرارت از یک تا چند تن تبرید ساخته می شوند, برجهای بزرگ برای کاربردهای معین ساخته می شوند و معمولا از چندین سلول تشکیل می شوند که هر یک اجزای خاص خود را دارند.

 

 

محل نصب :

 

اگر بتوان برج خنک کن را در فضای باز با جریان هوای آزاد قرار داد در حصول یک بازده مناسب از برج مشکلی وجود نخواهد داشت اما چنانچه قرار باشد برج در داخل ساختمان و محصور بین دیوارها نصب شود موارد زیر بایستی مورد توجه قرار گیرد :

1) باید فضای کافی و بدون مانع مزاحم در اطراف برج وجود داشته باشد تا هوای لازم به برج برسد

2) هوای گرم خروجی از برج باید به گونه ای تخلیه شود که امکان بازگشت و گردش مجدد آن به برج وجود نداشته باشد زیرا گردش مجدد چنین هوایی در برج دمای مرطوب هوای ورودی به برج را افزایش می دهد و باعث گرم ماندن آب در خروج از برج می شود

گردش مجدد هوا به داخل برج هنگامی مورد توجه قرار می گیرد که چند برج در مجاورت هم باشند

تعیین محل نصب برج به عوامل دیگری هم بستگی دارد از قبیل استحکام محل نصب , تجهیزات اضافی برای تقویت آن , هزینه فراهم کردن تجهیزات اضافی برای برج و مسائل مربوط به معماری ساختمان و …

 

 

لوله کشی :

 

سیستم لوله کشی برج خنک کن بایستی به گونه ای طراحی شود که امکان انبساط و انقباض بین لوله ها فراهم باشد و چنانچه برج بیش از یک اتصال ورودی باشد باید جهت متعادل کردن جریان آب به هر یک از سلولهای برج شیر متعادل کننده نصب شود و چنانچه لازم باشو یکی از سلولهای برج جهت تامیرات از مدار خارج شود باید دارای شیر مسدود کننده جریان باشد

اگر دو یا چند برج بصورت موازی نصب شده باشند باید از یک لوله مشترک بین دو تشت برج جهت متعادل کردن آب داخل برج استفاده شود

به منظور ممانعت از سرریز آب داخل برج هنگام توقف کار تمامی مبدلها بایستی پایین تر از سطح آب برج قرار داشته باشند .

 

کنترل ظرفیت :

 

بیشتر برجهای خنک کن در معرض تغییرات قابل توجه دمای مرطوب هوا و بار در طول فصل گرم می باشند بدین لحاظ ممکن است جهت ابقای شرایط تجویز شده برای کارکرد مطلوب برج بعضی از روشهای کنترل ظرفیت به کار گرفته شود .

ساده ترین روش کنترل ظرفیت برجها تغییر سرعت فن می باشد که اغلب در برجهای چند سلولی به کار می رود با موتورهای دور متغییر میتوان این کار را انجام داد

روش دیگر در کنترل طرفیت استفاده از دمپر تنظیم کننده در دهانه خروجی  فن سانتریفوژ می باشد

روش دیگر بای پاس کردن آب می باشد .

 

کار زمستانی برج خنک کننده :

 

اگر قرار باشد برج در دمای زیر صفر درجه کار کند باید موارد زیر بحث شود :

1) گردش باز آب در برج خنک کن

2) گردش بسته آب در یک سرد کننده تبخیری مدار بسته

3}آب تشت در برج خنک کن

 

 

 

 

+ نوشته شده در  سه شنبه 19 آذر1387ساعت 0:51  توسط مدیر وبلاگ |  پیشنهادات
 
وظیفه یک برج خنک کن باز، جذب گرما از یک فرایند و دفع آن به فضای اتمسفر است که اساساً این دفع از راه تبخیر صورت می پذیرد. از آن جایی که آب شرکت کننده در فرایند خنک سازی در مدار برج خنک کن سیرکوله شود، به علت تبخیر تدریجی آب، غلظت مواد معدنی در ان افزایش می یابد. وقتی که غلظت مواد معدنی به اندازه دو برابر مقدار اولیه شد، گفته می شود که آب دارای دو سیکل غلظت می باشد. هنگامی که غلظت مواد معدنی در آب به سه برابر مقدار اولیه رسید، آنگاه دارای دو سیکل غلظت می باشد.

 

کارایی این قسمت برای بهره برداری موثر و اقتصادی بسیار پر اهمیت می باشد. برای اطمینان از حداکثر انتقال حرارت، سطوح اننتقال حرارت باید در حد امکان تمیز نگه داشته شود. اگر غلظت مواد معدنی در برج خنک کن افزایش یابد، امکان تجمع رسوب و خوردگی افزایش می یابد، بنابراین تصفیه آب موجب بهره برداری موثرتر از واحد انتقال حرارت خواهد بود.

سطوح انتقال حرارت، گرمترین نقطه ای است که آب خنک کننده به آن می رسد. حلالیت کربنات کلسیم در آبCaCO2که در برج خنک کن وجود دارد)، با دما رابطه معکوس دارد، در نتیجه در سطوح انتقال حرارت، امکان نشست رسوب کربنات کلسیم، به وجود می آید. انباشته شدن لایه های رسوب کربنات کلسیم انتقال حرارت را کاهش می دهد و این مساله موجب خوردگی شده و نقاط داقی به وجود می آورد که خود موجب تنش حرارتی خواهند شد، همه این موارد روی بازدهی و عمر مبدل حرارتی تاثیر خواهند گذاشت.

یک روش ابتدایی برای جلوگیری از تشکیل رسوب ، تخلیه بخشی از آب گردش کننده در مدار و جایگزین کردن آن با مقداری آب تازه است که غلظت مواد معدنی در آن کمتر باشد. برای تعیین حداکثر غلظت مواد معدنی که می تواند بدون ایجاد رسوب در آب موجود باشد باید آب جبرانی کاملاً مورد برسی قرار گیرد. هدف از برنامه تصفیه ی آب این است که تعداد که تعداد سیک های غلظت به حداکثر ممکن رسانده و در این حال تشکیل رسوب، خوردگی و رشد میکروبی را به حداقل برساند. مهمترین عاملی که باید کنترل شود تشکیل رسوب است که به طور معمول به دلیل اشباع ترکیبات کلسیم در آب خنک کن ایجاد می شود.

خدمات رفاهی شهری پالایشگاه نفت، صنایع شیمیایی و بیشتر صنایع دیگر در سیستم های تهویه مطبوع خود و یا براسی خنک کردن یک سیال فرایندی در مبدل حرارتی به مقادیر زیادی آب خنک کن احتیاج دارند. در گذشته، خنک کنندگی با استفاده از از آب های موجود در دریاچه ها، رودخانه ها و یا سیستم های آب شهری نزدیک، بر اساس یک روش ((یک بار گذر)) انجام می گرفت.

 مشکلاتی مهم در این روش به چشم می خورد، مسدود شدن مبدل حرارتی با جامدات معلق (گل ولای) و رشد بیولوژیکی در این تجهیزات بود. هزینه های ناشی از خرابی تجهیزات و محدودیت های فزاینده ی سازمان محیط زیست، موجب شد صنایع به تصفیه آب و استفاده مجدد از آن به کمک برج های خنک کن روی بیاورند. این امر موجب شد که نیاز صنایع به آب تازه کاهش چشمگیری داشته باشد و مقدار گنداب تشکیل شده ی آنها نیز کاهش یابد.

در یک سیستم خنک کننده ی سیرکوله، برای جذب گرمایی که آب در حین عبور از تجهیزات و فرایندهای صنعتی دریافت کرده است، آن را از مبدل های حرارتی، کانال های خنک کننده یا برج های خنک کن عبور می دهند و بعد از خنک شدن دوباره آن را به جهت خنک کردن تجهیزات و فرایند ها به کار می برند.

برج های خنک کن سیرکوله، خنک کنندگی را از راه تبخیر آب و همچنین با انتقال حرارت مستقیم به هوا هنگام عبور مستقیم آن از درون برج ایجاد می کنند اصول اولیه کاری این تجهیزات نسبتا واضح است، ولی تجهیزات انتقال حرارت مربوطه به طور گسترده ای به لحاظ قیمت و پیچیدگی باهم متفاوت هستند. به عنوان مثال، در صنایع شمیایی ، به دلیل طبیعت برخی فرایند ها، معمولا به مواد غیر معمول برای ساخت نیاز می باشد. این مساله موجب می شود تجهیزات انتقال حرارت بسیار گران شده و نگهداری مناسب آن نیز از اولویت خوبی برخوردار شود.

اغلب مشکلات برج خنک کن ناشی از ناخالصی آب می باشد. در سیستم های خنک کن معمولا سه مشکل وجود دارد:خوردگی، تشکیل رسوب و رشد بیولوژیکی

+ نوشته شده در  سه شنبه 19 آذر1387ساعت 0:50  توسط مدیر وبلاگ |  پیشنهادات
 
وظیفه یک برج خنک کن باز، جذب گرما از یک فرایند و دفع آن به فضای اتمسفر است که اساساً این دفع از راه تبخیر صورت می پذیرد. از آن جایی که آب شرکت کننده در فرایند خنک سازی در مدار برج خنک کن سیرکوله شود، به علت تبخیر تدریجی آب، غلظت مواد معدنی در ان افزایش می یابد. وقتی که غلظت مواد معدنی به اندازه دو برابر مقدار اولیه شد، گفته می شود که آب دارای دو سیکل غلظت می باشد. هنگامی که غلظت مواد معدنی در آب به سه برابر مقدار اولیه رسید، آنگاه دارای دو سیکل غلظت می باشد. 

 

کارایی این قسمت برای بهره برداری موثر و اقتصادی بسیار پر اهمیت می باشد. برای اطمینان از حداکثر انتقال حرارت، سطوح اننتقال حرارت باید در حد امکان تمیز نگه داشته شود. اگر غلظت مواد معدنی در برج خنک کن افزایش یابد، امکان تجمع رسوب و خوردگی افزایش می یابد، بنابراین تصفیه آب موجب بهره برداری موثرتر از واحد انتقال حرارت خواهد بود.

سطوح انتقال حرارت، گرمترین نقطه ای است که آب خنک کننده به آن می رسد. حلالیت کربنات کلسیم در آب (CaCO2که در برج خنک کن وجود دارد)، با دما رابطه معکوس دارد، در نتیجه در سطوح انتقال حرارت، امکان نشست رسوب کربنات کلسیم، به وجود می آید. انباشته شدن لایه های رسوب کربنات کلسیم انتقال حرارت را کاهش می دهد و این مساله موجب خوردگی شده و نقاط داقی به وجود می آورد که خود موجب تنش حرارتی خواهند شد، همه این موارد روی بازدهی و عمر مبدل حرارتی تاثیر خواهند گذاشت.

یک روش ابتدایی برای جلوگیری از تشکیل رسوب ، تخلیه بخشی از آب گردش کننده در مدار و جایگزین کردن آن با مقداری آب تازه است که غلظت مواد معدنی در آن کمتر باشد. برای تعیین حداکثر غلظت مواد معدنی که می تواند بدون ایجاد رسوب در آب موجود باشد باید آب جبرانی کاملاً مورد برسی قرار گیرد. هههدف از برنامه تصفیه ی آب این است که تعداد که تعداد سیک های غلظت به حداکثر ممکن رسانده و در این حال تشکیل رسوب، خوردگی و رشد میکروبی را به حداقل برساند. مهمترین عاملی که باید کنترل شود تشکیل رسوب است که به طور معمول به دلیل اشباع ترکیبات کلسیم در آب خنک کن ایجاد می شود.

خدمات رفاهی شهری پالایشگاه نفت، صنایع شیمیایی و بیشتر صنایع دیگر در سیستم های تهویه مطبوع خود و یا براسی خنک کردن یک سیال فرایندی در مبدل حرارتی به مقادیر زیادی آب خنک کن احتیاج دارند. در گذشته، خنک کنندگی با استفاده از از آب های موجود در دریاچه ها، رودخانه ها و یا سیستم های آب شهری نزدیک، بر اساس یک روش ((یک بار گذر)) انجام می گرفت. مشکلاتی مه در این روش به چشم می خورد، مسدود شدن مبدل حرارتی با جامدات معلق (گل ولای) و رشد بیولوژیکی در این تجهیزات بود. هزینه های ناشی از خرابی تجهیزات و محدودیت های فزاینده ی سازمان محیط زیست، موجب شد صنایع به تصفیه آب و استفاده مجدد از آن به کمک برج های خنک کن روی بیاورند. این امر موجب شد که نیاز صنایع به آب تازه کاهش چشمگیری داشته باشد و مقدار گنداب تشکیل شده ی آنها نیز کاهش یابد.

 برج ها ی خنک کن

در یک سیستم خنک کننده ی سیرکوله، برای جذب گرمایی که آب در حین عبور از تجهیزات و فرایندهای صنعتی دریافت کرده است، آن را از مبدل های حرارتی، کانال های خنک کننده یا برج های خنک کن عبور می دهند و بعد از خنک شدن دوباره آن را به جهت خنک کردن تجهیزات و فرایند ها به کار می برند. برج های خنک کن سیرکوله، خنک کنندگی را از راه تبخیر آب و همچنین با انتقال حرارت مستقیم به هوا هنگام عبور مستقیم آن از درون برج ایجاد می کنند اصول اولیه کاری این تجهیزات نسبتا واضح است، ولی تجهیزات انتقال حرارت مربوطه به طور گسترده ای به لحاظ قیمت و پیچیدگی باهم متفاوت هستند. به عنوان مثال، در صنایع شمیایی ، به دلیل طبیعت برخی فرایند ها، معمولا به مواد غیر معمول برای ساخت نیاز می باشد. این مساله موجب می شود تجهیزات انتقال حرارت بسیار گران شده و نگهداری مناسب آن نیز از اولویت خوبی برخوردار شود.

 

 

 

اغلب مشکلات برج خنک کن ناشی از ناخالصی آب می باشد. در سیستم های خنک کن معمولا سه مشکل وجود دارد:خوردگی، تشکیل رسوب و رشد بیولوژیکی.

+ نوشته شده در  سه شنبه 19 آذر1387ساعت 0:49  توسط مدیر وبلاگ |  پیشنهادات
 
یک کویل سرمایش خاص بر این اساس انتخاب می شود که با توجه به بارهای سرمایش محسوس ، نهان و کل که برای فضای مورد نظر محاسبه شده اند و با توجه به شرایط هوا در هنگام ورود به کویل ، کویل انتخابی قادر باشد در هنگام عبور هوا از درون خود تاثیرات مطلوب و مورد نظر را بر آن بگذارد. در عین حال انتخاب نهایی مشخص کننده میزان جریان آب سرد مورد نیاز، افت فشار این جریان و درجه حرارت موردن یاز آب سرد ورودی می باشد و در حالتهایی که از کویل انبساط مستقیم استفاده می شود نمایانگر درجه حرارت سیال مبرد نیز خواهد بود.

 

لذا در هنگام انتخاب کویل بایستی عملکرد سمت آب سرد کننده یا سیال مبرد نیز مورد توجه واقع شود.، همانگونه که عملکرد سرعت هوا مدنظر قرار می گیرد .

بنابراین انتخاب هر کویلی دارای دو واقعیت است که امکان دارد مستقل از یکدیگر مورد توجه واقع شوند. عملکردهای سمت هوا و سیال مبرد را بایستی مستقل از یکدیگر مد نظر قرار داد و در نهایت انتخابی بهینه از نظر اقتصادی را فراهم نمود. استفاده از روش نقطه شبنم دستگاه در هنگام انتخاب کویل، به معنای سازگاری عملکردهای سمت هوا و سمت سیال مبرد می باشد . 

مفهوم عبارت ( دو – مرحله ) در هنگام انتخاب کویل در زیر بیان شده است :

1- بر اساس ضریب بای پسی که توسط شرایط هوا تعیین و تحمیل شده کویلی را که تعداد ردیف ها و فضای بین پره آن مشخص است بطور آزمایشی انتخاب کنید.

2- با استفاده از نقطه شبنم دستگاه که در مرحله 1 بدست آمد ،  عملکرد سمت سیال مبرد را تعیین کنید . تعیین این عملکرد محتاج به یافتن درجه حرارت موردنیاز سیال مبرد در هنگامی که از کویلهای انبساط مستقیم استفاده می شود و یا یافتن مقدار آّ سرد شده و درجه حرارت آن و افت فشار حاصله در هنگامی که از کویلهای آبی استفاده گردد ، می باشد.

بنابراین می توان بدون توجه به انتخاب نهایی دستگاه برودنی ، کویل را بطور آزمایشی انتخاب کرد . اگر با اولین انتخاب کویل ، عملکرد سمت سیال مبرد رضایتبخش نباشد بایستی کویل دیگری را که دارای عملکرد مناسبی در سمت هوا است، امتحان کرد . با انتخاب بهینه ، از دستیابی به عملکرد و هزینه عملیاتی مناسب اطمینان حاصل می شود.

غالبا در کاربردهای چند منطقه ای ، نقطه شبنم دستگاه در فضاهای مختلف تفاوت می کند . اگر چه هزینه سیستم توسط نقطه شبنم پایین وسایل اطاق نظیر شبنم کویل ، مشخص می شود ، ولی نقطه شبنم بالاتری را می توان انتخاب کرد و یک مصالحه قابل قبولی بین رطوبت نسبی اطاق در شرایط طراحی با درجه حرارت نقطه شبنم پایین تر ایجاد نمود.

مقدار افزایش رطوبت نسبی بوسیله کاهش درجه حرارت نقطه شبنم پایین تر ایجاد نمود.

مقدار افزایش رطوبت نسبی بوسیله کاهش درجه حرارت حساب خشک جبران خواهد شد .

در مورد اطاق کنفرانس که بار نهان آن نسبتا زیاد است امکان دارد اتخاذ چنین تصمیمی لازم باشد. اگر برای این کاربرد چنین مصلحتی غیر قابل قبول است. می توان با مجهز کردن این فضای خاص به سیستم جداگانه به حداکثر جنبه اقتصادی دست یافت.

استفاده مستقیم یا استنتاجی از یکی از دو روش ، همراه با مواجه با دسته بندیهای گوناگون کویل و تکنیکهای انتخاب کویل خواهد بود. این روش ها، روش نقطه شبنم دستگاه ( درجه حرارت موثر سطح) و روش اطلاعات اساسی تصحیح شده می باشند .

روش دومی در ارتباط با محاسبه عملکرد کویل از روی معادلات و اطلاعات اساسی انتقال حرارت است ، با آمیختن تعیین عملکرد سمت هوا و عملکرد سمت سیال مبرد، این روش تبدیل به یک عمل خواهد شد . در عین حال روش اطلاعات اساسی محتاج به فرضهایی است که همیشه بعد از انتخاب کردن تجهیزات اصلاح می گردد . و بنابراین یک روش سعی و خطا خواهد بود. ممکن است تعداد ردیف های کویل که نتیجه محاسبات است ، اعشاری باشد که بایستی به عدد صحیح تبدیل شود، و این به نوبه خود باعث لزوم محاسبه مجدد عملکرد می گردد . روش نقطه شبنم دستگاه استنتاج شده از مفهوم ( دو – مرحله) در انتخاب کویل و پارامترهای مورد نیاز آن است .

ردیف های کویل بدست آمده تنها ناشی از بررسی ارقام صحیح واستاندارد ردیف های کویل می باشد.

نمودارهای مختلفی هستند که برای ارزیابی عملکرد سمت هوای کویلهای سرمایش استفاده می شوند، برای استفاده از این نمودارها بایستی با شرایط ورودی و خروجی هوا وارد آنها شد . عملکرد حاصل از نمودارهای مذکور بر اساس ضریب بای پس کویل و نقطه شبنم دستگاه خواهد بود.

یک زاویه قائمه را که در درجه حرارت حباب خشک ورودی ثابت شده و حول آن می چرخد در نظر بگیرید . با چرخاندن این زاویه قائمه از تقاطع های گوناگون ضریب بای پس کویل و خط ارتباطی بین درجه حرارت حباب تر هوای ورودی و خروجی عبور کنید، ضریب بای پس حاصل نمایانگر ضریب بای پس است که درجه حرارت حباب خشک را برآورده می سازد . نقطه شبنم دستگاه را می توان در نقطه تقاطع انتخابی خواند .

وقتی ضریب بای پس یک کویل مشخص نباشد، عملکرد کویل را می توان در روی نمودار رسم کرد و ضریب بای پس را در محل تقاطع خط ارتباطی بین درجه حرارتهای حباب تر ورودی و خروجی با خط ارتباطی بین درجه حرارتهای حباب خشک ورودی و خروجی خواند . بنابراین میتوان مستقیما ضرایب بای پس کویلهای مختلف را با یکدیگر مقایسه نمود.

هنگامی که انتخاب کویل سرمایش بعد از تهیه فرم تخمین بار تهویه مطبوع صورت گیرد، ضریب بای پس کویل انتخابی بایستی تا حد معقولی با ضریب بای پس تخمین زده شده در فرم مطابقت داشته باشد . اگر این تطابق وجود نداشته باشد بایستی ضریب بای پس را مجددا تخمین زد .

+ نوشته شده در  سه شنبه 19 آذر1387ساعت 0:44  توسط مدیر وبلاگ |  پیشنهادات
 

فسفریک اسید از جمله پرمصرف ترین مواد شیمیایی در صنعت است. به عنوان ماده افزودنی در نوشابه های گازدار کاربرد دارد و در تولید کودهای شیمیایی، پاک کننده های صابونی و غیر صابونی،تصفیه آب،خوراک دام و دارو سازی، مکملهای غذای دام و طیور(دی و منو کلسیم فسفات) ،  مواد فسفاته شوینده ها ،تصفیه پسابها ، تولید کودهای فسفاته(مهمترین)، ضد حریق کردن برخی سطوح و عوامل بازدارنده اشتعال، ونیز جهت تمیز کردن و جرم گیری سطوح فلزی به کار می رود. فسفریک اسید خوراکی را از افزودن آب به P4O10 می سازند. اسید فسفریک اسید ضعیفی است و در شرایط عادی و مدت زمان کوتاه آنقدر نمیتواند خطرساز باشد .

کاربرد در صنایع غذایی
از اسید فسفریک در تولید غذاهای اسیدی و نوشابه های گازدار مانند انواع کولاها استفاده می‌شود. بکارگیری این ماده سبب دادن طعم تندی به غذا شده، و از آنجا که ماده شیمیایی با تولید انبوه است، با قیمتی ارزان و حجمی فراوان در دسترس میباشد. همانطور که ذکر شد، قیمت پایین و حجم زیاد تولید این ماده، آنرا در مقایسه با طعم دهنده های طبیعی نظیر زنجبیل برای دادن طعم تندی، یا اسید سیتریک که از لیمو (lemon) و عصاره لیموترش (lime) که برای دادن طعم ترشی بکار میرود، در رتبه بالاتری قرار داده است.

کاربرد در مواد پاک کننده
در تولید پاک کننده ها اسید فسفریک برای نرم کردن آب بکار می رود.آب نرم بدون یونهای کلسیم (II) و منیزیم (II) که آب سخت را تشکیل می دهند،اگر ازبین نروند تشکیل آب سخت را می دهند که این یونها با صابون تشکیل رسوبات غیر قابل حل می دهند که سبب لکه بروی لباس ها در هنگام  شستشو می شوند.نمکهای فسفات از اسید فسفریک بطور وسیع در پاک کننده هابعنوان(builder) بکار می رود.بیشتر گستره ترکیبات فسفر درمخلوط پاک کنندهای جامد است که سدیم تری پلی فسفات یکی از آنهاست.Na5P3O10 ،بعنوان نرم کننده آب ،سدیم تری پلی فسفات با کلسیم (II) و منیزیم (II) یوند برقرار می کندو تشکیل اجزاء محلول را می دهد که کمپلکس یا کلیت است.این کمپلکس ها از واکنش کلسیم (II)  و منیزیم (II) با صابون ممانعت بعمل می آورندتا رسوب ایجاد نشود.

کاربرد در زدودن زنگ آهن
از اسید فسفریک میتوان مستقیماً برای زدودن زنگ آهن (اکسید آهن III) از ابزارهای آهنی یا فولادی و تبدیل آهن به فسفاتهای محلول در آب استفاده نمود. پس از زدودن زنگ آهن فسفات آهن تولید شده تبدیل به ترکیب فسفات آهن سیاه شده که خود به عنوان عامل جلوگیری از خوردگی میتواند مورد استفاده قرار گیرد. اسید فسفریک به عنوان کاتالیت در صنایع پتروشیمی کاربرد دارد.

کاربرد در پزشکی
از اسید فسفریک در دندانپزشکی و اورتودنسی به‌عنوان عامل قلم زنی (Etching) جهت تمیز کردن و زبر کردن سطح دندان خصوصاً در جاهایی که از اسباب و وسایل دندانپزشکی استفاده شده، بکار میرود. همچنین از اسید فسفریک به‌عنوان کاتالیست در ساخت آسپیرین بخاطر داشتن یون هیدروژن فراوان و آلایندگی کمتر در مقایسه با اسید کلریدریک و سولفوریک استفاده می‌شود.

کاربرد در کشاورزی
بیشتر اسید فسفریک در تولید کود بکار می رود.فسفر یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاهان محسوب می شود.فسفاتهای آلی ترکیباتی هستند که انرژی لازم برای بیشتر واکنشهایی که در سلولهای زنده اتفاق می افتند را مهیا می کنند.بنابراین خاکهای غنی با کودهای فسفاتی رشد گیاهان را بالا می برند. افزایش غلظت فسفات در سطح آبها همچنین رشد گیاهان آبزی را بالا می برد.اضافات کودهای شیمیایی می توانند باعث تحریک رشد گیاهان در آبهای دریاچه ها و آبهای جاری بشوند.آب فاضلاب ها که شامل فسفات است می تواند تاثیر یکسانی داشته باشد.
دریاچه ها که از مواد مغذی غنی هستند از افزایش سرعت Eutrophication(انباشتگی خوراک آبی) تلف می شوند. وقتی گیاهان آبزی با این شرایط مغزی بودن محیط رشد می کنند پس از مدتی خواهند مرد. حال این گیاهان مرده برای تجزیه اکسیژن حل شده در آب را مصرف می کنند. این مصرف سطح اکسیژن حل شده را کاهش می دهد تا نقطه ای که برای حمایت حیوانات آبزی کافی نیست. برای کاهش تهدید Eutrophication دریاچه بسیاری از مناطق دارند فسفات ها را از پاک کننده ها حذف می کنند. در بعضی از موارد فسفاتها جای خودشان را با کربناتها عوض می کنند. به عبارت دیگر پاک کنندهای جدید به گونه ای تهیه می شوند که با کلسیم (II) و منیزیم (II)  یونهای سخت آب واکنش ندهند.

 


روشهای تولید اسید فسفریک در صنعت

روش تر(Wet process):
در اثر اضافه کردن اسید سولفوریک روی فسفات کلسیم بدست می آید. طبق واکنش زیر:

در این روش کانیهای فسفات را با اسید سولفوریک ترکیب می کنند، علاوه بر تولید اسید فسفریک و برخی فسفاتها که ترکیبات اصلی هستند، سایر ترکیبات (CACO3CAF2)هم تولید می‌شوند، از طرف دیگر واکنشهایی که در آن با از بین رفتن اسید سولفوریک ، ترکیباتی تولید می‌شود که از نظر تجاری کم اهمیت هستند (واکنشهای پارازیتی)، یونهای مزاحمی تولید شده و باعث آلودگی مخلوط ها می‌شوند .

روش حرارتی(خشک)Thermal process:
این روش شامل احتراق فسفر و هیدراسیون P4O10  می‌باشد. مخلوط فسفر مایع و هوا به محفظه احتراق که شبیه برج است تزریق شده و با انجام واکنش اکسیداسیون فسفر،   تولید می‌شود. جنس محفظه احتراق نوعی فولاد مخصوص است که با H3PO4  غیرفعال شده است.  P4O10 به دست آمده را در برج بعدی هیدراته می‌کنند و بخارات باقیمانده  P4O10 را ، واحد شستشو به اسید فسفریک رقیق تبدیل کرده و به عنوان افشان در پایین آوردن دمای برج اول استفاده می‌شود.

روش های تولید در ایران
در ایران از اثر اسید سولفوریک بر کانیهای آپاتیتی اسید فسفریک تولید می شود . از آنجا که فسفر وآرسنیک در یک گروه(گروه 5) جدول شیمیایی (تناوبی) قرار دارند و در طبیعت نیز به احتمال زیاد در کانیهای مختلف با هم وجود دارند و فقط در درصد خلوص انها اختلاف می باشد.
چنانکه میدانید آرسنیک از عناصر سمی و کشنده به شمار می آید و وجود آن در کانیهای آپاتیتی که اسید فسفریک از آنها تهیه میشود و غالبا در صنایع خوراک دام و بهداشتی مصرف میگردد خطری مهم محسوب میگردد. البته روشهای تولید اسید فسفریک مثل احتراق فسفر خالص این مشکل را حل نموده اما قیمت تمام شده بسیار بالاتر از بهره گیری از کانی های آپاتیتی است. فلوئور یکی دیگر ازموادی است که سمیت دارند و جزء لاینفک کانی های آپاتیتی است.

+ نوشته شده در  جمعه 1 آذر1387ساعت 10:47  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

تصویر

دوده کربن تنها رنگدانه عمده سیاه می‌باشد. این رنگدانه در صنعت لاستیک سازی و همچنین به عنوان سفت کننده بعضی از قطعات مکانیکی بکار می‌رود. اغلب مرکب‌‌های چاپ بر پایه این رنگدانه تهیه می‌شوند. کربن سیاه بکار رفته در مرکب‌های چاپ باید به صورت دانه‌های ریز باشد. رنگدانه‌های سیاه بکار رفته در پلاستیکها و رنگها و لباسها از جنس کربن سیاه می‌باشند.

روشهای سنتز صنعتی رنگدانه سیاه

با توجه به کاربرد وسیع رنگدانه سیاه در صنعت ، امروزه روشهای مختلفی برای تولید آن ابداع شده است و قطر ذرات بدست آمده با توجه به نوع کاربرد متفاوت می‌باشد. سه روش اصلی برای تهیه این رنگدانه وجود دارد که عبارتند از:

فرایند کانالی

در این فرایند ، شعله گاز طبیعی وارد یک کانال آهنی به طول 20 الی 25 سانتیمتر می‌شود. دوده حاصل را از این کانال خارج می‌کنند. قطر ذرات بدست آمده با این روش 10 تا 300 نانومتر می‌باشد.

تصویر

فرایند دمایی ( Internal black proces )

در این روش گاز طبیعی در دمای 1100 تا 1650 درجه سانتی‌گراد ، به هیدروژن و کربن شکسته می‌شود. قطر ذرات بدست آمده در این روش 140 تا 500 نانومتر است.

فرایند کوره‌ای روغن

در این فرایند از روغنهای آروماتیک استفاده می‌شود. در بعضی موارد هم مشتقات قیر را بکار می‌برند. این فرایند در راکتور فولادی صورت می‌گیرد. باید توجه کرد که دوده بر روی فلزات خاصیت فعال‌کنندگی دارد، بنابراین برای جلوگیری از خوردگی فلزات ، آن را مستقیما روی فلز مصرف نمی‌کنند.
+ نوشته شده در  پنجشنبه 2 آبان1387ساعت 16:17  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

تصویر

نگاه کلی

رنگدانه‌ها ، مواد غیرمحلول معدنی و آلی هستند که بطور وسیع در پوششهای سطحی بکار می‌روند. این مواد در صنایع مرکب سازی ، پلاستیک ، سرامیک ، لاستیک و کاغذ سازی کاربرد دارد. رنگدانه‌ها بسته به رنگ و خواص ، کاربردهای فراوان دارند. رنگدانه‌های سفید ، یکی از پُر استفاده‌ترین رنگداانه‌ها هستند.

پیگمانهای سفید (رنگدانه‌های سفید)

رنگدانه‌های سفید بجز تیتان ، از قدیمی‌ترین رنگدانه‌های پوششی محسوب می‌شوند که امروزه مصرف تعدادی از آنها تقریبا منسوخ شده است، زیرا نوع جدیدتر و بهتری جانشین آنها شده است که به دی‌اکسید تیتان معروف است. بجز دی‌اکسید تیتان که مهمترین رنگدانه سفید است، رنگدانه‌های سفید سربی هم کم و بیش کاربرد دارند که از جمله آنها می‌توان به کربنات ، سولفات ، اکسید روی ، اکسید روی سربدار ، اکسید آنتیموان لیتوپن را نام برد.

دی‌اکسید تیتانیوم

دی‌اکسید تیتانیوم ، از مهمترین رنگدانه‌های سفید بوده ، به دو شکل بلوری آناتاز و روتایل پایدار وجود دارد. تقریبا تمامی مصرفی در رنگسازی از نوع روتایل است. آناتاز را با حرارت دادن در 700-950 درجه سانتی‌گراد می‌توان به روتایل تبدیل کرد. به صورت وسیع در سطوح خارجی و همچنین در لعابها مصرف می‌شود.

ترکیب رنگ سفید مصرفی درسطوح خارجی
20%
تالک 60%
میکا 20%

این بهترین فرمولاسیون برای جلوگیری از کج شدن و ترک خوردگی است، ضمنا رنگ دوام بیشتری خواهد داشت.

روش تهیه صنعتی رنگدانه سفید تیتانیوم

برای تهیه رنگدانه دو روش صنعتی مهم وجود دارد.


روش سولفات

فرآیند سولفات ، شامل واکنش بین اسید سولفوریک غلیظ و کانی ایلمنیت است. واکنش بسیار شدید است و بجز محصول اصلی مقدار زیادی ، و بخار آب تولید می‌شود که وقتی وارد جو شوند، موجب آلودگی هوا خواهند شد. بنابراین استفاده از تصفیه کننده در کارخانه‌ها ضروری است. از ضایعات دیگر این روش باز ، تولید اسید سولفوریک مصرف شده بدون برگشت آن به چرخه تولید می‌باشد.

فرایند اصلاح شده سولفات

در فرایند اصلاح شده با استفاده از اسید سولفوریک رقیق سعی شده است که آلوده کننده‌ها به حداقل برسند. واکنش نسبتا آهسته صورت می‌گیرد و مقدار بخار آب و اسید سولفوریک و اسیدهای گوگرد تولید شده کمتر است و اسید مصرفی دوباره به چرخه تولید برمی‌گردد.

تصویر

واکنشهای انجام گرفته در خط تولید

  • واکنش کافی (کانی ایلمنیت) با اسید سولفوریک و تولید این

  • هیدرولیز (که بستگی به کیفیت ، غلظت آن وPH محیط دارد) و تولید ،

  • با حرارت دادن دی‌اکسید تیتانیوم آبدار در 800_1000 درجه سانتی‌گراد ، پیگمان سفید دی‌اکسید تیتانیوم تولید می‌شود.

  • فرایند کلرید ، شامل روتایل (روتایل طبیعی یا سنتزی) و گاز کلرو کک می‌باشد. محصول به دست آمده در این فرایند ، تتراکلرید تیتانیوم است. برای خالص سازی آن را تقطیر کرده و تتراکلرید تیتانیوم خالص را با اکسیژن هوا در شعله‌ای با دمای 1500 درجه سانتی‌گراد اکسید می‌کنند (واکنش سوختن). دراین فرایند دانه‌های بسیار ریز دی‌اکسید تیتانیوم و گاز کلر ایجاد می‌شود. کلر تولید شده دوباره وارد چرخه تولید می‌شود.

کاربرد

تقریبا 50% این رنگدانه در صنعت رنگ سازی و لعاب سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 23% آن در کاغذ سازی مصرف دارد. کاربرد مهم دیگر آن در صنعت پلاستیک‌سازی است
+ نوشته شده در  پنجشنبه 2 آبان1387ساعت 16:16  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

تصویر

دید کلی

رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می‌گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه‌ها ، پوشاک و حتی نوشابه‌ها در هنر ، نقاشی ، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی ، از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط ، جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می‌شود.

تاریخچه

سابقه استفاده از مواد رنگی توسط انسان ، به دوران غارنشینی می‌رسد. اولین کاربرد واقعی و عملی مواد رنگی را می‌توان در ساختن کشتی نوح مربوط دانست که برای جلوگیری از نفوذ آب و پوسیدگی آن ، از مواد رنگی استفاده شده بود. بعدها از مواد رنگی برای حفاظت چوب از پوسیدگی در بناهای چوبی و زمانی که استفاده از وسایل آهنی متداول شد، برای جلوگیری از زنگ زدن آنها استفاده می‌شد .

اجزای تشکیل دهنده رنگ‌ها

هر رنگ اصولا از دو قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:

رنگدانه

ماده رنگی نامحلول در آب است ( خاک رس ناخالص رنگی و پودر برف از سنگهای رنگی به‌عنوان اولین رنگدانه ها مورد استفاده انسان قرار می‌گرفتند ).

محمل رنگها

مایعی است که با رنگدانه مخلوط شده ، کاربرد آنرا آسان می‌کند و در چسبیدن آن ، کمک می‌کند ( از سفیده تخم مرغ ، چسب عسل محلول قند به‌عنوان محمل‌های رنگ استفاده می‌شد). امروزه متداولترین محمل‌های رنگدانه‌ها را آب یا روغن تشکیل می‌دهد. از این‌رو رنگها را به دو دسته رنگ‌های روغنی و رنگ‌های آلی تقسیم می‌کنند.

تصویر

انواع رنگدانه

اکسیدها

  • لیمونیت ( Fe2O3.2H2O ) برای تهیه رنگ قرمز مصرف می‌شود و یکی از قدیمی‌ترین رنگدانه‌هاست.

  • هماتیت ( Fe2O3 ) برای تهیه رنگ قرمز روشن بکار می‌رود.

  • دی‌اکسید تیتان ( TiO2 ) برای تهیه رنگ سفید روشن و بسیار مرغوب که در هوا تیره نمی‌شود، بکار می‌رود. معمولا آن را با سولفات باریم مخلوط می‌کنند.

  • اکسید روی ( ZnO ) که از مهم‌ترین رنگدانه های سفید است و از تجزیه کربنات روی و یا سوزاندن فلز روی در هوا حاصل می‌شود.

  • سرنج ( Pb2O3 ) که رنگ سرخ یا قرمز تیره دارد و بیشتر برای پوشانیدن سطح قطعات فولادی به‌منظور حفاظت آنها از زنگ زدن کاربرد دارد.

سولفید روی و لیتوپن

سولفید روی برای تهیه رنگ سفید مات مصرف می‌شود و از مزایای آن ، این است که بر خلاف سفیداب سرب در هوا سیاه نمی‌شود. این رنگدانه معمولا در تجارت بصورت مخلوطی از سولفید روی و سولفات باریم به نام لیتوپن مصرف دارد که رنگ سفید بسیار مرغوب است.

سفیداب سرب

این رنگ دانه عمدتا شامل Pb(OH)2 , PbCO3 که از قرن ها پیش شناخته شده بود. قدرت پوشش آنها زیاد است، ولی در هوا به‌علت وجود H2O به مرور سیاه می‌شود. برای تبدیل مجدد آن به رنگ سفید می‌توان از تاثیر پراکسید هیدروژن بر آن استفاده کرد.

دوده چراغ و زغال استخوان

یکی از اجزای رنگ سیاه و مرکب است و برای تغییر رنگ سفید به میزان دلخواه نیز مصرف می‌شود.

رنگدانه‌های فلزی

  • مانند پودر آلومینیم در روغن جلا که از آن برای حفاظت وسایل آهنی و فولادی استفاده می شود

  • برنز آلومینیم ( آلیاژ Al, Cu ) در روغن جلا که از آن ، برای ایجاد رنگ بسیار زیبای طلایی برای دور قابها و ... استفاده می‌شود.

رنگدانه‌های الوان

  • رنگدانه‌های آبی: مهم‌ترین این این رنگدانه‌ها ، آبی پروس و آبی نیلی یا لاجورد است. آبی پروس یکی از مهم‌ترین رنگهای آبی است. لاجورد نیز یکی از رنگهای آبی مرغوب است که از حرارت دادن مخلوط کائولین ، کربنات سدیم ، گوگرد و زغال سنگ در غیاب هوا حاصل می‌شود.

  • رنگ دانه های زرد: مهم ترین این رنگدانه‌ها ، کرومات روی و کرومات سرب است. از قطران زغال سنگ نیز رنگدانه‌های الوانی بصورت نمکهای نامحلول فلزات بدست می‌آید که در هیدروکسید آلومینین بصورت ژله می‌بندد. این ژله را پس از خشک کردن به‌صورت پودر با رنگدانه‌هایی نظیر کربنات کلسیم و سیلسس مخلوط می‌کنند و در انواع رنگهای مورد نیاز بکار می‌برند.

رنگ‌های روغنی

در این نوع رنگ‌ها ، رنگدانه را در یک روغن خشک شونده که استر گلیسیرین با اسیدهای چرب ، نظیر اسیدهای اولئیک و یا لینولنیک می‌باشد، حل می‌کنند. این روغن‌‌ها در هوا اکسیده شده ، به ترکیبات سیر شده تبدیل می‌شوند و لایه‌ای سخت مقاوم و محافظ تشکیل می‌دهند که از نفوذ آب در رنگدانه جلوگیری می‌کنند.

رقیق‌کننده

برای رقیق کردن و سهولت کاربرد رنگ بکار می‌رود و معمولا یک حلال هیدروکربنی نظیر ترپنتین است که به روغن تربانتین شهرت دارد.

خشک کننده

یکی از اجزای رنگ‌های روغنی است که در حقیقت نقش کاتالیزور را در تسریع اکسیداسیون و خشک شدن رنگ‌ها را دارد و معمولا مخلوطی از اکسید های سرب ، منگنز و کبالت در ( روغن بزرک ) بصورت استر مصرف می‌شود.

تصویر

رنگ‌های پلاستیکی

با اضافه کردن رزین‌های سنتزی نظیر رزین حاصل از فنل و فرمالدئید که خاصیت پلاستیکی دارد، در روغن جلا ، رنگ‌های پلاستیکی حاصل می‌شود. این نوع رنگ‌ها به خاطر دوام و قابل شستشو بودن ، اهمیت و کاربردهای زیادی داردن.

رنگ‌های لعابی یا مات

با اضافه کردن رنگ‌هایی نظیر TiO2 به روغن جلا آن را به صورت مات درآورده ، بعد برای مات کردن هر نوع رنگی بکار می‌رود.

رنگ اتومبیل

این نوع رنگ‌ها ، باید این ویژگی را داشته باشند که به‌سرعت در هوا خشک شوند. برای این منظور ، رنگدانه را در حلالهای آلی بسیار فرار نظیر استات آمیل ، استات اتیل یا استات بوتیل حل می‌کنند. برای رنگ‌های متالیک ( فلزی ) ، از رنگدانه‌های فلزی استفاده می‌شود.

رنگ‌های محلول در آب

این نوع رنگ‌ها از معلق کردن رنگدانه‌ها در آب مخلوط با یک چسب محلول در آب تهیه می‌شوند. از رنگ‌های روغنی ارزانترند و قابل شستشو نمی‌باشند.
+ نوشته شده در  پنجشنبه 2 آبان1387ساعت 16:14  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

دید کلی

لاستیک طبیعی یا سنتزی معمولا به تنهایی قابل استفاده نیست خواص مطلوب نرمینگی ، کشسانی ، چقرمگی ، سختی یا نرمی ، مقاومت سایشی ، نفوذ ناپذیری و هزاران ترکیب مختلف از خواص بدست آمده ، آمیزه کار لاستیک ، تامین می‌شود. لاستیک ماده‌ای بینهایت چقرمه است و به ماشین آلات سنگین نیاز دارد. مقادیر قابل توجه گرمای تولید شده در طول عملیات اختلاط ، خرد کردن ، آسیاب کردن و روزن رانی در هنگام ساخت لاستیک باید دفع و تحت کنترل داشت.
img/daneshnameh_up/7/74/lastic01.jpg

آمیزه کاری لاستیکها

در آمیزه کاری لاستیکها افزودنیهای شیمیایی بسته به مصرفشان به گروههای دسته بندی می‌شوند.


  • مواد ولکانشی :
    معمولا ترکیبات گوگردی هستند که از واکنش آنها با بسپار مواد شبکه‌ای بدست می‌آید و اتصالات شبکه از نوع است. اتصالات عرضی ممکن است مونو – ، دی - ، یا پلی سولفیدی باشند. نوع اتصال از طریق غلظت گوگرد ، تسریع کننده ، باز دارنده و دما تعیین می‌شود.

  • تسریع کننده‌ها :
    ترکیباتی هستند که زمان لازم برای ولکانشی لاستیک را از چند ساعت به چند دقیقه کاهش می‌دهند. ضمنا به گوگرد کمتری نیاز است و محصول یکنواخت‌تری هم بدست می‌آید. اغلب تسریع کننده‌ها نیتروژن و گوگرد دارند.

  • مواد ضد پیری یا ضد اکسنده‌ها :
    این مواد قطعات لاستیکی را از تهاجم اکسیژن و اوزون محافظت می‌کنند. این ترکیبات به عنوان ضد اکسنده ، ضد اوزون یا عوامل ضد ترک خمشی دسته بندی می‌شوند. عمل آنها به این صورت است که
    واکنشهای زنجیری رادیکالی را متوقف می‌کنند و بدین ترتیب مانع از تخریب پیشتر زنجیر می شوند. مواد صنعتی معمولا آمینی یا فنلی هستند. آمینها محافظهای قوی هستند و به شکل وسیع در تایر و سایر قطعات تیره مصرف می‌شوند.

  • نرمسازهای کاتالیزی یا مواد لخته‌زدا :
    این مواد با کاهش
    گرانروی لاستیک فراورش آنرا آسان می‌کند. موقع اختلاط با لاستیک سبب شکست زنجیر و طبعا کاهش وزن مولکولی زیاد قابل استفاده‌اند.

  • پراکنهای بی‌اثر یا خنثی :
    این مواد به مقدار زیاد به لاستیک اضافه می‌شوند. بعضی از آنها تنها برای سخت کردن یا نرم کردن فیزیکی است. خاک رس ، کربنات کلسیم ، خرده ذغال ، باریت و تقریبا گرد هر جامدی را می‌توان به لاستیک افزود که در نتیجه آن کلیه خواص کشش کاهش می‌یابد. ولی در عین حال کاهش می‌یابد ولی در عین حال کاهش قیمت ، سخت مناسب ، فقط شکل ، رنگ و سایر خواص مطلوب از دیگر آثار آن است. اما گرد بعضی مواد بی شکل خصوصا
    دوده و سیلیس ، به طرز ناباورانه‌ای سبب افزایش استحکام ، جهندگی ، مقاومت سایشی و سایر خواص مطلوب می‌شود و به همین سبب به تقویت کننده موسوم‌اند.

    فراوش پذیری با استفاده از
    لاستیک بازیافتی ، واکسها ، روغنها ، فاکتیس (روغنهای گیاهی و ولکانیده) و لاستیکهای معدنی (آسفالت ، قیر و هیدروکنهای سیر نشده و ولکانیده) یا از طریق واکنش شیمیایی روی مولکول ، کار مکانیکی ، گرما و خرد کردن بهبود می یابد. ساختار اسفنجی با افزودن بی‌کربنات سدیم ، کربنات سدیم ، کربنات آمونیوم و بی‌کربنات ، اوره یا ترکیبات آلی گاز زا به دست می‌آید. با افزایش قابل توجه و گوگرد و استفاده از پرکن در مقادیر زیاد به لاستیک سخت می‌توان دست یافت.

روشها و مراحل ساخت لاستیک

  • غلتک زنی یا پوشش دهی :
    یکی از ابتدایی‌ترین مصارف لاستیکها ، پوشش دهی پارچه برای ضد آب کردن آن بوده است. محلول یا بتونه‌های لاستیکی در حلالها را می‌توان به سادگی روی پارچه پخش کرد. اما اگر از مواد لازم برای پخت و کنترل خواص استفاده نشود نتایج کاملا نامطلوبی به دست می‌آید. برای آغشته کردن پارچه به آمیزه‌های لاستیکی از روش غلتک زنی استفاده می‌شود، به این صورت که بر روی دستگاههای غلتک زن چند استوانه‌‌ای آمیزه لاستیکی را تحت فشار به داخل
    پارچه نورد می‌کنند. نخ تایر مورد خاصی است که برای ساخت آن نخهای پنبه ، ریون ، نایلون یا پلی استر در آرایش موازن توسط لاستیک روی یک دستگاه غلتک‌زن به هم می‌چسبند.

  • قالب گیری :
    آمیزه‌های خمیری لاستیکی را می‌توان به هر شکلی قالب‌گیری و شکل آنها را با پخت در قالب تثبیت کرد. یک نمونه مناسب توپ تنیس است. یک نوع بسیار مرغوب و ارتجاع پذیر لاستیک در قالبی که به شکل دو نیمه توپ است قالب گیری می‌شود. سپس این دو نیمه را به هم می‌چسبانند (با قرضی از ماده‌ای شیمیایی گاز زا که در داخل قرار دارد) و پخت می‌کنند، بر روی این مغزی پارچه و الیاف پرزدار مناسب چسبانده می‌شود این ماده سازه‌ای پیچیده که برای مصارف خیلی خشن مناسب است.

  • روزن رانی :
    نوار درزگیر ، شیلنگ ، تیوپ ، نخ تایر ، واشر ، پروفیل و بسیاری دیگر از
    قطعات لاستیکی به تقلید از روش روزن رانی پلاستیک‌ها ساخته و در طول همین عملیات یا بعدا ، پخت می‌شوند. تایر خودروها نمونه مناسبی است، مصرف عمده لاستیک در حمل و نقل است که به مصرف تایر می‌رسد. تایرهای امروزی ممکن است فاقد تیوپ باشند که در این صورت مجهز به لایه‌ای محافظ هستند یا این که تیوپ روزن رانی شده از جنس لاستیک بوتیل در آنها قرار داده می‌شود. لاستیک بوتیل با اینکه بسیار بی اثر یا مرده است ولی در برابر عبور هوا مقاومت بسیار عالی از خود نشان می دهد. در خودروهای جدید ، لاستیک را علاوه بر استفاده در تایر در پروفیل پنجره ، نوار درزگیر ، برف پاک کن ، شاسی موتور ، صندلی و به عنوان صدا خفه کن نیز به کار می‌برند. به طوری که در هر وسیله نقلیه چیزی حدود Kg 115 لاستیک به کار می‌رود.

آمیزه‌های شیرابه‌ای

شیرابه‌های غلیظ امکان استفاده از لاستیک را در شکل مایع فراهم می‌کنند، به صورتی که می‌توان عملیات پخش کردن ، رنگ کردن ، غوطه وری یا اسفنج سازی را روی آنها اجرا کرد. مواد پخت به شکل تعلیق اضافه می‌شوند ولی تقویت روی شیرابه‌ها چندان موثر نیست. با اینکه تجارت مبلمان ، بالش و تشک اسفنجی به استفاده از لاستیک‌های پلی اورتان و پلی‌اتر روی آورده ، ولی استفاده از شیرابه‌ها رو به گسترش است.

لاستیک‌های بازیافتی

لاستیک بازیافتی ماده‌ای مفید در آمیزه کاری است که از قطعات لاستیکی ضایعاتی به دست می‌آید. این قطعات را خرد و سپس با اعمال روشهای توام شیمیایی ، مکانیکی و حلال ، لاستیک ، پارچه ، فلز و سایر اجزای آن را جدا می کنند. لاستیک بازیافتی تا حدی وابسپارش می‌شود. و در حد بالایی دوده (یا رنگدانه دیگر) ، خاکستر و روغن دارد. با افزودن این ماده به آمیزه لاستیکی ، فراروش آمیزه بهتر می‌شود و معمولا به عنوان یک ماده ضایعاتی ارزان در محصولات بسیار ارزان هم به کار می‌رود. تنها حدود 10 درصد لاستیکهای نو بازیافت می‌شوند.


افزایش اخیر قیمت انرژی سبب توجه به
ضایعات تایر به عنوان سوخت شده است. از سوختن 1Kg لاستیک MJ 17.7 انرژی بدست می‌آید. در حالی که سوختن همین مقدار زغال سنگ ، MJ 26.5 انرژی می‌دهد. استفاد از خرده تایرهای مستعمل در آسفالت نسبت به آسفالت معمولی مزایای بی‌شماری دارد. با اجرای این فرآیند سوئدی ، عمر جاده‌ها بیش از چهار برابر شده ، اصطکاک چرخ با سطح افزایش یافته ، صدا و براقی سطح هم کاهش یافته است.

مشتقات لاستیکی

از لاستیکها به ویژه لاستیک طبیعی به عنوان ماده اولیه در تولید انواع مشتقات لاستیکی استفاده شده است. صنایع پلاستیک در حال حاضر به این درست مواد شیمیایی لاستیکی روی آورده است، چون خود لاستیک یک مواد اولیه گران است. هالید‌ها با لاستیک در موضع پیوند دوگانه‌اش واکنش می‌دهند. محصول ، لاستیک کلردار (از برم و ید هم می‌توان استفاده کرد) است که به عنوان افزودنی رنگ قابل استفاده و در مقابل مواد شیمیایی مقاوم است.


از عمل کلرید هیدروژن بر محلول لاستیک در بنزن ، مشتق هیدروکلرید لاستیک بدست می‌آید، که بدون شک از بسیاری جوانب با خود لاستیک تفاوت دارد. این ماده پلاستیکی چقرمه و شفاف است که از فیلم آن در بسته بندی استفاده می‌شود. مشتق هیدرو کلرید لاستیک در برابر مواد شیمیایی مقاوم ،
فیلم نازک عالی بدست می‌دهد و ضمنا رنگ ، بو ، مزه هم ندارد. PVC ، پلی اتیلن ، پلی پروپیلن و پلاستیک‌های جدیدتر کاربرد این مشتق گران را محدود کرده اند. از مخلوط لاستیک‌ها و رزین‌ها به وفور استفاده می‌رود. با افزودن لاستیک خواص ویژه‌ای چون مقاومت ضربه‌ای ، کش پذیری و جهندگی افزایش می‌یابد.
+ نوشته شده در  پنجشنبه 2 آبان1387ساعت 16:9  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

چسب‌ها از دسته مواد پلیمر و ماکرومولکولی‌ هستند که می‌توانند اشیا را به یکدیگر متصل کنند.

نگاه اجمالی

هر چند چسب در صنعت ، مخصوص آبنوس کاران و صحافان و بیشتر برای چسباندن قطعات چوبی و یا اشیای کاغذی بود، اما به‌تدریج دامنه کاربرد آن گسترش یافت، به طوری‌که امروزه به جای استفاده از میخ ، پیچ ، بست ، لولا و... ، برای اتصال قطعات فلزی ، چوبی ، کائوچویی ، ... از بخاری گرفته تا تهیه اسباب بازی , صنایع مونتاژ و حتی برخی از قسمتهای هواپیماهای مافوق صوت ، از چسب‌های گوناگون و ویژه ای که به روش سنتزی تهیه می‌شوند، استفاده می‌شود.

تاریخچه

سابقه استفاده از چسب توسط انسان را می‌توان در واقع از عصر سنگ و دوران غارنشینی ، در تهیه تیر و کمان و یا نقاشی حیوانات غول پیکر بر روی تخته سنگها با استفاده از رنگدانه‌ها دانست. بدون شک ، خون نخستین ماده‌ای بود که بشر از آن به‌عنوان چسب استفاده می‌کرد که البته کیفیت خوبی نداشت و متداول نشد. به‌تدریج بشر به وجود مواد چسب دار طبیعی پی برد و استفاده از آنها را آموخت.در واقع اولین واده چسب دار که بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بود، مواد نشاسته‌ای ، قندی ، صمغ‌ها ، و شیره‌های برخی از گیاهان بود.

مثلا رومیان از سقز (ماده چسبدار و صمغی که از درختان برگ سوزنی ، نظیر
سرو و کاج و یا درخت صنوبر ترشح می‌شود) در صنعت کشتی سازی استفاده می‌کردند. به‌تدریج مواد دیگری مانند موم ، عسل و یا مواد ژله مانندی از ماهی ، شاخ حیوانات یا شیر و تخم مرغ بکار گرفته شدند. بعدها ، با پیشرفت صنایع و استخراج و پالایش نفت ، از قیر و قطران چوب و ... به‌عنوان چسب استفاده به عمل آمد.

اگر چه کائوچوی طبیعی (شیوه لاتکس) از مدتها قبل شناخته شده بود، اما چون حلال مناسبی برای آن موجود نبود، کاربردی به‌عنوان ماده چسبی پیدا نکرد تا اینکه با دستیابی به روغن‌های نفتی که کائوچو را در خود حل کرده ، مایع چسبناکی را بوجود می‌آورند، کاربرد آن به‌عنوان ماده چسبی متداول شد.

طبقه بندی چسب‌ها

چسب گیاهی

  • چسب نشاسته ، دکسترین ، سرشی ، دکسترین و نشاسته که از چسب‌های محلول در آب‌اند و از آنها در چسبانیدن تمبر ، پاکت ، کاغذ ، مقوا ، چوب و ... استفاده می‌شود.

  • صمغ عربی که از درختی به نام صمغ سنگالی بدست می‌آید، سفید رنگ و محلول در آب است و عمدتا شامل هیدرات‌های کربن است.

چسب حیوانی

  • ژلاتین که از اعضای بدن حیوانات از جمله استخوان تهیه می‌شود و قدرت چسبانندگی آن از چسب‌های گیاهی بیشتر است و بیشتر در تهیه فیلم عکاسی و پوشش کپسول موارد دارویی مصرف دارد.

  • سرشیم حیوانی که مانند ژلاتین است، ولی درصد خلوص گلوبین آن کم است و از استخوان ، پوست و یا شیر حیوانات تهیه می‌شود و در نجاری ، کارتن سازی ، کبریت سازی ، تهیه کاغذ سمباده و غیره مصرف دارد.

  • لاک که در نجاری برای جلای سطح اشیای چوبی مصرف دارد و از نوعی حشره به نام ترمزدانه که در کشور هند فراوان است، بدست می‌آید.

چسب کانی

مانند فسفات‌ها و سیلیکات‌های قلیایی که در اتصال اشیای سرامیکی ، کوارتزی و شیشه‌ای کاربرد دارند و بر خلاف چسب‌های گیاهی و حیوانی ، در مقابل گرما و آب مقاومند. از این رو ، از آنها در ساختن اجاقهای برقی و گازی و آجرهای نسوز استفاده می‌شود.

تصویر

چسب سنتزی

  • الاستومرها : که شامل چسب‌های کائوچویی مصنوعی است و در صنعت کشتی سازی و صنایع هواپیما سازی کاربرد دارند. مانند چسب لاستیک که محلول کائوچو در بنزین است و یا چسب «اوهو» و مشابه آن که از مشتقات وینیلی در حلال‌هایی نظیر استون و اسید استواستیک حاصل می شود، این نوع چسب‌ها قدرت چسبانندگی همه چیز را (غیر از لاستیک) دارند. از این رو ، کاربردهای گوناگون و مهمی در صنعت ، تجارت و منازل پیدا کرده اند.

  • ترموپلاست‌ها : که شامل پلی اکریل و سیانواکریلات‌هااند که به «چسب فوری» معروف‌اند و اتصال محکم بین قطعات مختلف ایجاد می‌کند. (در حد چسب‌های اپوکسی). برخی معتقدند که سیانواکریلات یک منومر فعال است که در مجاورت مختصر رطوبت موجود در هوا بصورت پلیمر در می‌آید. از این رو ، برای محیط‌های خشک مناسب نیست.

  • چسب اپوکسی : که از تراکم دی فنیلو پروپان و اپیکلرهیدرین حاصل می‌شود. نوعی از آن در تجارت به نام چسب دوقلو متداول است که شامل دو قسمت است، یک قسمت ماده چسب‌دار و قسمت دیگر یک ماده کاتالیزور است که موجب تغییر در ماده چسب‌دار و عمل چسبانندگی آن می‌شود. قدرت چسبانندگی چسب اپوکسی فوق‌العاده زیاد است و در هواپیما سازی ، ساختن اطاق خودروها ، و پل سازی و ... کاربرد دارد.

  • نوار چسب‌ها : جنس این نوع نوارها ممکن است از پارچه ، کاغذ ، طلق و یا پلاستیک پلی‌کلرید وینیل (p.v.c) باشد که به چسب‌هایی مانند چسب‌های کائوچویی و سرشیم آغشته شده‌اند.

چسب بتونه‌ای

بتونه‌ها ، خمیرهای نرم و چسبناکی‌اند که به‌کندی در هوا خشک می‌شوند و برای پرکردن شکاف‌ها و منافذ ، بویژه در بخاری مصرف می‌شود. مهمترین انواع بتونه‌ها عبارت است از :


  • بتونه شیشه : که از مخلوط پودر کربنات کلسیم و روغن کتان تهیه می‌شود و در هوا نسبتا به‌سرعت خشک و سخت می‌شود. اما پس از سخت شدن ، دوباره در روغن کتان ، به‌صورت خمیر نرم و قابل استفاده در می‌آید.

  • بتونه آبی : که در تهیه آکواریم مصرف دارد و از مخلوط کردن پودر اکسید سرب (Pbo) با روغن کتان بدست می‌آید.

  • بتونه گلسیرین و اکسید سرب : از اختلاط اکسید سرب و گلسیرین تهیه می‌شود و در مقابل آب ، اسید و قلیا مقاوم است و پس از 45 دقیقه سفت می‌شود و برای بتونه کردن چوب ، شیشه ، چینی ، سرامیک و اشیای سنگی مصرف دارد.

  • گرد بتونه : که به‌صورت آرد سفید رنگی شامل چهار قسمت گچ پخته و یک قسمت صمغ عربی است و در موقع استفاده ، آن را در آب و یا محلول اسید بوریک ، به‌صورت خمیر در می‌آورند و با آن ، اشیای ظریف ساخته شده از سنگ سفید ، چینی و شاخ سفید را بتونه می‌کنند.
+ نوشته شده در  پنجشنبه 2 آبان1387ساعت 16:7  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

نگاه کلی

چسب‌های بسیاری برای متصل کردن اجسام مشابه یا غیر مشابه در دسترس هستند. امروزه تقریبا استفاده از چسباننده‌های طبیعی مثل سریش بجز موارد استفاده خاصی منسوخ شده است. در عوض هر روز شاهد تولید و سنتز چسب‌های جدیدی هستیم که منشأ پلیمری دارند. چسب‌ها در اشل صنعتی به شیوه‌های گوناگونی تهیه می‌شوند که در این بحث برخی از مهمترین روشها را معرفی می‌کنیم.

تصویر

پخت یا پروراندن رزین چسب به صورت یک جسم جامد

  • اپوکسی‌ها معروفترین چسبهای این گروه هستند که با استفاده از رزینهای سیکلوآلیفاتیک ، طوری فرمولبندی می‌شوند که در دماهای بالا قابل استفاده باشند. برای سنتز چسبهای قوی و نیمه انعطاف‌پذیر از رزینهای اپوکسی با عوامل پخت پلی آمین یا پلی آمید استفاده می‌شود و بیشتر اپوکسی‌ها بدون استفاده از مواد افزودنی هم چسبندگی خوبی دارند. زمان پخت می‌تواند از ثانیه‌ها تا روزها طول بکشد که این امر به کاتالیزورها و دما بستگی دارد.

  • اپوکسی فنولی با استفاده از این چسبها می‌توان اتصالاتی پدید آورد که تا 315ºCپایدار هستند. این چسبها در دماهای بالا پرورده می‌شوند و از آنها برای پیوند ساختمانی و لانه زنبوری استفاده می‌شود. از دیگر چسبهای این گروه می‌توان از پلی استرها (که ارزان قیمت و زودگیر و شکننده هستند)، سیلیکونها ، سیانوآکریلاتها و آکریلیها ، نام برد.

تبخیر حلال از محلول پلیمر گرمانرم

  • مواد پلیمری حل شده در حلالها می‌توانند چسبهای مفیدی تشکیل دهند. با تبخیر حلال ، پلیمر گرمانرم جامدی حاصل می‌شود که به چسب حلال معروف است. از این گروه می‌توان نیتروسلولز را نام برد که سالها محلول 10 تا 25 در صد آن به عنوان چسب هواپیما و یا برای مصارف خانگی استفاده می‌شد.

  • آکریلیها ، محلول رزینهای آکریلیک پرورده شده هستند و به چسبهای پلاستیک مشهورند و برای متصل کردن پلاستیکهای ABS ، پلی استیرن و آکریلی مؤثرند. سیمانهای لاستیکی هم جزو چسبهای حلال می‌باشند.

تبخیر آب از یک شیرابه پلیمری

شیرابه‌ها از ذرات کوچک پلیمر پرورانده شده معلق در آب تشکیل شده‌اند و در موقع تبخیر آب ، ذرات بوسیله نیروهای واندرواسی به یکدیگر متصل می‌شوند. رزین خشک شده ، دیگر در آب حل نمی‌شود. از این چسبها می‌توان پلی وینیل استات را نام برد که برای اتصال قطعات چوبی بکار می‌رود و به صورت شیرابه (محلول در آب) عرضه می‌شود و به نام چسب سفید یا چسب چوب معروف است.

تصویر

سرد کردن پلیمر گرمانرم ذوب شده

پلیمرهایی که در دمای مناسب ذوب می‌شوند و دارای نیروهای جاذبه زیادی می‌باشند، بعنوان چسب داغ ذوب شناخته می‌شوند. از انواع پلی استرهای گرمانرم ، پلی آمیدها و پلی اتیلنها ، بعنوان چسب داغ ذوب استفاده می‌شود. این چسبها به صورت لوله‌هایی با ضخامت کم در بازار موجود می‌باشد. در اثر حرارت دادن ، لوله ذوب و جاری می‌شود و با مالیدن به سطح جسم و فشردن سطوح به همدیگر ، اتصال در ضمن سرد شدن انجام می‌شود.

عوامل اتصال دهنده

موادی که با شیمی دوگانه وجود دارند، می‌توانند به چسبندگی کمک کنند. این ترکیبات دارای دو گروه عاملی متفاوت در دو انتها می‌باشند و معمولیترین آنها عوامل اتصال دهنده سیلان می‌باشند. یک انتهای این ترکیبات ، تولید چسبندگی با شیشه یا مواد معدنی دیگر می‌کند و انتهای دیگر از نظر شیمیایی فعال می‌باشد.

اخیرا ترکیباتی به نام تیتاناتها وارد بازار شده‌اند که مانند سیلان دارای شیمی دوگانه هستند و شبیه آنها عمل می‌کنند، اما برتریهایی هم در برخی خواص نسبت به سیلانها دارند.
+ نوشته شده در  پنجشنبه 2 آبان1387ساعت 16:6  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

تاریخچه

نخستین بار، ابوبکر محمدبن زکریای رازی پزشک و شیمیدان ایرانی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، ماده‌ای بدست آورد که آن را الکحل نام نهاد؛ پس از مدتی ، "دکتر واندیک" آمریکایی واژه الکحل را به الکل (alcohol) تبدیل کرد.




تصویر
ساختمان الکل اتیلیک

مشخصات کلی

امروزه این ماده ، به نام اتیلن الکل (الکل معمولی ، الکل اتیلیک ، روح الخمر ، الکل شراب ، اتانول ، نتیل کربینول ، جوهر شراب ، الکل کشمش ، ئیدروکسیل و...) مشهور است. الکل ، آب‌گونه‌ای است فرار ، بی‌رنگ ، با بوی ویژه و مزه سوزان ، رطوبت گیر و از آب سبکتر است. وزن ویژه یا جرم حجمی آن 0.795 تا 0.8 ، در فشار متعارفی ، نقطه جوش آن 78.53 تا 78.5 درجه سانتی‌گراد و نقطه انجماد آن ، 114درجه سانتی‌گراد است.

از این‌رو ، آن را در دماسنجهایی که برای سنجش سرما بکار می‌رود، استفاده می‌کنند. الکل جامد در 130درجه سانتی‌گراد گداخته می‌شود. قابلیت حل شدن اتیل الکل در آب بسیار زیاد است و به هر نسبت با آب مخلوط می‌شود. از آمیختن آب و الکل ، کمی گرما هم تولید می‌شود، الکل یکی از حلال‌های بسیار خوب است ، ید ، کافور ، عطرها ، عسل و ... را در خود ناپدید می‌کند.

الکل به غیر از آب ، در اغلب حلال‌های آلی محلول است. الکل خاصیت گندزدایی دارد و آلبومین‌ها را منعقد می‌کند.

تهیه الکل از راه تخمیر

مخمر

مخمر آبجو ، قارچی است که با جوانه زدن تکثیر می‌کند، اگر این قارچ در مجاور یک ماده قندی تخمیر شود، موادی از خود خارج می‌کند که خاصیت آنزیمی داشته و موجب دگرگونی قند می‌شود. در بین قندها ، گلوکز به فرمول C6H12O6 است که در انگور وجود دارد، تخمیر شده، الکل می‌دهد (تهیه شراب).

تهیه الکل از گلوکز

آنزیمی که عمل تخمیر گلوکز بوسیله آن انجام می گیرد، زیماز یا الکلاز نامیده می‌شود. هر گاه مخمر آبجو را به گلوکز اضافه کنیم، الکل و دی‌اکسید کربن یا گاز کربونیک بدست می‌آید.


گاز کربونیک + الکل <------- گلوکز

این واکنش در حضور زیماز یا الکاز صورت می‌گیرد.


C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2

تهیه الکل از مواد نشاسته دار

برای تهیه الکل از مواد نشاسته دار مانند برنج ، گندم ، ذرت ، سیب زمینی ، آنزیمی به نام مالتاز ، مالت را به مالتوز تبدیل می‌کند. سپس مالتوز بوسیله هیدرولیز (آبکافت) به گلوکز تبدیل می گردد و گلوکز هم تخمیر حاصل می‌کند، گاز کربونیک و الکل می‌دهد (برای تبدیل مالت به مالتوز ، محیط باید اسیدی باشد.)


گلوکز <------ آب + نشاسته

این واکنش در حضور اسیدسولفوریک 2% صورت می‌گیرد.


محلولهای الکلی که از تخمیر بدست می‌آید، از نظر مقدار الکل تفاوت دارند. در شرابها ، 10% و در آبجو 6% و در عرق بیش از 30% تا 50% است. در تخمیر الکلی لازم است که یکی از از فسفات‌ها در محیط عمل باشد تا تخمیر الکلی به آسانی و بسادگی انجام گیرد. بر حسب موادی که در محیط عمل وجود داشته باشند، مواد گوناگونی بدست می‌آید که سودمندترین آنها تبدیل گلوکز به گلسیرین است. مثلا در مجاورت بی‌سولفیت سدیم یا سولفیت هیدروژن سدیم به فرمول NaHSO3 معادله واکنش تخمیر گلوکز چنین است:


گلیسیرین + استالدئید + دی اکسید کربن <------- گلوکز (قند انگور)



C6H12O6 → CH3CHO + C3H5(OH)3 +CO2

تهیه الکل از شراب

نخستین بار ابوبکر محمدبن زکریا رازی از تقطیر شراب در قرع و انبیق ، الکل را بدست آورد. در فرانسه اغلب الکل را از شراب بدست می‌آورند. علاوه بر این روش ، مقدار زیادی الکل صنعتی و نوشابه الکلی را از راه تخمیر بدست می‌آورند. عمل تخمیر بر روی هگزوزها (قند شش کربن‌دار) انجام می‌گیرد، ولی چون در این قندها ماده اولیه گرانبها است، اغلب از چند قندیها (پلی ساکاریدها) مانند نشاسته ، سلولز و ... به عنوان ماده اولیه بهره می‌گیرند. از دی ساکاریدها مانند ملاس کارخانه‌های قند و... هم به عنوان ماده اولیه می‌توان برای تهیه اتیل الکل بهره گرفت.

تهیه الکل از ساکاروز یا قند معمولی

ساکارز را آنزیمی به نام انورتاز (invertase) یا انورتین (invertine) هیدرولیز (آبکافت) می‌کند و به گلوکز و لولز تبدیل می‌نماید.


لولز + گلوکز <------ آب + ساکاروز

C6H12O6 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6

این دو واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.


C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2

این واکنش در حضور انورتاز انجام میگیرد.




تصویر
الکل صنعتی

تهیه الکل از راه سنتز

تهیه الکل از اتیلن

نخستین بار برتلو (Berthelot) شیمیدان فرانسوی ، الکل را از اثر آب بر اتیلن به کمک اسید سولفوریک بدست آورد.


سولفات هیدروژن اتیل <------ اسید سولفوریک + اتیلن



C2H4 → C2H5HSO4
الکل + اسیدسولفوریک <----- آب + سولفات هیدروژن اتیل



C2H5HSO4 + H2 → H2SO4 + C2H5OH

تهیه الکل از استیلن

الکل را بیشتر در صنعت از اثر احیا کردن (هیدروژن افزایی) استالدئید بدست می‌آورند. برای تهیه استالدئید از استیلن بهره می‌گیرند:


استالدئید <----- آب + استیلن

در این واکنش از یون جیوه (II) استفاده شده است.


C2H2 + H2O → CH3CHO

الکل اتیلیک <------ هیدروژن + استالدئید

در این واکنش از نیکل احیا شده استفاده شده است.
+ نوشته شده در  پنجشنبه 2 آبان1387ساعت 16:3  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 
اجزای تشکیل دهنده رنگ‌ها هر رنگ اصولا از دو قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از: رنگدانه ماده رنگی نامحلول در آب است ( خاک رس ناخالص رنگی و پودر برف از سنگهای رنگی به‌عنوان اولین رنگدانه ها مورد استفاده انسان قرار می‌گرفتند ). محمل رنگها مایعی است که با رنگدانه مخلوط شده ، کاربرد آنرا آسان می‌کند و در چسبیدن آن ، کمک می‌کند ( از سفیده تخم مرغ ، چسب عسل محلول قند به‌عنوان محمل‌های رنگ استفاده می‌شد). امروزه متداولترین محمل‌های رنگدانه‌ها را آب یا روغن تشکیل می‌دهد. از این‌رو رنگها را به دو دسته رنگ‌های روغنی و رنگ‌های آلی تقسیم می‌کنند.


صنعت رنگ سازی رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می‌گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه‌ها ، پوشاک و حتی نوشابه‌ها در هنر ، نقاشی ، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی ، از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط ، جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می‌شود. سابقه استفاده از مواد رنگی توسط انسان ، به دوران غارنشینی می‌رسد. اولین کاربرد واقعی و عملی مواد رنگی را می‌توان در ساختن کشتی نوح مربوط دانست که برای جلوگیری از نفوذ آب و پوسیدگی آن ، از مواد رنگی استفاده شده بود. بعدها از مواد رنگی برای حفاظت چوب از پوسیدگی در بناهای چوبی و زمانی که استفاده از وسایل آهنی متداول شد، برای جلوگیری از زنگ زدن آنها استفاده می‌شد . اجزای تشکیل دهنده رنگ‌ها هر رنگ اصولا از دو قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از: رنگدانه ماده رنگی نامحلول در آب است ( خاک رس ناخالص رنگی و پودر برف از سنگهای رنگی به‌عنوان اولین رنگدانه ها مورد استفاده انسان قرار می‌گرفتند ). محمل رنگها مایعی است که با رنگدانه مخلوط شده ، کاربرد آنرا آسان می‌کند و در چسبیدن آن ، کمک می‌کند ( از سفیده تخم مرغ ، چسب عسل محلول قند به‌عنوان محمل‌های رنگ استفاده می‌شد). امروزه متداولترین محمل‌های رنگدانه‌ها را آب یا روغن تشکیل می‌دهد. از این‌رو رنگها را به دو دسته رنگ‌های روغنی و رنگ‌های آلی تقسیم می‌کنند. انواع رنگدانه اکسیدها لیمونیت ( Fe2O3.2H2O ) برای تهیه رنگ قرمز مصرف می‌شود و یکی از قدیمی‌ترین رنگدانه‌هاست. هماتیت ( Fe2O3 ) برای تهیه رنگ قرمز روشن بکار می‌رود. دی‌اکسید تیتان ( TiO2 ) برای تهیه رنگ سفید روشن و بسیار مرغوب که در هوا تیره نمی‌شود، بکار می‌رود. معمولا آن را با سولفات باریم مخلوط می‌کنند. اکسید روی ( ZnO ) که از مهم‌ترین رنگدانه های سفید است و از تجزیه کربنات روی و یا سوزاندن فلز روی در هوا حاصل می‌شود. سرنج ( Pb2O3 ) که رنگ سرخ یا قرمز تیره دارد و بیشتر برای پوشانیدن سطح قطعات فولادی به‌منظور حفاظت آنها از زنگ زدن کاربرد دارد. سولفید روی و لیتوپن سولفید روی برای تهیه رنگ سفید مات مصرف می‌شود و از مزایای آن ، این است که بر خلاف سفیداب سرب در هوا سیاه نمی‌شود. این رنگدانه معمولا در تجارت بصورت مخلوطی از سولفید روی و سولفات باریم به نام لیتوپن مصرف دارد که رنگ سفید بسیار مرغوب است. سفیداب سرب این رنگ دانه عمدتا شامل Pb(OH)2 , PbCO3 که از قرن ها پیش شناخته شده بود. قدرت پوشش آنها زیاد است، ولی در هوا به‌علت وجود H2O به مرور سیاه می‌شود. برای تبدیل مجدد آن به رنگ سفید می‌توان از تاثیر پراکسید هیدروژن بر آن استفاده کرد. دوده چراغ و زغال استخوان یکی از اجزای رنگ سیاه و مرکب است و برای تغییر رنگ سفید به میزان دلخواه نیز مصرف می‌شود. رنگدانه‌های فلزی مانند پودر آلومینیم در روغن جلا که از آن برای حفاظت وسایل آهنی و فولادی استفاده می شود برنز آلومینیم ( آلیاژ Al, Cu ) در روغن جلا که از آن ، برای ایجاد رنگ بسیار زیبای طلایی برای دور قابها و ... استفاده می‌شود. رنگدانه‌های الوان رنگدانه‌های آبی: مهم‌ترین این این رنگدانه‌ها ، آبی پروس و آبی نیلی یا لاجورد است. آبی پروس یکی از مهم‌ترین رنگهای آبی است. لاجورد نیز یکی از رنگهای آبی مرغوب است که از حرارت دادن مخلوط کائولین ، کربنات سدیم ، گوگرد و زغال سنگ در غیاب هوا حاصل می‌شود. رنگ دانه های زرد: مهم ترین این رنگدانه‌ها ، کرومات روی و کرومات سرب است. از قطران زغال سنگ نیز رنگدانه‌های الوانی بصورت نمکهای نامحلول فلزات بدست می‌آید که در هیدروکسید آلومینین بصورت ژله می‌بندد. این ژله را پس از خشک کردن به‌صورت پودر با رنگدانه‌هایی نظیر کربنات کلسیم و سیلسس مخلوط می‌کنند و در انواع رنگهای مورد نیاز بکار می‌برند. رنگ‌های روغنی در این نوع رنگ‌ها ، رنگدانه را در یک روغن خشک شونده که استر گلیسیرین با اسیدهای چرب ، نظیر اسیدهای اولئیک و یا لینولنیک می‌باشد، حل می‌کنند. این روغن‌‌ها در هوا اکسیده شده ، به ترکیبات سیر شده تبدیل می‌شوند و لایه‌ای سخت مقاوم و محافظ تشکیل می‌دهند که از نفوذ آب در رنگدانه جلوگیری می‌کنند. رقیق‌کننده برای رقیق کردن و سهولت کاربرد رنگ بکار می‌رود و معمولا یک حلال هیدروکربنی نظیر ترپنتین است که به روغن تربانتین شهرت دارد. خشک کننده یکی از اجزای رنگ‌های روغنی است که در حقیقت نقش کاتالیزور را در تسریع اکسیداسیون و خشک شدن رنگ‌ها را دارد و معمولا مخلوطی از اکسید های سرب ، منگنز و کبالت در ( روغن بزرک ) بصورت استر مصرف می‌شود. رنگ‌های پلاستیکی با اضافه کردن رزین‌های سنتزی نظیر رزین حاصل از فنل و فرمالدئید که خاصیت پلاستیکی دارد، در روغن جلا ، رنگ‌های پلاستیکی حاصل می‌شود. این نوع رنگ‌ها به خاطر دوام و قابل شستشو بودن ، اهمیت و کاربردهای زیادی داردن. رنگ‌های لعابی یا مات با اضافه کردن رنگ‌هایی نظیر TiO2 به روغن جلا آن را به صورت مات درآورده ، بعد برای مات کردن هر نوع رنگی بکار می‌رود. رنگ اتومبیل این نوع رنگ‌ها ، باید این ویژگی را داشته باشند که به‌سرعت در هوا خشک شوند. برای این منظور ، رنگدانه را در حلالهای آلی بسیار فرار نظیر استات آمیل ، استات اتیل یا استات بوتیل حل می‌کنند. برای رنگ‌های متالیک ( فلزی ) ، از رنگدانه‌های فلزی استفاده می‌شود. رنگ‌های محلول در آب این نوع رنگ‌ها از معلق کردن رنگدانه‌ها در آب مخلوط با یک چسب محلول در آب تهیه می‌شوند. از رنگ‌های روغنی ارزانترند و قابل شستشو نمی‌باشند. رنگدانه و انواع آن معمولا مواد رنگی را به دو دسته پیگمانها ( رنگدانه‌ها ) و رنگها طبقه‌بندی می‌کنند. رنگدانه با رنگ متفاوت می‌باشد. تفاوت آنها در این است که رنگ بایستی توسط ماده مورد رنگرزی جذب شود در حالیکه رنگدانه فقط سطح جسم را رنگی می‌کند. رنگدانه‌ها در آب نامحلول هستند. اما می‌توان آنها را مانند رنگدانه‌های مورد مصرف در نقاشی ، توسط حلال مناسبی به صورت سوسپانسیون در آورد. اگر ساختمان شیمیایی رنگدانه را بتوان اندکی تغییر داد بطوری که در آب انحلال پذیر گردد، در اینصورت ممکن است بتوان آن را به عنوان رنگ در رنگرزی مصرف کرد. تاریخچه پیدایش پیگمانهای جدید در طول زمان به کندی صورت گرفت. بعد از سنتز اولین رنگ مصنوعی توسط "ویلیام پرکین" در سال 1856 متعاقباً در اوایل قرن بیستم ، پیگمانهای مصنوعی آلی تهیه و به بازار عرضه شدند. این پیگمانها دارای اهمیت خاصی بودند، زیرا علاوه بر موارد استعمال پیگمانهای معدنی ( لاکها ، رنگهای روغنی ، صنعت چاپ و … ) در رنگرزی الیاف و منسوجات هم بکار می‌رفتند. یکی از مهمترین اکتشافات در مورد پیگمانهای آلی ، کشف پیگمانهای فتالوسیانین در سال 1935 توسط شیمیدانهای شرکت رنگرزان اسکاتلند بود. رنگدانه‌ها رنگدانه‌ها یا پیگمانها ، مواد جامد تزئینی هستند که در شکل و اندازه‌های مختلف در حلالهای مربوط به حالت معلق تهیه و بکار می‌روند و مشتمل بر مواد سیاه – سفید و رنگی بوده ، موارد استفاده زیادی در رویه زدن ، رنگرزی انبوه و دیسپرسیون در هوا دارند. انواع رنگدانه‌ها معمولاً رنگدانه‌ها را براساس انواع شیمیایی به رنگدانه‌های معدنی یا آلی طبقه‌بندی می‌کنند، اما این رنگدانه‌های آلی یا معدنی می‌توانند طبیعی یا سنتزی باشند. رنگدانه‌های طبیعی و مصنوعی رنگدانه‌های معدنی طبیعی از پوسته زمین استخراج می‌شوند، خرد شده ، شسته شده ، از لحاظ اندازه درجه‌بندی می‌شوند. غالباً برای این رنگدانه‌های طبیعی ، معادل مصنوعی هم وجود دارد، یعنی رنگدانه از اجزاء دیگری در اثر یک فرآیند شیمیایی ساخته می‌شود. ظاهراً از نظر شیمیایی با نمونه طبیعی یکسان است، ولی اغلب خواص متفاوتی دارد و معمولاً به خاطر شکل بلوری مطلوبتر ، خلوص بیشتر و دانه‌بندی مطلوبتر ، مرغوبتر از نوع طبیعی می باشد. رنگدانه‌های معدنی طبیعی که هنوز اهمیت دارند، از خانواده اکسید آهن می‌باشند که عبارتند از: گل اخرا ، گل ماشی (خاک سرخ) ، اخرای زرد ، اکسیدهای آهن قرمز زرد و سیاه. رنگدانه‌های آلی امروزه رنگدانه‌های آلی به مراتب بیشتر از رنگدانه‌های معدنی می‌باشند. بعضی از جدیدترین رنگدانه‌ها ساختمان آلی فلزی دارند. بیشتر رنگدانه‌های آلی ، مواد شیمیایی آلی هستند که روی یک هسته معدنی هیدروکسید آلومینیوم رسوب داده شده‌اند. از مهمترین رنگدانه‌های آلی می‌توان به گروه فتالوسیانین‌ها اشاره کرد که طیف رنگهای آبی و سبز را در بر می‌گیرند و فتالوسیانین مس ، رنگدانه آبی می‌باشد که به علت خواص مقاومتی خوب در برابر عوامل مختلف ، یک رنگدانه با ارزش به شمار می‌رود. فتالوسیانین‌ها را از فتالیک و اوره سنتز می‌کنند. رنگدانه‌های آلی ، به صورتی که امروزه در صنعت استفاده می‌شوند، در طبیعت یافت نمی‌شوند و تقریباً همه آنها سنتزی می‌باشند. عمده‌ترین رنگدانه‌های معدنی پیگمانهای سفید پیگمانهای قرمز سرنج شنگرف پیگمانهای زرد و نارنجی CdS پیگمانهای آبی پیگمانهای لاجورد یا اولترامارین پیگمانهای سبز Cr2O3 کاربرد عمده پیگمانها موارد استعمال عمده پیگمانها در لاکها ، رنگهای روغنی ، ورنی‌ها ، رنگهای سلولزی ، رنگهای پلاستیکی ، مرکبهای چاپ و رنگرزی کاغذ و تاسیسات آهنی می‌باشد. صنایع پوششی عمده‌ترین موارد استعمال پیگمانها می‌باشد. امروزه پوشش سطح وسایل فلزی و چوبی بناها ، وسایل نقلیه و … اهمیت فراوانی دارد زیرا این وسایل توسط رنگ از عوامل مختلف مثل هوا ، رطوبت و ترکیبات شیمیایی محافظت می‌شوند. در رنگ زدن اشیا به زیباتر شدن آنها کمک می‌کند.
+ نوشته شده در  چهارشنبه 1 آبان1387ساعت 22:28  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 
فرایند تبلور علاوه بر این که امروزه نقش اساسی در پیشرفت علم و به خصوص علم شیمی دارد، جایگاه فوق العاده ای نیز در صنعت دارد. به عنوان مثال: نمکی که ما هر روزه در غذا به عنوان چاشنی مصرف می کنیم (نمک سفید) محصول یک فرایند رشد بلور است. در حقیقت کریستالیزاسیون را می توان نوعی خالص سازی، به منظور رسیدن به یک محصول با خصوصیات خاص (بر اساس ساختار بلوری آن) دانست. خالص بودن محصول در صنایعی نظیر صنایع دارویی از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.

همه شما با ترکیب کربنات کلسیم (CaCO3) آشنا هستید. ساده ترین روش تولید این ترکیب واکنش دمیدن دی اکسید کربن به محلول آب آهک (Milk of Lime) است:
    Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
     
    استفاده هایی که امروزه از این ترکیب می شود به قدری گسترش یافته که می توان در مورد آنها یک کتاب حجیم نوشت. ولی به طور خلاصه در اینجا به چند نمونه اشاره می کنم:
     
    ۱) استفاده به عنوان ترکیب خنثی کننده اسید معده (Antacid) در داروسازی
     
    ۲) استفاده به عنوان پرکننده و بالا بردن اثر پوششی و درخشنده گی در صنایع رنگ
     
    ۳) به عنوان پرکننده و استحکام دهنده در صنایع پلاستیک، لاستیک و پلیمری
     
    ۴) به عنوان ماده اصلی در صنایع کاغذ سازی به خصوص در تولید کاغذ اسیدی و گلاسه
     
    5) به عنوان پر کننده در خمیر دندان (البته امروزه با آمدن خمیر دندان های ژلی مصرف  کمتری دارد .)
     
    ۶) استفاده گسترده در صنایع چسب (به خصوص در چسب های سرامیکی)
     
    ۷)در صنایع غذایی به عنوان غنی سازی منابع غذایی با کلسیم برای مثال: در تولید شیر سویا (Soy Milk) و جلوگیری از بیماریهای شایع استخوانی نظیر آرتروز امروزه نقش مهمی دارد.
     
    ۸) به عنوان جلوگیری کننده از اثرات مخرب باران های اسیدی بر اکوسیستم های حساس (نظیر دریاچه ها و کشتزارها) با اضافه کردن به محیط و نقش خنثی کننده گی بسیار خوب آن.
+ نوشته شده در  چهارشنبه 25 مهر1386ساعت 18:35  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 
آمونیاک ، مهمترین ترکیب هیدروژنه ازت بوده ، در طبیعت از تجزیه مواد آلی ازت دار حاصل می‌گردد. این ماده ، گازیست بی‌رنگ با مزه فوق‌العاده تند و زننده که اشک‌آور و خفه‌کننده نیز می‌باشد. گاز آمونیاک از هوا سبک‌تر بوده ، به‌سهولت به مایع تبدیل می‌شود.

 

آمونیاک
آمونیاک ، مهمترین ترکیب هیدروژنه ازت بوده ، در طبیعت از تجزیه مواد آلی ازت دار حاصل می‌گردد. این ماده ، گازیست بی‌رنگ با مزه فوق‌العاده تند و زننده که اشک‌آور و خفه‌کننده نیز می‌باشد. گاز آمونیاک از هوا سبک‌تر بوده ، به‌سهولت به مایع تبدیل می‌شود.
● اطلاعات کلی
آمونیاک ، مهمترین ترکیب هیدروژنه ازت بوده ، در طبیعت از تجزیه مواد آلی ازت دار حاصل می‌گردد. این ماده ، گازیست بی‌رنگ با مزه فوق‌العاده تند و زننده که اشک‌آور و خفه‌کننده نیز می‌باشد. گاز آمونیاک از هوا سبک‌تر بوده ، به‌سهولت به مایع تبدیل می‌شود. آمونیاک در آب بسیار محلول است و در منهای ۷۷,۷ درجه سانتی‌گراد منجمد و در منهای ۳۳,۵ درجه سانتی‌گراد به جوش می‌آید.
وزن مخصوص محلول اشباع آمونیاک ۰,۸۸ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.
● موارد استفاده
در کارخانجات یخ سازی ، در ساخت کودهایی از قبیل نیترات ، سولفات و فسفات آمونیوم ، تهیه اسید نیتریک ، دارو و مواد منفجره بکار می‌رود.
آمونیاک تجارتی
محلول آمونیاکی که معمولا در تجارت ، خرید و فروش می‌شود، ۲۰ تا ۲۲ درجه سوم (۲۰.۷ درصد و تکاتف نسبی آن d=۰,۹۲) و یا ۲۸ تا ۲۹ درجه (۳۲.۷ درصد آمونیاک) می‌باشد.
● روشهای تهیه آمونیاک
آمونیاک را می‌توان اصولا از سه منبع زیر تهیه کرد:
[LIST=1]

  • تقطیر زغال سنگ که از آبهای آمونیاکی آن ، ابتدا آمونیاک و سپس سولفات آمونیاک تهیه می‌کنند.
  • سنتز مستقیم
  • تهیه سینامالدئید و سیانوزها
● تقطیر زغال سنگ برای تهیه آمونیاک
منظور از تقطیر زغال سنگ استفاده از گازهای سوختنی و یا کک برای صنایع فلزسازی است که بحث مفصلی را تشکیل می‌دهد و مربوط به این برنامه نیست. لیکن در این جا آن قسمت از عملیات تقطیر که مربوطه به تهیه آمونیاک و سولفات آن است، از نظر تکمیل این مبحث بررسی می‌شود.
زغال سنگ ، دارای ۱ تا ۱,۵ درصد نیتروژن آلی است و در موقعی‌که آب را تقطیر کنیم، قسمتی از این نیتروژن ، بصورت آزاد و قسمت دیگری به حالت آمونیاک و ترکیبات آمونیاکی فرار و غیر فرار از دستگاههای تقطیر خارج می‌شود و در خنک کننده هایی که به همین منظور بعد از قرنهای تقطیر قرار داده‌اند، مخلوط با قطرانهای زغال سنگی جمع آوری می‌گردد.
● نمکهای آمونیاکی
نمکهای آمونیاکی که از تقطیر زغال سنگ بدست می‌آیند، بر دو نوعند: نمکهای فرار مانند کربنات آمونیوم CO۳(NH۴)۲ و سولفیدرات SHNH۴ و S(NH۴)۲ که به‌آسانی بوسیله بخار آب برده می‌شوند، نمکهای ثابت و غیر
فرار مانند کلرید آمونیوم NH۴Cl و هیپوسولفیت S۲O۳(NH۴)۲ و غیره که بوسیله باز غیر فراری مانند آهک تجزیه می‌گردند.
ضمنا باید متذکر شد، آمونیاکی که از تقطیر یک تن زغال سنگ حاصل می‌شود، طبعا با مقدار ازت موجود در زغال متغیر است و این مقدار بین ۱,۴ کیلوگرم تا ۴,۶ کیلوگرم نوسان دارد و به‌ندرت در بعضی از انواع زغال سنگها این مقدار به ۷,۲ کیلوگرم می‌رسد.
معمولا هرگاه عمل تقطیر زغال سنگ را در مجاورت ۲,۵ درصد آهک انجام دهند، بهره آمونیاک تا ۲۰ درصد افزایش نشان می‌دهد و به هر صورت ، آمونیاک و کلیه ترکیبات آمونیاکی را که در بالا نام بردیم، می‌توان در دستگاههای خنک کننده از قطرانهایی که همراه آنها می‌باشند، جدا کرد و اصطلاح صنعتی این قبیل محلولهای آمونیاکی را آبهای آمونیاکی می‌نامند که آنها را ابتدا در ستونی تقطیری وارد می‌کنند. سپس تحت تاثیر شیر آهک قرار می‌دهند و در آنجا آمونیاک و املاح فرار آنها بوسیله بخار آب برده می‌شوند، در حالیکه املاح غیر فرار تحت تاثیر شیر آهک ، تجزیه و به آمونیاک تبدیل می‌گردند.
● خطرات آتش سوزی و انفجار
آمونیاک ، گازیست قابل اشتعال و حدود اشتعالش ۱۶ تا ۲۵ درصد حجمی گاز آمونیاک در هوا می‌باشد. حضور مواد نفتی و دیگر مواد قابل اشتعال ، خطر حریق را افزایش می‌دهند. محلول غلیظ اکسید نقره از محلول آمونیاک حل شده و تولید فولمینات نقره به فرمول CNOAg می‌نماید که ماده ای شدیداً قابل انفجار است. همچنین گاز آمونیاک در اثر حرارت از ۴۰۰ درجه به بالا تجزیه شده ، تولید هیدروژن می‌نماید.
● خطرات بهداشتی
سبب تحریکات سیستم تنفسی ، ‌پوست و چشم شده و با آسیب رساندن به ریه‌ها در اثر مواجهه با حجم زیاد این گاز می‌تواند سبب مرگ شود. در صورت تماس با آمونیاک مایع ، سوختگی شدید در محل تماس ایجاد می‌گردد. آستانه مجاز مواجهه با آن ، ppm ۵۰ است و جهت کمکهای اولیه ، قسمتهای آلوده سطح بدن را با آب و صابون شسته و چشمها را نیز با آب فراوانی شستشو داد و به پزشک مراجعه نمود.
● طریقه اطفاء حریق
در صورتی‌که سیلندر گاز آمونیاک مشتعل شد، نباید شعله آن را خاموش نمود، مگر اینکه قبلاً بتوان جریان گاز را قطع کرد. در حین عملیات اطفاء ، باید سیلندرهای حاوی گاز آمونیاک را با آب خنک نمود. از پودر شیمیایی خشک یا گاز کربنیک یا آب به‌صورت اسپری جهت اطفاء می‌توان استفاده نمود. به هنگام عملیات باید از لباس کاملاً ایمن و سیستم حفاظتی دستگاه تنفس استفاده کرد.
● طریقه نگهداری و حمل ونقل
آمونیاک باید در سیلندرهای استیل نگهداری و توسط تانکرهای مخصوص آن حمل گردد. باید سعی نمود از رسیدن تنشهای فیزیکی و حرارت زیاد به ظروف محتوی آمونیاک جلوگیری شود. انبار و محل نگهداری آن باید مقاوم در برابر حریق بوده و دارای سیستم اعلام و اطفاء اتوماتیک باشد. آمونیاک باید جدا از موادی چون گازهای اکسید کننده ، کلر ، برم ، ید و اسیدها نگهداری شود.
+ نوشته شده در  چهارشنبه 25 مهر1386ساعت 18:34  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 
تیم تحقیقاتی دانشگاه پیام نور از ابداع روشی شیمیایی برای تهیه نانوذرات اکسید سرب با استفاده از محلول نیترات سرب و کربنات سدیم در حضور افزودنی پلی وینیل پیرولیدون (PVP) و امواج اولتراسونیک خبر داد.

نانواکسید سرب سنتز شده به عنوان ماده فعال آندی با ظرفیت دشارژ 140 میلی آمپر ساعت به ازای هر گرم در ساخت باتری مورد استفاده قرار می‌گیرد که در مقایسه با آندهای صنعتی و آندهای آزمایشگاهی گزارش شده است از ظرفیت به مراتب بالاتری برخوردار است.

به گفته تیم تحقیقاتی دانشگاه پیام نور، در این کار تحقیقی اثر پارامترهای مؤثر مختلفی نظیر غلظت نیترات سرب، غلظت کربنات سدیم، دما، انواع مواد افزودنی و امواج اولتراسونیک به روش یک عامل در یک زمان برای دستیابی به ریزترین ذرات ممکن بررسی و بهینه سازی شدند.

در شرایط بهینه بررسی مورفولوژی و اندازه ذرات اکسید سرب به کمک دستگاه میکروسکوپ الکترونی (SEM) نشان داد که توسط این روش ساختار یکپارچه و بسیار متخلخل با ابعاد 20 تا 40 نانومتر حاصل شده است.

نانو اکسید سرب سنتز شده به عنوان ماده فعال آندی در ساخت باتری مورد استفاده قرار گرفت.

خمیر آندی اسید سولفوریک تهیه و خمیر حاصل بر روی الکترودهایی از جنس آلیاژ سرب ــ کلسیم، خمیر مالی شده و پس از کیورینگ و خشک شدن به مدت 48 ساعت با ولتاژ ثابت در مقابل کاتد تجاری دی اکسید سرب شارژ شدند.

تیم تحقیقاتی دانشگاه پیام نور متشکل از دکتر حسن کرمی، دکتر محمد علی کریمی و مهندسی سعید حقدار نتایج این کار تحقیقاتی را به عنوان اختراع در اداره مالکیت صنعتی به ثبت رساندند.
+ نوشته شده در  سه شنبه 24 مهر1386ساعت 11:41  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 
 تاریخچه
"هارولد یوری" (‪ (Harold Urey , 1893-1981‬شیمیدان و از پیشتازان فعالیت روی ایزوتوپها که در سال ‪ ۱۹۳۴‬جایزه نوبل در شیمی گرفت،در سال ‪۱۹۳۱‬ میلادی "ایزوتوپ هیدروژن سنگین"را که بعدها به منظور افزیش غلظت آب مورد استفاده قرار گرفت، کشف کرد.

همچنین در سال ‪ "،۱۹۳۳‬گیلبرت نیوتن لوئیس"(‪(Gilbert Newton Lewis‬ شیمیدان و فیزیکدان مشهور آمریکیی و استاد هارولد یوری،توانست برای اولین بار نمونه آب سنگین خالص را بوسیله عمل الکترولیز بوجود آورد.

اولین کاربرد علمی از آب سنگین در سال در سال ‪ ۱۹۳۴‬توسط دو بیولوژیست بنامهای هوسی (‪ (Hevesy‬و هافر(‪ (Hoffer‬صورت گرفت.

آنها از آب سنگین برای آزمایش ردیابی بیولوژیکی، به منظور تخمین میزان بازدهی آب در بدن انسان، استفاده قرار دادند.


* آب سنگین : مفهوم و مراحل تولید
آب سنگین ( ‪ (D20‬نوع خاصی از مولکولهای آب است که در آن ایزوتوپهای هیدروژن حضور دارند.

این نوع از آب کلید اصلی تهیه پلوتونیوم از اورانیوم طبیعی است و به همین دلیل تولید و تجارت آن تحت نظر قوانین بین‌المللی صورت گرفته و بشدت کنترل می‌شود.

با کمک این نوع از آب می‌توان پلوتونیوم لازم بری سلاح هی اتمی را بدون نیاز به غنی‌سازی بالی اورانیوم تهیه کرد. از کاربردهای دیگر این آب می توان به استفاده از آن در رآکتورهای هسته‌ای با سوخت اورانیوم، بعنوان متعادل‌کننده (‪ (Moderator‬به جای گرافیت و نیز عامل انتقال گرمای رآکتور نام برد.

آب سنگین واژه‌ای است که معمولا به اکسید هیدروژن سنگین،‪ D2O‬یا ‪ ۲H2O‬اطلاق می شود.

هیدروژن سنگین یا دوتریوم (‪ (Deuterium‬ایزوتوپی پایدار از هیدروژن است که به نسبت یک به ‪ ۶۴۰۰‬از اتمهای هیدروژن درطبیعت وجود دارد.

خواص فیزیکی و شیمیایی آن به نوعی مشابه با آب سبک ‪ H2O‬است.

اتم‌های دوتریوم ایزوتوپ‌های سنگینی هستند که بر خلاف هیدروژن معمولی، هسته آنها شامل نوترون نیز هست.

جایگزینی هیدروژن با دوتریوم در مولکولهای آب سطح انرژی پیوندهای مولکولی را تغییر داده و طبیعتا" خواص متفاوت فیزیکی، شیمییی و بیولوژیکی را موجب می شود، بطوری که ین خواص را در کمتر اکسید ایزوتوپی می‌توان مشاهده کرد.

بعنوان مثال ویسکوزیته (‪ (Viscosity‬یا به زبان ساده‌تر چسبندگی آب سنگین به مراتب بیشتر از آب معمولی است.

آب سنگین آبی است که در مقایسه با آب معمولی دیرتر می‌جوشد و زودتر یخ می زند و همانطور که ذکر شد "گیلبرت نیوتن لوییس" نخستین بار نمونه آن را از آب سنگین خالص در سال ‪ ۱۹۳۳‬به دست آورد.

هیدروژن طبیعی دارای دو ایزوتوپ است:ایزوتوپ هیدروژن سبک که تقریبا ‪ ۹۹/۹۸‬درصد هیدروژن موجود را تشکیل می‌دهد و ایزوتوپ هیدروژن سنگین یا دوتریوم که مقدار آن ‪۱۵‬درصد است.

ایزوتوپ دوتریوم برخلاف هیدروژن معمولی دارای یک نوترون است.آب معمولی از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است،در حالی که آب سنگین، از یک اتم اکسیژن و دو اتم دوتریوم(‪ (D‬تشکیل شده است.

برای تولید آب سنگین باید مولکول‌های آب حاوی هیدروژن سنگین (دوتریوم) را از مولکول‌های آب معمولی جدا کنند یا از داخل هیدروژن ،اتم‌های هیدروژن سنگین یا دوتریوم را جدا و خالص کنند.

جرم مولکولی آب معمولی ‪ ۱۸‬و جرم مولکولی آب سنگین ‪ ۲۰‬است.

از لحاظ خواص شیمیایی تفاوت چندانی با خواص آب معمولی نداشته و اختلافات جزئی وجود دارد اما از لحاظ هسته‌ای هیدروژن معمولی می‌تواند نوترون را جذب کند ،اما احتمال جذب نوترون توسط هیدروژن سنگین بسیار کم است.

به دلیل تفاوت مشخصات هسته‌ای دوتریوم با هیدروژن ازلحاظ "تکانه زاویه‌ای و گشتاور مغناطیسی "از آب سنگین و دوتریوم در زمینه‌های مختلف تحقیقاتی نیز استفاده می‌شود.

به عنوان مثال رفتار آب سنگین در دستگاه‌های ‪ MRI‬با رفتار هیدروژن معمولی متفاوت است.

در فعالیت‌های تحقیقاتی به منظور بررسی برخی خواص از موادی استفاده می کنند که هیدروژن طبیعی را در آن با هیدروژن سنگین (دوتریوم) جایگزین کرده اند.

یکی از کاربردهای دوتریوم استفاده در تولید نوترون در شتاب‌دهنده ها و تولید انرژی در "راکتورهای گداخت" است.


* آب نیمه سنگین
چنانچه دراکسید هیدروژن تنها یکی از اتمهای هیدروژن به ایزوتوپ دوتریوم تبدیل شود نتیجه حاصله (‪ (HDO‬را آب نیمه سنگین می‌گویند.

در مواردی که ترکیب مساوی از هیدروژن و دوتریوم در تشکیل مولکوهای آب حضور داشته باشند، آب نیمه سنگین تهیه می‌شود.

دلیل ین امر تبدیل سریع اتم هی هیدروژن و دوتریوم بین مولکولهای آب است، مولکول آبی که از ‪ ۵۰‬درصد هیدروژن معمولی ( ‪ (H‬و ‪ ۵۰‬درصد هیدروژن سنگین(‪ (D‬تشکیل شده است، در موازنه شیمیایی در حدود ‪ ۵۰‬درصد ‪ HDO‬و ‪۲۵‬ درصد آب (‪ (H2O‬و ‪ ۲۵‬درصد ‪ D2O‬خواهد داشت.

نکته قابل توجه آن است که آب سنگین را نباید با با آب سخت که اغلب شامل املاح زیاد است و یا یا آب تریتیوم (‪ (T2O or 3H2O‬که از ایزوتوپ دیگر هیدروژن تشکیل شده است، اشتباه گرفت.

تریتیوم ایزوتوپ دیگری از هیدروژن است که خاصیت رادیواکتیو دارد و بیشتر برای ساخت موادی که از خود نور منتشر می‌کنند، بکار برده می‌شود.


* آب با اکسیژن سنگین
آب با اکسیژن سنگین،در حالت معمول ‪ H218O‬است که به صورت تجارتی در دسترس است ببیشتر برای ردیابی بکار برده می‌شود.

بعنوان مثال با جایگزین کردن این آب (از طریق نوشیدن یا تزریق) در یکی از عضوهای بدن می‌توان در طول زمان میزان تغییر در مقدار آب این عضو را بررسی کرد.

این نوع از آب به ندرت حاوی دوتریوم است و به همین علت خواص شیمیایی و بیولوژیکی خاصی ندارد ،برای همین به آن آب سنگین گفته نمی‌شود.

ممکن است اکسیژن در آنها بصورت ایزوتوپهای ‪ O17‬نیز موجود باشد، در هر صورت تفاوت فیزیکی ین آب با آب معمولی تنها چگالی بیشتر آن است.
+ نوشته شده در  سه شنبه 24 مهر1386ساعت 11:38  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

 

آشنایی با روشها و نحوه عملیات واحدهای تولیدی در صنایع شیمیایی ، یکی از مباحث ضروری است که باید هر شیمیست یا مهندس شیمی ، اطلاعات و دانش لازم را در مورد آن داشته باشد تا بتواند با شناخت فناوری و نحوه تغییر مواد خام به محصولات طی فرایندهای صنعتی ، ساده‌ترین ، اقتصادی‌ترین و کاراترین روش را انتخاب کند. اغلب واکنشها در محلولها انجام می‌شود و مواد واکنشی در طی فرآیند ، میان واکنشگاه ، لوله‌های انتقال و سایر عناصر جریانی ، به حرکت در می‌آیند. در واقع کنترل دقیق چنین فرآیندی ، مستلزم داشتن اطلاعات کافی نسبت به مباحث شیمی صنعتی مثل مکانیک سیالات ، اندازه گیری دبی و سایر پارامترهای وابسته به آن و ... می‌باشد.

مرحله شیمیایی صنعتی

دستگاههای مورد مصرف ، ویژگی یک مرحله شیمیایی را تعیین می‌کنند. یک مرحله در مقیاس آزمایشگاهی ، معمولا از دستگاههای کوچک و شیشه‌ای و در شرایط نسبتا ملایم انجام می‌گیرد. در حالی که اگر در مرحله‌ای شرایط سخت باشد، دستگاههای بکار رفته ، معمولا فلزی یا سرامیکی و در مقیاس بزرگ و محصول به دست آمده نیز در حد تن خواهد بود. در این صورت مرحله ، مرحله شیمیایی صنعتی نامیده می‌شود.

راکتورها

راکتورها ، دستگاههایی هستند که در کارخانجات شیمیایی ـ صنعتی ، واکنش‌ها در آنها صورت می‌گیرد. بنابراین ساختار یک کارخانه با راکتورها هویت می‌یابد.

عمل اساسی راکتورها

  • ایجاد بیشترین تماس بین اجزایی که در واکنش‌ها در فاز همگن شرکت می‌کنند. (واکنشگرها و کاتالیست‌ها)

  • اطمینان از اینکه واکنش ، تحت شرایط فیزیکی خواسته شده صورت گرفته است (دما ، فشار ، زمان تماس). انتخاب نوع راکتور باید طوری باشد که از نقطه نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد.



 


تصویر
نوعی دستگاه تبخیر کننده


 

طبقه بندی راکتورها

راکتورها را معمولا با توجه به 3 عامل زیر طبقه بندی می کنند.

بر حسب روشی که طی آن مرحله واکنش صورت می‌گیرد (راکتورهای طبقه الف)

  • راکتورهای پیوسته: بر حسب مصرف کاتالیست و بر حسب اینکه واکنش در چند فاز صورت می‌گیرد، دو نوعند: همگن و ناهمگن.

  • راکتورهای نیمه پیوسته: ویژگی ورود پیوسته مواد و خروج پیوسته برخی مواد هستند. راکتورهای خمره‌ای معمولا از این نوع هستند.

  • راکتورهای ناپیوسته: برای موادی طراحی شده‌اند که در مدت معینی ، طبق برنامه ریزی انجام شده در راکتورها باقی بمانند تا اینکه واکنش کامل شود. اغلب به شکل خمره‌ای و استوانه‌ای هستند.

طبقه بندی بر حسب سیستم تبادل حرارتی که انتخاب شده است (راکتورهای طبقه ب)

  • راکتورهای آدیاباتیک: طراحی آنها طوری است که در طول مدت کنترل دما ، بدنه راکتور در انتقال گرما شرکت نمی‌کند.

  • راکتورهای غیر آدیاباتیک: بدنه راکتور در انتقال گرما شرکت می‌کند.

راکتورهای ذکر شده ، در سنتز آمونیاک و اکسیداسیون SO2 به SO3 مورد استفاده قرار می‌گیرد.

طبقه بندی بر حسب ویژگی فیزیکی موادی که برای واکنش انتخاب شده‌اند (راکتورهای طبقه ج)

  • راکتورهای واکنش‌های همگن

  • راکتورهای واکنش‌های ناهمگن

اگر قرار باشد واکنشی در فاز همگن صورت گیرد بر حسب نوع مراحل از راکتورهای پیوسته یا ناپیوسته طبقه الف استفاده می‌کنند. اما اگر واکنش‌ها در بیش از یک فاز صورت گیرد، گستره راکتورهای مورد مصرف زیاد خوااهد بود. مثلا بر حسب اینکه کاتالیست ، پودر یا گرانول باشد، نوع راکتور فرق خواهد کرد.

طبقه‌بندی‌های دیگر

طبقه‌بندی‌های دیگری هم با توجه به وضعیت تغذیه راکتور یا عملیات سینماتیک یا تخلیه مواد شرکت کننده در واکنش وجود دارند. همچنین می‌توان آنها را بر حسب حلال‌ها و رقیق کننده‌ها و ... انتخاب کرد. در هر حال راکتورها را برای اهداف مختلف بر حسب نوع کارخانه و شرایط آن انتخاب می‌کنند.

+ نوشته شده در  پنجشنبه 12 مهر1386ساعت 18:49  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 

دید کلی

صنایع پتروشیمی(Petrochemical industry) ، بخشی از صنایع شیمیایی است که فرآورده‌های 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 کرده است.

img/daneshnameh_up/4/43/p-palayesh.jpg

تاریخچه

اقوام متمدن دوران باستان ، بویژه سومری‌ها و آشوری‌ها و بابلی‌ها ، در حدود چهار هزار و پانصد سال پیش در سرزمین بین‌النهرین (محل عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که در دریاچه قیر بدست می‌آمد، آشنایی داشتند. آنان از خود قیر به عنوان ماده غیر قابل نفوذ ، استفاده می‌کردند. رومی‌ها و یونانی‌ها نیز مواد قیری را برای غیر قابل نفوذ کردن بدنه کشتیها بکار می‌بردند. همچنین برای روشنایی و گرم کردن نیز از آن بهره می‌جستند.

با توسعه و پیشرفت تکنولوژی
حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی ، جهش حیرت‌آوری بوجود آمد. بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نفش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد.

صنایع گوناگون پتروشیمی

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 فرآورده‌های 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 و تلاش بر این است تا بدنه اتومبیل را از مواد پلاستیکی که آنها را ازپلیمریزاسیون ترکیبات نفتی می‌توان بدست آورد، بسازند.

  • فرآورده‌های 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. بویژه تقریبا تمام مواد پاک کننده ، باکتری کشها و غیره ، از مشتقات نفتی و محصولات پتروشیمی می‌باشد.

تصویر
مولکول C60

ترکیبات نفت خام و فراورده‌های نفتی

اتمهای کربن و هیدروژن بطور حیرت آوری می‌توانند ضمن ترکیب شدن با یکدیگر ، تعداد فوق‌العاده‌ زیادی از ترکیبات هیدروکربنی زنجیری و حلقوی آروماتیکی را بوجود آورند، بطوری که تا کنون هیدروکربنی که در ساختار مولکولی آن 60 اتم کربن شرکت داشته باشد، ردیابی شده است. از طرفی با افزایش تعداد اتمهای کربن بر تعداد ایزومرهای هیدروکربنی نیز افزوده می‌شود.

بطور مثال هیدروکربنی که 30 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 اصطلاحا آنرا نفتن گویند و هیدروکربنهای سیرنشده زنجیری اتیلن و استیلن. هرچه درصد تشکیل دهنده‌های نفت در دماهای پایین بیشتر باشد، مرغوبیت آن بیشتر است.

گازهای طبیعی

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 85 درصد ) پروپان ، بوتان ، منو اکسید کربن و هیدروژن (گاز سنتز) همراه با مقداری دوده است.

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

تصویر

محصولات صنایع پتروشیمی ایران

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

کودهای شیمیاییاوره ، 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 دهها هزار مشتقی که از نفت و گازهای طبیعی به کمک تکنولوژی پیشرفته پتروشیمیایی بدست می‌آید، بسیار اندک بوده، نشان می‌دهد که باید همت و تلاش بیشتری در این زمینه باید بکار برد تا به واقعیت نزدیکتر شد.
 

javascripts



google
بزرگترین سایت جاوا اسکریپت ایران
Clock And Date