جزوه آموزشی شناخت اصول فرآیندهای شیمیایی

با توجه به اهمیت فرآیندها و واکنش های شیمیایی که پایه و اساس صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی می باشند، شناخت اصول فرآیندها و واکنش های شیمیایی امری لازم وضروری است. از جمله اعمالی که در صنعت پتروشیمی به آن می پردازند جدا سازی اجزاء از یکدیگر و به دست آوردن موادی با کارآیی بیشتر می باشد. به این منظور فرآیندهایی نظیر تقطیر، جذب، دفع، رطوبت زنی، رطوبت زدایی، تصع ید، خشک کردن، جذب سطحی، تبلور، استخراج و...را می توان نام برد.
این فرآیندها گاهی توأم با انتقال جرم و گاهی بدون انتقال جرم صورت می گیرند، همچنین برخی از این فرآیندها همراه و یا بدون واکنش شیمیایی انجام می پذیرند.
علاوه بر این در صنعت پتروشیمی بررسی و انجام واکنش های شیمیایی با روش هایی نظیر الکترولیز، کراکینگ، رفورمینگ، پلیمریزاسیون، ایزومریزاسیون، هیدروژناسیون، هیدروژن زدایی ، نیتراسیون، اکسیداسیون، کلریناسیون، هیدراسیون، دهیدراسیون، آلکیلاسیون، کربوکسیلاسیون، گوگرد زدایی، سولفوناسیون، آموکسیداسیون، ولکانیز اسیون و... صورت می گیرد.
این روش ها می تواند در حضور کاتالیست و یا بدون حضور آن انجام گیرند. حضور کاتالیست در رآکتور واکنش، در کنار شرایط عملیاتی دما، فشار و غلظت مناسب واکنش را در جهت مورد نظر و مطلوب هدایت می نماید.
در این جزوه آموزشی پس از اشاره به اصول تفکیک به برخی از مهمترین فرآیندها و روش های شیمیایی مربوط به آنها مانند فرآیندهای تقطیر، جذب، خشک کردن، رطوبت زنی ، رطوبت زدایی و اختلاط روش های شیمیایی کراکینگ، رفرمینگ و پلیمریزاسیون اشاره می شود و اثر کاتالیست در واکنش های شیمیایی بررسی می گردد.

» فهرست مطالب:

مقدمه
اصول تفکیک

• 1-1 عملیات جداسازی
• 1-2 انواع عملیات انتقال جرم با توجه به نحوه تماس و قابلیت امتزاج پذیری دو فاز
  1-2-1 تماس مستقیم دو فاز نامحلول
  1-2-2 تماس مستقیم دو فاز محلول
  1-2-3 تماس غیر مستقیم دو فاز که توسط غشاء از یکدیگر جدا شده اند
  1-2-4 استفاده از کشش سطحی
• 1-3 انواع عملیات انتقال جرم با توجه به نوع مجاور نمودن دو فاز
  1-3-1 عملیات مستقیم
  1-3-2 عملیات غیر مستقیم
• 1-4 دستگاه های عملیاتی
• 1-5 تغییر حالت مواد
• خودآزمایی

تقطیر

• تعاریف
• 2-1 فرآیند تقطیر
• 2-2 معلومات و مجهولات جهت محاسبه برج تقطیر
• 2-3 انواع فرآیند تقطیر
  2-3-1 تقطیر پیوسته
  2-3-2 تقطیر ناپیوسته
  2-3-3 تقطیر اتمسفری
  2-3-4 تقطیر در خلاء
  2-3-5 تقطیر آزئوتروپ
  2-3-6 تقطیر استخراجی
  2-3-7 تقطیر مولکولی
• 2-4 معرفی پارامترهای مهم، تجهیزات داخلی و اتصالات جانبی
  2-4-1 جداره برج
  2-4-2 قطر برج
  2-4-3 سینی های داخل برج
          2-4-3-1 فواصل سینی ها
          2-4-3-2 سینی با یک یا چند گذر
  2-4-4 ناودان
  2-4-5 بند
  2-4-6 پرکن (Packing)
  2-4-7 دریچه عبور اپراتور (Manhole)
  2-4-8 صفحه نگهدارنده
  2-4-9 توزیع کننده های مایع
  2-4-10 صفحه بازدارنده
  2-4-11 دستگاه بازیابی مایع
  2-4-12 ریبویلر
          2-4-12-1 انواع ریبویلر
          2-4-12-2 استفاده از بخار آب مستقیم یا Open Steam
  2-4-13 کندانسورها
  2-4-14 مخزن رفلاکس (Reflux)
  2-4-15 جداساز (Separator)
  2-4-16 فیلتر
  2-4-17 اژکتور
  2-4-18 پمپ
  2-4-19 شیر
  2-4-20 انواع دماسنج ها
  2-4-21 انواع فشار سنج ها
• 2-5 کاهش بازده
  2-5-1 انباشتگی Loading
  2-5-2 طغیانFlooding
  2-5-3 ایجاد کف Foaming
  2-5-4 پدیده ریزش Weeping
  2-5-5 پدیده ماندگی Entrainment
  2-5-6 خوردگی Corrosion
  2-5-7 رسوب Deposit
• 2-6 در سرویس قرار دادن برج ها
• خودآزمایی

جذب

• تعاریف
• 3-1 فرآیند جذب گاز
• 3-2 استفاده از قانون رائولت و قانون هنری در رسم منحنی تعادلی
• 3-3 ضوابط انتخاب حلال در عمل جذب
• 3-4 بررسی میزان ضریب جذب A
• 3-5 عملیات همدما و غیر همدما
• 3-6 دستگاه های واحدهای عملیاتی جذب و دفع
• خودآزمایی

خشک کردن

• تعاریف
• 4-1 عملیات خشک کردن
• 4-2 تقسیم بندی خشک کن ها
  4-2-1 تقسیم بندی بر اساس نحوه انتقال حرارت
         4-2-1-1 خشک کن آدیاباتیک
         4-2-1-2 خشک کن غیر آدیاباتیک
  4-2-2 تقسیم بندی بر اساس نوع جامد و روش تماس جامد با گاز
         4-2-2-1 خشک کردن با جریان عرضی
         4-2-2-2 خشک کردن با جریان سراسری
         4-2-2-3 خشک کردن ذرات معلق
• 4-3 انتقال حرارت در خشک کن ها و بررسی مکانیسم آن
  4-3-1 انتقال حرارت تحت مکانیزم جابجایی
  4-3-2 انتقال حرارت تحت مکانیزم هدایت
  4-3-3 انتقال حرارت تحت مکانیزم تشعشع
• 4-4 انتقال جرم در خشک کن ها
  4-4-1 انتقال جرم در جامدات متخلخل و حرکت مایع بر اثر مویینگی
  4-4-2 انتقال جرم در جامدات غیر متخلخل و نظریه نفوذ
• 4-5 دستگاه های خشک کن
  4-5-1 خشک کن های سینی دار
  4-5-2 خشک کن های نوار نقاله ای
  4-5-3 برج خشک کن
  4-5-4 خشک کن های دوار
  4-5-5 خشک کن های دارای بستر سیال
  4-5-6 خشک کن های ناگهانی
  4-5-7 خشک کن های پاششی
  4-5-8 خشک کن های با فیلم نازک
  4-5-9 خشک کن های استوانه ای
  4-5-10 خشک کردن با محفظه خلاء
  4-5-11 خشک کن های مخزنی هم زن دار
  4-5-12 خشک کن های دوار خلاء
  4-5-13 خشک کردن انجمادی (خشک کردن تصعیدی)
• 4-6 انتخاب دستگاه خشک کن
• خودآزمایی

رطوبت زنی و رطوبت زدایی

• تعاریف
• 5-1 فرآیند رطوبت زنی و رطوبت زدایی
  5-1-1 رطوبت زنی (Humidification)
  5-1-2 رطوبت زدایی (Dehumidification)
• 5-2 دستگاه های رطوبت زنی و رطوبت زدایی
  5-2-1 خنک کردن آب
  5-2-2 برج های رطوبت افزایی
  5-2-3 سیستم های دیگر به جز سیستم آب- هوا
• 5-3 شرایط آدیاباتیک
• 5-4 روش های افزایش رطوبت
• 5-5 روش های تعیین رطوبت
• 5-6 برج های خنک کننده در صنعت
  5-6-1 سیستم آب تازه (Fresh Water Cooling)
         5-6-1-1 آب رودخانه (River Water)
         5-6-1-2 آب دریا (Sea Water)
         5-6-1-3 آب دریاچه
  5-6-2 سیستم گردش مجدد (Recirculating Cooling)
         5-6-2-1 سیستم خنک کن تر
         5-6-2-2 سیستم خنک کن خشک
• خودآزمایی

کراکینگ و رفرمینگ

• تعاریف
• 6-1 بررسی واکنش کراکینگ بر روی هیدروکربن ها
  6-1-1 هیدروکربن های پارافینی
  6-1-2 هیدروکربن های نفتنی
  6-1-3 هیدروکربن های آروماتیک
• 6-2 دسته بندی فرآیند کراکینگ
  6-2-1 کراکینگ گرمایی(Thermal Cracking)
         6-2-1-1 فرآیند Visbreaking
         6-2-1-2 فرآیند کراکینگ با بخار آب Steam Cracking (Pyrolysis)
         6-2-1-3 فرآیندCoking
  6-2-2 کراکینگ کاتالیستی(Catalytic Cracking)
         6-2-2-1 انواع فرآیند کراکینگ کاتالیستی
         6-2-2-2 نکات ایمنی
  6-2-3 هیدروکراکینگ(Hydro Cracking)
• 6-3 رفرمینگ(Reforming)
  6-3-1 نکات مهم
• خودآزمایی

واکنش های غیر کاتالیستی و کاتالیستی

• 7-1 فرآیندهای بدون کاتالیست
  7-1-1 فرآیندهای ناهمگن بدون کاتالیست
         7-1-1-1 انواع فرآیندهای ناهمگن بدون کاتالیست
         7-1-2 فرآیندهای همگن بدون کاتالیست
• 7-2 فرآیندهای کاتالیستی
  7-2-1 سیستم های کاتالیستی در صنایع شیمیایی
  7-2-2 انواع کاتالیست ها
         7-2-2-1 کاتالیست های ناهمگن
         7-2-2-2 کاتالیست های همگن
  7-2-3 طیفی از کاتالیست های کاربردی در صنعت پتروشیمی و پالایشگاهی
• خودآزمایی

پلیمریزاسیون

• تعاریف
• 8-1 طبقه بندی پلیمرها
  8-1-1 پلیمر و واحد ساختاری تشکیل دهنده آن
  8-1-2 عاملیت مونومر و نوع پلیمر حاصله
         8-1-2-1 ترموپلاستیک (گرما- نرم)
         8-1-2-2 ترموست (گرما- سخت)
• 8-2 انواع روش های پلیمریزاسیون
  8-2-1 پلیمریزاسیون مرحله ای
         8-2-1-1 واکنش های عمومی پلیمریزاسیون مرحله ای
         8-2-1-2 انواع پلیمریزاسیون مرحله ای
         8-2-1-3 مشخصه های پلیمریزاسیون مرحله ای
  8-2-2 پلیمریزاسیون افزایشی
         8-2-2-1 مراحل پلیمریزاسیون افزایشی
• 8-3 بررسی انواع آغازگرهای زنجیری
  8-3-1 پلیمریزاسیون با آغازگر رادیکالی
  8-3-2 پلیمریزاسیون با آغازگر یونی
         8-3-2-1 پلیمریزاسیون کاتیونی
         8-3-2-2 پلیمریزاسیون آنیونی
  8-3-3 بررسی انواع آغازگرها
• 8-4 پلیمرهای زنده
• 8-5 کوپلیمریزاسیون
• 8-6 میل ترکیبی
• 8-7 روش های پلیمریزاسیون
• 8-8 فرآیندهای پلیمریزاسیون بر اساس نوع رآکتور
• 8-9 کاربرد پلیمرها
• 8-10 مراحل فرآیندهای پلیمریزاسیون
• 8-11 نکاتی دیگر
• خودآزمایی

حلال ها

• 9-1 آشنایی با حلال
• 9-2 واحد گلایکول
  9-2-1 آب گیری به وسیله سرد کردن
  9-2-2 واکنش شیمیایی
  9-2-3 آب گیری از گاز بوسیله جذب آب در یک مایع
• 9-3 واحد آمین
  9-3-1 برج های تماس آمین
• خودآزمایی

(Mixing) مخلوط کردن

• 10-1 اصول فرآیند اختلاط
  10-1-1 اهمیت اختلاط
  10-1-2 مکانیسم های اختلاط
         10-1-2-1 اختلاط توزیعی (Distributive)
         10-1-2-2 اختلاط پراکنشی (Dispersive)
  10-1-3 نیروها در اختلاط
  10-1-4 تئوری اختلاط
         10-1-4-1 محدودیت های تئوری اختلاط
         10-1-4-2 اختلاط پلیمر- پلیمر (آلیاژسازی)
  10-1-5 سازگار کردن (Compatibilization)
         10-1-5-1 سازگاری
         10-1-5-2 روشهای سازگاری
  10-1-6 شکست قطرات (Breakup of Droplets)
• 10-2 تجهیزات و دستگاه های اختلاط
  10-2-1 مخلوط کن های ناپیوسته (Batch Mixer)
         10-2-1-1 مخلوط کن های ملخی
         10-2-1-2 مخلوط کن های توربینی
         10-2-1-3 مخلوط کن های صفحه ای دندانه دار (Sawtooth Mixer)
         10-2-1-4 مخلوط کن های چرخنده ثابت (Rotor / Stator Mixer)
         10-2-1-5 مخلوط کن های مخزنی مداری
         10-2-1-6 مخلوط کن های دو بازویی
         10-2-1-7 مخلوط کن های نواری
         10-2-1-8 مخلوط کن های غلطکی
         10-2-1-9 مخلوط کن های غیر متحرک (Motionless Mixer)
  10-2-2 مخلوط کن های پیوسته (Continous Mixer)
         10-2-2-1 اکسترودر تک مارپیچه
         10-2-2-2 اکسترودر دو مارپیچه
         10-2-2-3 اکسترودر مخروطی
• 10-3 اجزاء مخلوط کن ها
  10-3-1 انواع پره های Impeller
  Baffle 10-3-2
  Draft tube 10-3-3
• خودآزمایی

مراجع