شناساگرهای شیمیایی

 

 

شناساگرها ماده ای رنگی است که معمولا از مواد گیاهی گرفته می‌شوند و می‌توانند به شکل اسیدی یا بازی باشند . شناساگرها برای شناسایی اسیدها و بازها به ما کمک می‌کنند.

 

مقدمه

برای تعیین نقطه پایان در حین تیتر کردن از ترکیبات شیمیایی مشخص استفاده می‌شود که در نزدیکی نقطه تعادل در اثر تغییر غلظت مواد تیترشونده شروع به تغییر رنگ می‌کنند. این ترکیبات ، مواد رنگی شناساگر می‌باشند. به عبارتی دیگر ، شناساگرها ماده ای رنگی هستند که رنگ آنها در محیط اسیدی و قلیایی با هم تفاوت دارد.

 

کاربرد شناساگرها

یکی از ساده ترین راه تخمین کمی PH ، استفاده از یک شناساگر است. با افزودن مقدار کمی از یک شناساگر به یک محلول ، تشخیص اسیدی یا بازی بودن آن ممکن می‌شود. در صورت مشخص بودن PH، تغییر شناساگر از یک شکل به شکل دیگر ، با توجه به رنگ مشاهده شده ، می‌توان تعیین کرد که PH محلول کم‌تر یا بیشتر از این مقدار است. شیمیدان‌ها از این گونه مواد برای شناسایی اسیدها و بازها کمک می‌گیرند.

شناساگرهای زیادی وجود دارد که معروفترین آنها لیتموس (تورنسل) است که در محیط اسیدی ، قرمز ، در محیط بازی ، آبی و در حدود خنثی بنفش رنگ است. تغییر رنگ آن در نزدیکی PH برابر 7 رخ می‌دهد. در هر حال تغییر رنگ ناگهانی نیست. فنل فتالئین ، معرف دیگری است که بیشتر برای بازها قابل استفاده است. این ماده جامدی سفید رنگ است که در آزمایشگاه محلول الکلی آن را بکار می‌برند. این محلول در محیط اسیدی رنگ و در محیط قلیایی رقیق ارغوانی است.

می‌توان از آب کلم سرخ یا انواع گلهای سرخ مثل شقایق و رز سرخ نیز به‌عنوان یک شناساگر اسید و باز استفاده کرد. از آمیختن شناساگرهای مختلف با یکدیگر نوار کاغذی بدست می‌آید که با یک مقیاس رنگ مقایسه‌ای همراه است و برای اندازه گیری‌های تقریبی PH بطور گسترده کاربرد دارد.

 

انواع شناساگرها

دو نوع شناساگر داخلی و خارجی را معرفی می‌کنیم:

1.      شناساگر داخلی

اگر به محلول تیتر شونده ، چند قطره از یک شناساگر افزوده شود و پس از پایان عمل تغییر رنگ در محلول ایجاد شود، چنین شناساگری را شناساگر داخلی یا درونی نامند.

2.      شناساگر خارجی

در برخی حالات قبل از آن که نقطه پایان به ظهور برسد، بین شناساگر و محلول تیتر شونده یک واکنش صورت می‌گیرد و در این حالت نقطه پایان بسیار سریع پدیدار می‌شود، مثل تیتر کردن فسفات با استات اورانیل در حضور شناساگر فروسیانور پتاسیم ، فروسیانور پتاسیم با یونهای اورانیل قبل از رسیدن به نقطه پایان واکنش می‌دهد.

برای بدست آوردن نتیجه صحیح و خوب باید به دفعات لازم چند قطره از محلول بالای رسوب ( یا محلولی که پس از صاف کردن رسوب بدست می‌آید ) را در فاصله زمانهای مساوی ، روی یک قطعه کاغذ صافی با شناساگر سیانور پتاسیم آزمایش کرد. چنین شناساگری ، شناساگر خارجی نامیده می‌شود.

فاصله تغییر PH و تغییر رنگ برخی از شناساگرهای مهم اسید و باز که متداولند و جدول زیر آمده است:

نام متداول	فاصله تغییر رنگ PH	رنگ اسید	رنگ باز	نوع شناساگر
لیتموس (تورنسل)	8- 5/5	قرمز	آبی
آبی متیل	3/2- 2/1	قرمز	زرد
بنفش متیل	2- 0	زرد	بنفش
آبی تیمول	6/9-8	زرد	آبی	اسیدی
زرد متیل	4-9/2	قرمز	زرد	بازی
نارنجی متیل	4/4-1/3	قرمز	زرد	بازی
سبزبرموکرزول	4/5- 8 /3	زرد	آبی	اسیدی
قرمز متیل	3/6-2/4	قرمز	زرد	بازی
قرمز کلروفنول	4/6-8/4	زرد	قرمز	اسیدی
آبی برموتیمول	6/7-0/ 6	زرد	آبی	اسیدی
قرمزفنول	8-4/6	زرد	قرمز	اسیدی
قرمز خنثی	8-8/6	قرمز	زرد- نارنجی	بازی
ارغوانی کرزول	9-4/7	زرد	ارغوانی	اسیدی
فنل فتالئین	6/9-8	بی‌رنگ	قرمز	اسیدی
تیمول فتالئین	5/10-3/9	بی‌رنگ	آبی	اسیدی
زرد آلیزارین منبع: صنايع شيميايي	12-1/10	زرد	قرمز	بازی

تکنولوژی تبدیل گاز طبیعی به فرآورده های مایع

نويسنده : مصطفی ساغری (وب لاگ دانشجویان مهندسی شیمی) انتقال گاز براي فواصل طولاني همواره با مشکلات خاصي روبرو مي­باشد. امروزه تکنولوژي LNG به عنوان راهکاري کاملاً اقتصادي و قابل اطمينان در اين زمينه مطرح است. اما پيشرفت‌هاي اخير در زمينة استفاده از ساير تکنولوژي‌ها نيز باعث گرديده است که روش‌هايي نظير CNG و هيدرات هم به عنوان راه‌حلي براي انتقال گاز به فواصل طولاني مطرح گردند.

پیوند هیدروژنی و نقش آن در زندگی

پیوند هیدروژنی و نقش آن در زندگی 

 

               مقدمه              

وقتی اتم هیدروژن به دو یا چند اتم دیگر پیوند شده باشد، یک پیوند هیدروژنی وجود دارد. این تعریف اشاره بر این دارد که پیوند هیدروژنی نمی‌تواند یک پیوند کووالانسی عادی باشد، زیرا اتم هیدروژن تنها یک اوربیتال (1S) در سطح انرژی به قدر کافی پایین دارد که درگیر تشکیل پیوند کووالانسی شود.

      جاذبه بین مولکولی و پیوند هیدروژنی     

جاذبه بین مولکولی در برخی از ترکیبات هیدروژن‌دار بطور غیر عادی قوی است. این جاذبه در ترکیباتی مشاهده می‌شود که در آنها بین هیدروژن و عناصری که اندازه کوچک و الکترونگاتیوی زیاد دارند، پیوند هیدروژنی وجود دارد. در این ترکیبات ، اتم عنصر الکترونگاتیو چنان جاذبه شدیدی بر الکترونهای پیوندی اعمال می‌کند که در نتیجه آن ، هیدروژن دارای بار مثبت قابل ملاحظه ⁺δ می‌گردد. هیدروژن در این حالت ، تقریبا به صورت یک پروتون بی‌حفاظ است، زیرا این عنصر فاقد الکترون پوششی است. اتم هیدروژن یک مولکول و زوج الکترون غیر مشترک مولکول دیگر ، متقابلا همدیگر را جذب می‌کنند و پیوندی تشکیل می‌شود که به پیوند هیدروژنی مرسوم است. هر اتم هیدروژن قادر است تنها یک پیوند هیدروژنی تشکیل دهد.

         نقطه جوش و پیوند هیدروژنی        

ترکیباتی که پیوند هیدروژنی دارند، خواص غیر عادی از خود نشان می‌دهند. تغییرات نقاط جوش در مجموعه ترکیبات SnH₄ , GeH₄ , SiH₄ , CH₄ مطابق روال پیش بینی شده برای ترکیبات است نیروهای بین مولکولی آنها منحصر به نبروهای لاندن است. نقطه جوش در این مجموعه با افزایش اندازه مولکولی ، زیاد می‌شود. ترکیبات هیدروژنی عناصر گروه چهار اصلی ، مولکولهای ناقطبی هستند. اتم مرکزی هر مولکول فاقد زوج الکترون غیر مشترک است. در گروههای پنج ، شش و هفت اصلی نیروهای دو قطبی - دوقطبی به نیروهای لاندن در چسباندن مولکولها به یکدیگر کمک می‌کند. ولی نقطه جوش نخستین عنصر هر مجموعه (NH₃,H₂O , HF) بطور غیر عادی بالاتر از نقاط جوش سایر اعضای آن مجموعه است. پیوند هیدروژنی در هر یک از این سه ترکیب ، جدا شدن مولکولها را از مایع مشکلتر می‌کند.

 

      سایر خواص غیر عادی مربوط به پیوند هیدروژنی     

ترکیباتی که مولکولهای آنها از طریق پیوند هیدروژنی به همدیگر پیوسته‌اند، علاوه بر دارا بودن نقاط جوش بالا ، بطور غیرعادی در دمای بالا ذوب می‌شوند و آنتالپی تبخیر ، آنتالپی ذوب و گرانروی آنها زیاد است.

 

       شروط تشکیل پیوند هیدروژنی قوی      

اسپکتروسکوپی مادون قرمز Infra red ) IR )

اسپکتروسکوپی مادون قرمز  Infra red )  IR )

مشاهده پیک در IR در اثر تغییر در سطوح انرژی ارتعاشی مولکول می باشد که بطور عمده شامل ارتعاشات کششی  stretching و خمشی bending  می باشد.محدوده جذب معمولی  IR  ( 2.5 تا 25 میکرومتر ) و یا برحسب عدد موج 400 تا 4000  cm -1  می باشد.موقعیت پیکها در  IR  بستگی به ماهیت پیوند ها دارد. پیکهای واقع در انتهای طیف ، دارای انرژی بالاتر ( طول موج کوتاهتر ) می باشند و اغلب مربوط به ارتعاشات کششی پیوند های کوتاه و قوی می باشند.استفاده از عدد موج در مقایسه با طول موج، جهت بیان محلهای جذب از این نظر که عدد موج با انرژی نسبت مستقیم دارد و همچنین جهت بیان محلهای جذب که از اعداد اعشاری استفاده نمی شود، ارجحیت دارد.

 

اجزاء و قسمتهاي مختلف دستگاه اسپكتروسكوپ

منبع نور :
معمولا لامپ نرنست  ( Nernst ) است که شامل میله ای است که مخلوط اکسید زیرکونیوم ( Zirconium ) ، ایتریوم( Yttrium )  و اربیوم ( Erbium )  می باشد و به کمک برق تا  oC 1500   ۫گرم می شود .

محل نمونه :
چون شیشه و کوارتز تقریبا همه طول موجهای ناحیه مادون قرمز را جذب می کنند ، از این رو نمی توانند به عنوان سل و یا به عنوان منشور دستگاه  IR  بکار روند. نمک های هالوژنه به این منظور بکار میروند و معمولا از کلرور سدیم به عنوان سل نمونه استفاده می شود ، که چون در آب حل می گردد ، اگر نمونه حاوی آب باشد ، از سل  AgCl و یا برخی از پلیمرها استفاده می گردد.

منو کروماتور :
باید از جنس نمکهای هالوژنه باشد.

دتکتور :
از نوع حرارتی و ترموکوپل است . میزان انرژی نورانی جذب شده متناسب با میزان حرارت ایجاد شده می باشد .

رکوردر ( ثبات ) :
طیف نمونه را رسم می کند.

 

کاربرد طیف  IR

1- از دستگاه  IR  بیشتر جهت شناسایی گروههای مختلف موجود در مواد استفاده می شود . ناحیه خاصی از  IR  که به نام ناحیه اثر انگشت یا  Fingerprint  نامیده می شود ( ناحیه 910 – 1430  cm-1) وجود دارد که طیف  IR  هر جسم مختص همان جسم بوده و برای اثبات یکسان بودن دو جسم از این ناحیه استفاده می شود .از روی طیف  IR  یک جسم مجهول میتوان گروههای مختلف موجود در آن را به دست آورد.
2- کاربرد از لحاظ کمی :مقدار مشخصی از نمونه در حلال حل می کنيم و در طول موج خاص درصد ترانس ميتانس %T را بدست می آوريم. با توجه به نمونه معلوم، غلظت مجهول را بدست می آوريم.در بین تعداد نوار های جذبی متعدد ، باید نوار هایی را جهت تعیین مقدار استفاده کرد که از قانون بیر لامبرت به خوبی پیروی کنند.

اماده سازی نمونه

نمونه جامد :
معمولا حدود 5 تا 15 میلیگرم نمونه را با حدود 400 میلی گرم برمور پتاسیم خالص و خشک مخلوط کرده ، بصورت پودر نرم و یکنواخت در آورده و با فشار زیاد بصورت یک قرص نازک و شفاف در می آوریم .   KBr در طول موج  2.5 تا 25  میکرون جذب ندارد و این امکان میدهد که از نمونه طیف کاملی به دست آوریم.
میتوان از نمونه جامد به صورت سوسپانسیون ذرات بسیار ریز طیف گرفت . در این صورت حدود 5 میلی گرم جسم را با یک قطره از  Nujol  ( یک هیدرو کربور اشباع شده پارافینی با وزن مولکولی بالا ) به صورت سوسپانسیون  یکنواخت تهیه می کنیم .
نوژول در نواحی 3030 – 2860   cm-1( بخاطر ارتعاشات کششی پیوند  C-H) و همچنین در نواحی 1460 و 1374   cm-1(ارتعاشات خمشی پیوند  C-H  ) جذب دارد .
وجود جذب در نوژول باعث می شود که اگر جسم در این نواحی جذب داشت ، تداخل ایجاد شود ، که در این صورت میتوان از هگزا کلرو بوتا دی ان استفاده کرد که فاقد پیوند  C-H  می باشد و در نتیجه میتوان جذب مربوط به  C-H  نمونه را مشاهده کرد.

نمونه مایع :
 میتوان 2 قطره از مایع را بین دو سل کلرور سدیم قرار داد .
اگر نمونه محلول حاوی حلال باشد ، چون همه حلالها در نواحی مختلف  IR  کم وبیش جذب دارند ، باید از حلال تنها به عنوان شاهد استفاده کرد .اگر نمونه با ويسکوزيته کم يا فرار باشد، از سلهای با ضخامت 0.1 میلی متر استفاده می شود .

نمونه گاز :
اگر نمونه به صورت گاز باشد از سل هایی که 10 سانتی متر طول دارد ،استفاده کرده و نمونه را به فضای آن تزریق می کنیم .

کاليبراسيون :
برای کاليبره کردن دستگاه از فيلمهای پلی اتيلن يا پلی استيرن استفاده می کنيم که در نواحی خاصی پيک شارپ دارند. بعنوان مثال اگر پيکی در 907 کاليبره است ودستگاه پيک رسم شده را در 905 داد. اختلاف را محاسبه کرده در مورد نمونه اعمال می کنيم. نکته قابل توجه اين است که در هر محدوده پيکها را بطور جداگانه بايد بررسی کرد.

مرجع

نانوتکنولوژی چیست؟

نانوتکنولوژی چیست؟

نانوتکنولوژی تولید کارآمد مواد و دستگاهها و سیستمها با کنترل ماده در مقیاس طولی نانومتر، و بهره برداری از خواص و پدیده های نوظهوری است که در مقیاس نانو توسعه یافته اند.
یک نانومتر چقدر است؟

یک نانومتر یک میلیاردم متر (9-m 10) است. این مقدار حدوداً چهار برابر قطر یک اتم است. مکعبی با ابعاد 5/2 نانومتر ممکن است حدود 1000 اتم را شامل شود. کوچکترین IC های امروزی با ابعادی در حدود 250 نانومتر در هر لایه به ارتفاع یک اتم، حدود یک میلیون اتم را در بردارند. در مقایسه یک جسم نانومتری با اندازه ای حدود 10 نانومتر، هزار برابر کوچکتر از قطر یک موی انسان است.

امکان مهندسی در مقیاس مولکولی برای اولین بار توسط ریچارد فاینمن (R.Feynnman)، برنده جایزه نوبل فیزیک، مطرح شد. فین من طی یک سخنرانی در انستیتو تکنولوژی کالیفرنیا در سال 1959 اشاره کرد که اصول و مبانی فیزیک امکان ساخت اتم به اتم چیز ها را رد نمی کند. وی اظهار داشت که می توان با استفاده از ماشین های کوچک ماشین هایی به مراتب کوچک تر ساخت و سپس این کاهش ابعاد را تا سطح خود اتم ادامه داد. همین عبارت های افسانه وار فاینمن من راهگشای یکی از جذاب ترین زمینه های نانو تکنولوژی یعنی ساخت روبوت هایی در مقیاس نانو شد. در واقع تصور در اختیار داشتن لشکری از نانوماشین هایی در ابعاد میکروب که هر کدام تحت فرمان یک پردازنده مرکزی هستند ، هر دانشمندی را به وجد می آورد. در رویای دانشمندانی مثل جی استورس هال (J.Storrs Hall) و اریک درکسلر (E.Drexler) این روبوت ها یا ماشین های مونتاژکن کوچک تحت فرمان پردازنده مرکزی به هر شکل دلخواهی درمی آیند. شاید در آینده ای نه چندان دور بتوانید به کمک اجرای برنامه ای در کامپیوتر، تختخوابتان را تبدیل به اتومبیل کنید و با آن به محل کارتان بروید.
چرا این مقیاس طول اینقدر مهم است؟

خواص موجی شکل (مکانیک کوآنتمی) الکترونهای داخل ماده و اثر متقابل اتمها با یکدیگر از جابجایی مواد در مقیاس نانومتر اثر می پذیرند. با تولید ساختارهایی در مقیاس نانومتر، امکان کنترل خواص ذاتی مواد ازجمله دمای ذوب، خواص مغناطیسی، ظرفیت بار و حتی رنگ مواد بدون تغییر در ترکیب شیمیایی بوجود می آید. استفاده از این پتانسیل به محصولات و تکنولوژیهای جدیدی با کارایی بالا منتهی می شود که پیش از این میسر نبود. نظام سیستماتیک ماده در مقیاس نانومتری، کلیدی برای سیستمهای بیولوژیکی است. نانوتکنولوژی به ما اجازه می دهد تا اجزاء و ترکیبات را داخل سلولها قرارداده و مواد جدیدی را با استفاده از روشهای جدید خود_اسمبلی بسازیم. در روش خود_اسمبلی به هیچ روبات یا ابزار دیگری برای سرهم کردن اجزاء نیازی نیست. این ترکیب پرقدرت علم مواد و بیوتکنولوژی به فرایندها و صنایع جدیدی منتهی خواهد شد.

ساختارهایی در مقیاس نانو مانند نانوذرات و نانولایه ها دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که آنها را برای استفاده در مواد کامپوزیت، واکنشهای شیمیایی، تهیه دارو و ذخیرة انرژی ایده ال می سازد. سرامیک های نانوساختاری غالباً سخت تر و غیرشکننده تر از مشابه مقیاس میکرونی خود هستند. کاتالیزورهای مقیاس نانو راندمان واکنشهای شیمیایی و احتراق را افزایش داده و به میزان چشمگیری از مواد زائد و آلودگی آن کم می کنند. وسایل الکترونیکی جدید، مدارهای کوچکتر و سریعتر و … با مصرف خیلی کمتر می توانند با کنترل واکنش ها در نانوساختار بطور همزمان بدست آیند. اینها تنها اندکی از فواید و مزایای تهیه مواد در مقیاس نانومتر است.
منافع نانوتکنولوژی چیست؟

مفهوم جدید نانوتکنولوژی آنقدر گسترده و ناشناخته است که ممکن است روی علم و تکنولوژی در مسیرهای غیرقابل پیش بینی تأثیر بگذارد. محصولات موجود نانوتکنولوژی عبارتند از: لاستیکهای مقاوم در برابر سایش که از ترکیب ذرات خاک رس با پلیمرها بدست آمده اند، شیشه هایی که خودبخود تمیز میشوند, مواد دارویی که در مقیاس نانو ذرات درست شده اند، ذرات مغناطیسی باهوش برای پمپهای مکنده و روان سازها, هد دیسکهای لیزری و مغناطیسی که با کنترل دقیق ضخامت لایه ها از کیفیت بالاتری برخوردارند، چاپگرهای عالی با استفاده از نانو ذرات با بهترین خواص جوهر و رنگ دانه و …

قابلیتهای محتمل تکنیکی نانوتکنولوژی عبارتند از :

1- محصولات خوداسمبل
2- کامپیوترهایی با سرعت میلیاردها برابر کامپیوترهای امروزی
3- اختراعات بسیار جدید ( که امروزه ناممکن است)
4- سفرهای فضایی امن و مقرون به صرفه
5- نانوتکنولوژی پزشکی که درواقع باعث ختم تقریبی بیماریها، سالخوردگی و مرگ و میر خواهد شد.
6- دستیابی به تحصیلات عالی برای همه بچه‌های دنیا
7- احیاء و سازماندهی اراضی

بیوسورفکتانت هاBiosurfactants

بیوسورفکتانت هاBiosurfactants

 

 بیوسورفکتانت مولکول های آمفی پاتیک با بخش های هیدروفوبی و هیدروفیلی می باشند که توسط میکروارگانیزم های مختلف تولید شده و در کاهش کشش سطحی ( از آن جمله کاهش کشش سطحي ترکيبات دارويي در بدن و جذب بهتر آن‌ها ) ، تشکيل ميکروامولسيون ها و نیز در توليد شوينده‌ها براي بالابردن کيفيت محصول و ... دخالت دارند . بخش قطبی می تواند یک کربوهیدرات ، آمینواسید ، گروه فسفات و یا ترکیبات دیگر باشد . بخش غیر قطبی نیز اغلب یک اسیدچرب بلند زنجیره است .

یکی از کاربردهای مهم این مواد استفاده آنها در صنعت ازدیاد برداشت نفت (MEOR ) و استخراج نفت ثالثیه می باشد .

فرآيند ازدياد برداشت ميكروبي نفت MEOR شامل قسمتهاي مختلفي است ، از جمله آنها آماده سازي محلولهاي حاوي مواد مغذي و ميكروبي ، سپس تزريق آنها به داخل مخازن است . در اینجا از سوبستراهای کم هزینه مانند ملاس استفاده می شود . در مرحله بعد مجموعه اين مواد مغذ ي و ميكروارگانيسم در داخل مخزن منتشر شده و از طريق نفوذ به قسمتهاي مختلف مخزن مي رسند، سپس با انجام فرآيندهاي متابوليكي ، ميكروارگانيسم ها مواد مغذي موجود را مصرف و مجموعه اي از مواد بيولوژيكي مفيد را كه باعث جابجايي و افزايش راندمان توليد نفت ميشوند توليد مي كنند .

اکثر روش‌هاي متداول استخراج نفت خام، تنها قادرند حدود 20 درصد از کل ذخيره نفتي چاه را استحصال کنند. اين نفت اصطلاحاً "نفت اوّليه" (Primary Oil) گفته مي‌شود، که معمولاً فشار لايه گازي موجود در چاه موجب استخراج نفت ‌خام مي‌شود. اما بايد توجه داشت که بيش از 80 درصد محتواي مخازن نفت ‌خام در کنار چاه اصلي و در درون سنگ‌هاي متخلخل اطراف آن قرار دارد. براي خارج ساختن بخشي از اين ذخيره نفتي، معمولاً در کنار چاه نفت سوراخ عميقي ايجاد کرده و از اين طريق بخار آب يا بمب هاي گرمازا (اين مورد اغلب در تحقيقات استفاده مي‌شود) به درون سنگ‌هاي متخلخل حاوي نفت تزريق مي‌شود. با اين کار بخش کمي از نفت موجود به سمت چاه اصلي سرازير شده و قابل استخراج خواهد بود. نفت حاصل از اين روش که حداکثر 5 درصد ذخيره واقعي ميدان نفتي را شامل مي‌شود، اصطلاحاً به "نفت ثانويه" (Secondary Oil) معروف است. اما بخش اعظم چاههاي نفتي پس از استخراج نفت ثانويه به صورت چاه‌هاي متروک و به ظاهر تخليه شده رها مي‌شوند، در حالي‌که بيش از 70 درصد ذخيرة نفتي اين مخازن همچنان باقي است. امروزه يکي از استفاده‌هاي بالقوه بيوسورفکتانت‌ها در استخراج همين بخش از نفت خام مي‌باشد که اصطلاحاً "نفت ثالثيه" (Tertiary Oil) گفته مي‌شود.

برای اینکه میکروارگانیزم ها در فرایند ازدیاد برداشت نفت مفید واقع گردند باید قادر به تحمل شرایط سخت مخازن مانند دما ، فشار ، نمک بالا و سطح اکسیژن پایین باشند .

بیوسورفکتانت ها نسبت سطح به حجم لکة نفتي را افزايش داده و موجب مي‌شوند تا باکتري‌هاي نفت‌خوار براحتي اطراف ذرات نفتي جمع شده و آن را تجزيه نمايد. بنابراین در bioremediation محیط هایی که آلودگی هیدروکربنی دارند نقش دارند .

سورفکتانت های میکروبی ساختارهای مختلفی دارند :

1.       Glycolipid :

·         rhamnolioid که توسط گونه های مختلف Pseudomonas تولید می شوند .

·         trehalolipid که از جمله باکتری های تولیدکننده آن Mycobacterium ها می باشند .

·         sophorolipid ، این سورفکتانت ها توسط گونه های Torulopsis تولید می شوند .

2.       Phospholipid

3.        Lipopeptid یا Lipoprotein

4.       Fattyacid  ها

مرجع

Palladium Material Safety Data Sheet

M S D S

مربوط به پالاديوم به درخواست بازديد كنندگان عزيز

لطفا به اين لينك مراجعه فرماييد

انواع راکتورهای شیمیایی

تقسیم بندی راکتورها
راکتورها براساس نوع واکنش انتخاب می شوند. بر اساس یک تقسیم بندی راکتورها به دو دسته به صورت زیر تقسیم می گردند:
1- مداوم مخزنی (Continuous) شکل مجهز به همزن و لوله ای شکل
2-غیر مداوم ((non-continuous
بر اساس نوع دیگر تقسیم بندی راکتورها را به دو دسته زیر تقسیم می کنند:
1-واحدی (Stagewise)
2-دیفرانسیلی(Differential)

راکتورهای واحدی(Stagewise)
در این نوع راکتورها شرایط ذر تمام حجم سیستم به صورت یکنواخت باقی می ماند. اگرازهرنقطه راکتور نمونه برداری کنیم، از نظر ترکیب نسبی و دما یکسان است و هیچ تفاوتی ندارد و موازنه جرم و انرژی رادر تمام راکتور برقرار می نماییم.

راکتورهای دیفرانسیلی (Differential)
شرایط درهرنقطه از راکتور یکسان نبوده و به صورت دیفرانسیلی تغییر می کند. ممکن است با زمان تغییر ننماید، ولی از هر نقطه به نقطه دیگر متفاوت است. برای برقراری موازنه جرم و انرزی باید یک جزء دیفرانسیلی در نظر گرفت.تفاوت راکتورهای واحدی و دیفرانسیلی
این است که در راکتورهای دیفرانسیلی بین غلظت ورودی و خروجی، تمام مقادیر را داریم ولی در راکتورهای واحدی نمی توانیم غلظت را به طور پیوسته داشته باشیم و غلظت به طور پله ای تغییر می کند.

راکتور ناپیوسته (Batch)
در یک راکتور ناپیوسته ورود و خروج جرم وجود ندارد. به عبارت دیگر ترکیب شوندگان را که ابتدا وارد ظرف کرده اند به شدت مخلوط می کنند تا واکنش به مدت معینی انجام گیرد. از دیدگاه تاریخی راکتورهای ناپیوسته از آغاز صنعت شیمیایی مورد استفاده بوده است و هنوز هم به صورت وسیعی در تولید مواد شیمیایی با ارزش افزودنی بالا نظیر دارو سازی مورد استفاده می باشد. راکتورهای نا پیوسته در موارد ذیل استفاده میگردد:

1-تولید در مقیاس های کوچک صنغتی
2-برای محصولاتی که تولید صنعتی آنها در شرایط مداوم مشکل است
3-تولید صنعتی محصولات گران قیمت
4-آزمایش کردن فرایند های نا شناخته

امتیاز راکتورهای ناپیوسته (Batch) در این است که با دادن زمان لازم برای انجام واکنش مواد اولیه با درصد تبدیل بالا به محصولات موردنظر تبدیل می گردند. در حالی که استفاده از این نوع راکتورها محدود به واکنش های متجانس فاز مایع می باشد. از دیگر محدودیت های این نوع راکتورها بالا بودن هزینه تولید در واحد حجم محصول تولید شده می باشد. همچنین تولید صنعتی در مقیاس بالا در این گونه راکتورها مشکل است. لازم به ذکر است که در یک راکتور نا پیوسته کامل (ایده آل) اختلاف درجه حرارت یا غلظت درون حجم سیستم وجود ندارد . هر چند به علت انجام واکنش غلظت اجزاء با زمان تغییر خواهد کرد ولی در هر لحظه در تمام نقاط سیستم غلظت یکسان خواهد بود و در نتیجه سرعت واکنش نیز در تمام نقاط یکسان و برابر سرعت متوسط سیستم می باشد.

راکتورهای نیمه پیوسته
در این گونه راکتورها قسمتی از مخزن راکتور با یک یا چند ماده واکنش دهنده تا اندازه ای پر شده و مواد اضافه شونده به صورت پیوسته وارد راکتور می شوند و حجم و ترکیب مخلوط واکنش دهنده با زمان تغییر می کند وهنگامی که میزان تبدیل مطلوب حاصل گردد راکتور برای انجام فرایند بعدی تخلیه می گردد.

راکتور مخلوط شونده(CSTR)
راکتور مخلوط شونده در شرایطی که یک واکنش شیمیایی احتیاج به همزدن شدید داشته باشد مورد استفاده قرار می گیرد.
راکتورهای مخلوط شونده یا به تنهایی و یا به صورت پشت سرهم متصل می گردند.
کنترل حرارتی در این نوع راکتورها به آسانی انجام می گیرد. یکی از محدودیتهای این نوع راکتورها درصد تبدیل پایین در مقایسه با سایر راکتورها می باشد. به همین دلیل حجم راکتور مذکور باید بزرگ انتخاب شود، تا به درصد تبدیل بالا دست یافت. راکتورهای Mixed یا CSTR
برای اغلب واکنش های متجانس در فاز مایع استفاذه می شود.
در راکتورهای اختلاط کامل به علت وجود داشتن همزن خوراک ورودی به سرعت در سرتاسر ظرف پراکنده شده و غلظت در هر نقطه درون ظرف تقریبا یکسان است . لذا سرعت واکنش در تمام نقاط درون سیستم تقریبا یکسان می گردد. بطور کلی در راکتورهای اختلاط کامل (ایده آل) تغییرات مکانی غلظت (یا خواص فیزیکی) درون راکتور و یا در خروجی آن وجود ندارد و خواص درون سیستم یکنواخت می باشد.

راکتورهای لوله ای(Plug)
در صنایع شیمیایی برای فرایند های با مقیاس بزرگ معمولآ از راکتورهای لوله ای استفاده می شود. زیرا نگهداری سیستم راکتورهای لوله ای آسان می باشد (چون دارای قسمتهای متحرک نیستند) ومعمولا بالاترین درصد تبدیل مواد اولیه در واحد حجم راکتور را در مقایسه با سایر راکتورهای سیستم جاری دارا هستند. از محدودیت این نوع راکتورها مشکل حرارتی برای واکنشهای گرمازاست که بسیار سریع عمل میکنند و نهایتآ منجر به تشکیل نقاط داغ (Hot Spot) می گردند. اغلب واکنشهای متجانس گازی در این نوع راکتورها انجام می گیرند.
در جریان Plug سرعت کلیه ذرات یکسان است. هیچ ذرهای از ذره دیگر سبقت نمی گیرد و عقب هم نمی ماند. هیچگونه تداخلی هم در جریانها نداریم ولی در بیشتر موارد الگوی جریان متفاوت است. دلیل این است که همواره در جهت حرکت سیال یک جریان برگشتی (معکوس) داریم. حرکت معکوس سیال را Back Mixing (پس آمیزی یا اختلاط متقابل) می گویند. درون
راکتورهای Plug غلظت از نقطه ای به نقطه ذیگر تغییر می کند. چنین سیستمهایی توزیع شده (Distributed) نامیده می شوند و تجزیه تحلیل معادله عملکرد آنها در شرایط پایدار مستلزم حل معادلات است.

راکتورهای دوره ای (Recycle Reactor)
در این نوع راکتور مخلوط واکنش خروجی از راکتور بدون عبور از مراحل جدا سازی و بازیافت به ورودی راکتور برگشت داده می شود. این نوع برگشت در راکتور Mixed وجود دارد واز این نظر امری عادی می باشد. یعنی استفاده از جریان برگشتی برای یک راکتور Mixed اثری روی بازدهی ندارد. باید توجه داشت که استفاده از جریان برگشتی برای یک راکتور با جریان Plug معمولآ بازدهی را کاهش می دهد و آن را به سمت بازدهی یک راکتور Mixed سوق می دهد.
لذا معمولآ در شرایط زیر از راکتورهای دوره ای استفاده می کنیم:
1-برای واکنشهای اتوکاتالیزوری و واکنشهایی که احتیاج به همزن خاصی دارند. مثلآ اگر واکنشی احتیاج به درصد معینی از همزن (کمتر از الگوی اختلاط راکتور مخلوط شونده و بیشتر از الگوی اختلاط در راکتور لوله ای) داشته باشد از راکتور دوره ای استفاده می کنیم.
2-برای واکنشهایی که باید در شرایط هم دما انجام بگیرند.
3-برای واکنشهایی که متشکل از چند واکنش سری یا موازی رقابتی هستند، برای رسیدن به تولید بهینه (ماکزیمم) از محصول مورد نظر (Selectivity)، از راکتورهای دوره ای استفاده می کنیم.

منبع:irche.com

آب سنگين

آب سنگين نوع خاصي از مولکول‌هاي آب است که در آن ايزوتوپ‌هاي هيدروژن وجود دارد. اين نوع از آب کليد اصلي تهيه پلوتونيوم از اورانيوم طبيعي‌است و به همين علت توليد و تجارت آن با نظر قوانين بين‌المللي انجام و به شدت کنترل مي‌شود.

 

با کمک اين نوع آب مي‌توان پلوتونيوم لازم را براي سلاح‌هاي اتمي بدون نياز به غني‌سازي بالاي اورانيوم تهيه کرد.

پیوند کووالانسی

یک جفت الکترون مشترک بین دو هسته یک پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهند.

میلیون‌ها ماده مرکب شناخته شده فقط از غیر فلزات ترکیب یافته‌اند. این مواد مرکب فقط شامل عناصری هستند که در هر اتم 4 ، 5 ، 6 یا 7 الکترون والانس دارند. بنابراین الکترون‌های والانس اتم‌های غیر فلزی ، آنقدر زیاد است که اتم‌ها نمی‌توانند با از دست دادن آنها ساختار یک گاز نجیب را به دست آورند. معمولا غیر فلزات با جفت کردن الکترون‌ها پیوند ایجاد می‌کنند و در این فرآیند به ساختار یک گاز نجیب می‌رسند.

استحکام پیوند کووالانسی
آنچه اتم‌های یک ملکول را به هم نگه می‌دارد، پیوند کووالانسی است، در تشکیل پیوند کووالانسی الکترون‌ها ، به جای آنکه از اتمی به اتم دیگر منتقل شوند، میان دو اتم به اشتراک گذاشته می‌شوند. استحکام پیوند کووالانسی ناشی از جاذبه متقابل دو هسته مثبت و ابر منفی الکترون‌های پیوندی است. یا به عبارت دیگر مربوط به آن است که هر دو هسته الکترونهای مشترکی را جذب می‌کنند.

نحوه تشکیل اوربیتال مولکولی
دو اوربیتال به نحوی همپوشانی می‌کنند که ابرهای الکترونی ، در ناحیه بین دو هسته ، یکدیگر را تقویت می‌کنند و احتمال یافتن الکترون در این ناحیه افزایش می‌یابد طبق اصل طرد پاولی دو الکترون این پیوند باید اسپین مخالف داشته باشند. در نتیجه تشکیل پیوند اوربیتال‌های اتمی به اوربیتال مولکولی تبدیل می‌شود.

انواع پیوند کووالانسی

 
پیوند یگانه کووالانسی
متشکل از یک جفت الکترون (دارای اسپین مخالف) است که اوربیتالی از هر دو اتم پیوند شده را اشغال می‌کند. ساده‌ترین نمونه اشتراک در مولکول‌های دو اتمی گازهایی از قبیل F2 ، H2 و Cl2 دیده می‌شود. اتم هیدروژن فقط یک الکترون دارد هرگاه دو اتم هیدروژن تک الکترون‌های خود را به اشتراک بگذارند، یک جفت الکترون حاصل می‌شود.
این جفت الکترون پیوندی متعلق به کل مولکول هیدروژن است و به آرایش الکترونی پایدار گاز نجیب هلیم می‌رسد. هر الکترون هالوژن ، هفت الکترون والانس دارد. با تشکیل یک پیوند کووالانسی بین دو تا از این اتم‌ها ، هر اتم به آرایش الکترونی هشت تایی ، که ویژه گازهای نجیب است، می‌رسد.

پیوند چند گانه
بین دو اتم ، ممکن است بیش از یک پیوند کووالانسی تشکیل شود در این موارد گفته می‌شود که اتم‌ها با پیوند چند گانه به هم متصل‌اند. دو جفت الکترون مشترک را پیوند دو گانه و سه جفت الکترون مشترک را پیوند سه گانه می‌نامند. اغلب می‌توان تعداد پیوندهای جفت الکترونی را که یک اتم در یک مولکول بوجود می‌آورد از تعداد الکترون‌های مورد نیاز برای پر شدن پوسته والانس آن اتم ، پیش‌بینی کرد.
چون برای فلزات شماره گروه در جدول با تعداد الکترون‌های والانس برابر است، می‌توان پیش بینی کرد که عناصر گروه VIIA مثل Cl (با هفت الکترون والانس) ، برای رسیدن به هشت تای پایدار ، یک پیوند کووالانسی ، عناصر گروه VIA مثل O و S (با شش الکترون والانس) دو پیوند کووالانسی ، عناصر VA مثل N و P (با پنج الکترون والانس) سه پیوند کووالانسی و عناصر گروه IVA مثل C (با چهار الکترون والانس) چهار پیوند کووالانسی به وجود خواهند آورد.

 
نماد ساختار مولکول
در ساختار اول ، جفت الکترون مشترک با دو نقطه و ساختار دوم با یک خط کوتاه نشان داده شده است.
مانند :
H ― H H : H پیوند یگانه
:Ö=C=Ö: پیوند دو گانه
:N Ξ N: پیوند سه گانه
CΞC پیوند چهارگانه

انواع مخازن CNG

● مخازن CNG به چهار دستهٔ کلی تقسیم می‌شوند:
▪ مخازن CNG-I
▪ مخازن CNG-II
▪ مخازن CNG-III
▪ مخازن CNG-IV

۱) مخازن CNG-I
این مخازن بدون درز و از جنس فولاد یا آلومینیوم می‌باشند. گر‌چه نوع آلیاژ مورد استفاده و همچنین تنش‌های طراحی این‌گونه مخازن در استاندارد مشخص نگردیده‌است ولیکن این‌گونه مخازن فولادی یا آلومینیومی باید آزمون‌های کارایی را بگذرانند. آزمون‌ها به‌دلیل اطمینان از چقرمگی و مقاومت در برابر تنش، خوردگی و ترک در جنس به‌کار رفته، صورت می‌گیرند. همچنین آزمون‌های سختی و فشار هیدرواستاتیک جهت اطمینان از استحکام مخزن نیز انجام می‌گیرند.

۲) مخازن CNG-II
این نوع مخازن دارای یک لایهٔ آستری از جنس فولاد یا آلومینیوم بدون‌درز است و قسمت استوانه‌ای این آستری، توسط الیاف شیشه، آرامید، کربن یا مخلوطی از آن‌ها که آغشته به رزین است به‌صورت محیطی پیچیده ‌شده‌است. ساختار کامپوزیتی این مخازن، این امکان را به‌وجود می‌آورد که بتوان از ضخامت قسمت فلزی کاست و درنتیجه مخزن سبک‌تری به‌دست آورد. این مخازن در جهت شعاعی (به جز دو قسمت ابتدایی و انتهایی) تقویت شده‌اند.

مبنای طراحی این نوع مخازن بر توانایی آستر فولادی یا آلومینیومی در تحمل فشار بالا می‌باشد. در مورد این نوع مخازن CNG این نکته شایان توجه است که فشار اضافی و دمای بالاتر باعث از بین رفتن کیفیت پوشش کامپوزیت نخواهد شد. این نوع مخازن از الیاف پیچی پیوسته ساخته می‌شوند که برای ساخت آن‌ها از آسترهای فولادی یا آلومینیومی استفاده می‌گردد و به آن‌ها مخازن پیچش‌ محیطی گفته‌ می‌شود. این مخازن از سال ۱۹۸۰ میلادی ساخته می‌شوند و مبنای طراحی آن‌ها توانایی آسترهای فولادی در تحمل بیشینهٔ فشار پرشدن مخزن می‌باشد. این امر به طراحان اجازهٔ استفاده از آسترهایی با تحمل تنش بیشتر از حد معمول را می‌دهد.

۳) مخازن CNG-III
این مخازن دارای یک لایهٔ آستری از جنس فولاد یا آلومینیوم بدون‌درز بوده و تمام این لایهٔ داخلی توسط الیاف شیشه، آرامید، کربن یا مخلوطی از آن‌ها که آغشته به رزین است در راستای محیطی و محوری پیچیده ‌شده و این ساختار کامپوزیتی که به مخزن داده می‌شود، این امکان را به‌وجود می‌آورد که بتوان از ضخامت قسمت فلزی کاست و درنتیجه مخزن سبک‌تری را نسبت به مخازن نوع اول و دوم به‌دست آورد. این مخازن با الیاف کامپوزیت در جهت محیطی و محوری تقویت شده‌اند. این‌گونه مخازن از اواسط دهه۷۰ میلادی برای ذخیرهٔ گاز اکسیژن در مصارف پزشکی استفاده می‌شوند. تقویت این مخازن با الیاف کامپوزیت در دو جهت، قابلیت تحمل فشار را نسبت به مخازن نوع دوم، افزایش می‌دهد.

۴) مخازن CNG-IV
این نوع مخازن دارای یک آستری از جنس پلیمر بدون درز هستند و تمام این لایهٔ داخلی توسط الیاف شیشه، آرامید، کربن یا مخلوطی از آن‌ها که آغشته به رزین است پیچیده ‌شده و این ساختار تمام کامپوزیت از سبک‌ترین انواع مخازن CNG می‌باشد. این مخازن با الیاف کامپوزیت در جهات شعاعی و محوری تقویت شده‌اند. این‌گونه مخازن قابلیت تولید در ابعاد بزرگتر و با قطر بیشتر را دارند. مخازن نوع ۴ دارای کمترین وزن می‌باشند که حتی با سیستم سوخت بنزینی قابل مقایسه هستند. اشکال عمدهٔ این مخازن ایجاد نشتی به مرور زمان در محل اتصال نافی فلزی و آستر پلیمری می‌باشد. همچنین به‌علت عدم انتقال حرارت مناسب آستری پلاستیکی، حین سوخت‌گیری سریع در این مخازن افزایش دمای نسبتاً بیشتری ایجاد می‌شود. از جمله مزایای این نوع مخازن احتمال کم ترکیدگی مخزن در حوادث می‌باشد.

این مخازن بسیار شبیه مخازن نوع سوم هستند و تنها از لحاظ نوع و جنس آسترها تفاوت دارند. این نوع از مخازن برای کاربرد در خودروهای گازسوز بسیار مناسب هستند و پتانسیل طراحی و ساخت برای عمرهای طولانی را دارا می‌باشند. آزمون‌های خستگی انجام‌شده روی تعداد زیادی از این مخازن، عمر این مخازن را بیش از ۱۰۰۰۰۰ سیکل سوخت‌گیری نشان داده‌اند که در مقایسه با سایر مخازن بالاتر است.

مرجع

الماس

لطفا به اين لينك مراجعه فرماييد.

انواع نفت خام

نفت خام مخلوط «رشادت - رسالت» (Reshadat-Resalat Crude Oil Blend)

نفت خام رشادت-رسالت قبل از پیروزی انقلاب اسلامی به نام نفت خام مخلوط رستم و رخش خوانده می شد. بهره برداری از نفت خام رشادت در اوت ۱۹۶۹ و از میدان رسالت (رخش) از فوریه ۱۹۷۱ آغاز شد. تولید این نفت خام در دسامبر ۱۹۷۶ به دنبال تجاوز نظامی امریکا به سکوهای نفتی میدان های رشادت، رسالت و سلمان قطع شد و در اوت ۱۹۹۲ بهره برداری مجدد از آنها آغاز شد. این نفت خام با درجه «ای.پی.آی» ۳۵، ۱/۷ درصد وزنی گوگرد دارد و نقطه ریزش آن ۱۰- درجه سانتیگراد است.

نفت خام «زارزیتین» (Zarzaitine Crude Oil)

زارزیتین نفت خام کشور الجزایر است که به وسیله خط لوله به تونس انتقال یافته و از طریق بندرصخیره (shkhirra) صادر می شود. درجه «ای.پی.آی» نفت خام زارزیتین ۴۲ و میزان گوگرد آن ۰/۰۵ درصد وزنی است. بازده فراورده این نفت خام ۱۵ درصد نفت سبک و سنگین، ۱۰ درصد نفت سفید، ۲۴ درصدگازوئیل سبک و سنگین و ۳۷/۵ درصد نفت کوره است.

نفت خام های «زاکم» (Zakum Crude Oils)

نفت خام های زاکم از نفت خام زاکم بالا و زاکم پایین تشکیل شده و از فلات قاره ابوظبی استخراج می شود. نفت خام زاکم بالا با درجه «ای.پی.آی» ۳۴ حدود ۱/۷ درصد وزنی گوگرد دارد و نفت خام زاکم بالا۱/۱ درصد وزنی گوگرد، درجه «ای.پی.آی» آن ۴۰ است. این نفت خام از جزیره «داس» در خلیج فارس صادر می شود.

نفت خام «زویتینا» (Zueitina Crude Oil)

نفت خام زویتینا» با درجه «ای.پی.آی» ۴۱/۵ حدود ۰/۳ درصد وزنی گوگرد دارد. بازده فراورده این نفت خام ۳۵ درصد بنزین موتور، ۳۷ درصد نفت سفید و گازوئیل و ۲۷ درصد نفت کوره است. نفت خام زویتینا از اسکله شناور (SBM) بندر زویتینای لیبی صادر می شود.

نفت خام «ساسان» (Sassan Crude Oil)

نفت خام سریر لیبی در سال ۱۹۶۱ کشف شد. این نفت خام با درجه «ای.پی.آی» ۳۷/۵، حدود ۰/۳ درصد وزنی گوگرد دارد. بازده حجمی فراورده این نفت خام ۱۹/۹ درصد بنزین موتور، ۲۷/۸ درصد نفت سفید و گازوئیل و۵۲/۳ درصد نفت کوره است. نفت خام سریر از بندر مرساالحرقه لیبی صادر می شود.

نفت خام «سلمان» (Salman Crude Oil)

نفت خام سلمان که قبل از انقلاب به نام ساسان خوانده می شد، نخستین میدانی است که به وسیله شرکت نفت لاوان (LAPCO) در آب های فلات قاره ایران کشف شد و با میدان نفتی ابوالبخوش ابوظبی مشترک است. بهره برداری از این میدان در سال ۱۹۶۸ آغاز شد. نفت خام سلمان به صورت مخلوط با نفت خام های رشادت و رسالت (مخلوط لاوان) صادر می شود.

نفت خام مخلوط «سوئز» (Suez Blend Crude Oil)

این نفت خام مخلوط که بخش عمده صادرات مصر را تشکیل می دهد، از بندر «رأس شوخیر» صادر می شود. نفت خام مخلوط سوئز با درجه «ای.پی.آی» ۳۳ حدود ۱/۵ درصد وزنی گوگرد دارد. بازده حجمی این نفت خام ۴۵ درصد بنزین، ۱۴ درصد گازوئیل و ۳۴ درصد نفت کوره است.

مرجع

توانایی های ناشناخته هیدرات های گاز طبیعی

کشف مقدار زیادی هیدرات گاز در دامنه شمالی آلاسکا و پایین خلیج جنوب شرقی ایالات متحده امریکا،این ایده را قوت می بخشد که هیدراتهای گاز،منبع بسیار مهم انرژی در آینده محسوب میشوند.گرچه،ابتدا مسائل بسیار مهم تکنیکی و فنی باید حل شود تا بتوان هیدرات های گاز را به عنوان یک منبع انرژی مهم در جهان،معرفی کرد.هیدرات های گاز به طور طبیعی به شکل مواد کریستالی که از آب و گاز تشکیل شده،هستند.در هیدرات ها، یک شبکه جامد آب،ملکول های گاز را در یک ساختار قفس مانند در خود جای می دهند.هیدرات های گاز بیشتر در نواحی یخ زده و قطبی و زیر دریا در لایه های رسوبی وجود دارند. در حالی که،متان،پروپان و دیگر گازها می توانند در ساختار قفس مانند محبوس شوند،اما احتمال تشکیل هیدرات متان بسیار بیشتر است.میزان متان محبوس شده در هیدرات های گاز بسیار زیاد است و تخمین میزان آن بیشتر حدسی و فرضی است و محدوده آن از ۰۰۰/۱۰۰ تا ۰۰۰/۰۰۰/۲۷۰ تریلیون فوت مکعب است.به نظر می رسد که میزان گاز در ذخایر هیدرات جهان بسیار بیشتر از حجم منابع دیگر انرژی است.گرچه تا به حال در مورد دسترسی و تولید این هیدرات های گاز تحقیق و پژوهش بسیاری صورت نگرفته است.هدف اولیه پژوهش های مربوط به هیدرات های گاز، بررسی پارامترهای زمین شناختی است که ایجاد هیدرات های گاز را در کنترل دارد.هدف دیگر، ارزیابی حجم گاز طبیعی ذخیره شده، درون انباشته های جهانی هیدراتهای گاز است.این مقاله نتایج آخرین ارزیابی ها در مورد منابع هیدرات گاز طبیعی را مطرح می کند و سعی دارد توانایی تولید ذخایر هیدرات های گاز را ارزیابی کند و فناوری لازم برای تولید اقتصادی و به صرفه هیدرات های گاز در ۲۰ تا ۵۰ سال آینده را مورد بررسی قراردهد.در پایان،مروری بر برنامه های تولید گاز از منابع هیدرات در ژاپن و هندوستان خواهیم داشت.

مروری بر هیدرات های گاز

تحت شرایط مناسب دمایی و فشاری،هیدرات های گاز معمولاً یک ساختار کریستالی اولیه تحت عنوان ساختار ۱ و ساختار ۲ را تشکیل می دهند.هر واحد سلولی ساختار ۱ هیدرات گاز شامل ۴۶ ملکول آب است که دو فضای تهی کوچک و ۶ فضای بزرگ تشکیل می شود.ساختارهای ۱ هیدرات های گاز فقط می توانند ملکول های کوچک گاز مثل متان و اتان،با قطر ملکولی کمتر از ۲/۵ آنگستروم را در خود جای دهند.واحد سلولی ساختار ۲ هیدرات های گاز شامل ۱۶ dodecahedral (دودی کاهدرال) کوچک و ۸ فضای خالی بزرگ هگزاکایی دوکاهدرال است که توسط ۱۳۶ مولکول آب شکل می گیرد.ساختار ۲ هیدرات های گاز ممکن است دارای گازهایی با ابعاد ملکولی در محدوده ۹/۵ تا ۹/۶ آنگستروم مثل پروپان و ایزوبوتان باشد.در شرایط دما و فشار استاندارد (STP)،یک حجم از هیدرات اشباع شده متان (ساختار ۱) دارای بیش از ۱۶۴ حجم از گاز متان است. به علت این ظرفیت عظیم ذخیره سازی گاز،این هیدرات ها، منابع مهمی از گاز طبیعی محسوب می شوند. در سطح ماکروسکوپی،بسیاری از خواص مکانیکی هیدرات گاز مثل یخ است. چون هیدراتها دارای حداقل ۸۵ درصد آب بر یک پایه ملکولی هستند.از همه جالب تر،خواص مرحله ی تعادل هیدرات های گاز است که بیشتر توسط تناسب ملکول های میهمان گاز، درون قفس های هیدرات آب کنترل می شود. برای مثال اضافه کردن پروپان به یک هیدرات خالص متان،ساختار هیدرات را(از ساختار ۱ به ساختار ۲ ) تغییر می هد.

هیدرات های گاز نواحی یخ زده و قطبی

به نظر می رسد که هیدرات های گاز ،در حوزه غرب سیبری وجود دارند و تصور می شود که در دیگر نواحی قطبی شمال روسیه،مثل ایالت تیمان-پچورا،کراتن شرق سیبری و شمال شرقی سیبری و نواحی کامچاتکا نیز وجود داشته باشند.هیدرات های گازدر نواحی قطبی شمال آلاسکا و ایالت های شمالی آمریکا نیز وجود دارند. از شواهد غیر مستقیمی که نتیجه حفاری چاه در این نواحی بود به وجود هیدرات های گاز در دامنه شمالی آلاسکا پی برده شد و احتمال حضور لایه های متعدد هیدرات های گاز در ناحیه خلیج پرودهو (Prudhoo) و حوزه های نفتی رودخانه کوپاروک را تأ ئید می کند.در یک پنجم از چاه های حفاری شده در ناحیه ی دلتای مکنذی وجود هیدرات های گاز تأیید شده است و بررسی چاه های جزایر قطبی نشان می دهد که در نواحی قطبی، هیداراتهای گاز در اعماق ۱۳۰ تا ۲۰۰۰ متر وجود دارند.

هیدراتهای گاز دریایی

وجود هیدراتهای گاز در نواحی دریایی، عمدتاً نتیجه بازتاب غیرعادی لرزهای است که از محدوده منطقه ویژه مرزی هیدراتهای گاز میآید.این بازتابها عمدتاً به نام بازتاب تحریکی انتهایی یاBSR خوانده میشوند.BSR ها در اعماق ۱۰۰ تا ۱۱۰۰ متری از سطح دریا، نقشهبرداری شدهاند.هیدراتهای گاز در لایههای رسوبی خلیج مکزیک،بخش دریایی حوزه رودخانه Eel در کالیفرنیا،دریای سیاه،دریای خزر و دریای Okhotsk پیدا شدهاند.همچنین،هیدراتهای گاز در اعماق بیشتر زیر سطحی در خلیج جنوب شرقی امریکا، Black Kidge در خلیج مکزیک،حوزه کاسکادیا نزدیک اوریگان،کانال امریکای مرکزی،دریای پروودرنواحی شرقی و غربی ژاپن نیز کشف شدهاند.

ارزیابی منابع هیدرات گاز

از آنجا که هیدراتهای گاز در نواحی قطبی و در لایههای رسوبی دریایی وجود دارند،میتوانند یک منبع انرژی بالقوه محسوب شوند.پیشبینیهای جهانی برای میزان گاز طبیعی موجود در لایههای هیدرات گاز از ۱۰۲۰/۵ تا ۱۰۶۲/۱ تریلیون فوت مکعب برای نواحی قطبی و از ۱۰۵۱/۱ تا ۱۰۸۷/۲ تریلیون فوت مکعب برای لایههای رسوبی اقیانوسی است.پیشبینیهای انتشار یافته در مورد منابع هیدراتهای گاز نشاندهنده نوسانات قابل ملاحظهای است. آخرین پیشبینیها از میزان متان در انباشتههای جهانی هیدراتهای گاز حدود ۱۰۵۷ تریلیون فوت مکعب است اما به نظر میرسد که لایههای رسوبی اقیانوسی دارای منابع بیشتر و بزرگتری از گاز طبیعی هستند تا لایههای رسوبی قارهای.هدف اصلی کار ارزشیابی و تخمین در مؤسسه پژوهشی زمین شناختی امریکا،تخمین زدن منابع هیدرات گاز در امریکا هم در نواحی ساحلی و هم در نواحی دریایی است.ارزیابی هیدراتهای گاز براساس یک برنامه تجزیه و تحلیلی، ایالت به ایالت انجام میشود.ما تمامی هیدراتهای گاز را بدون توجه به مسائل فنی آنها،تعریف،توصیف و ارزیابی میکنیم.بنابراین،این ارزیابی،تنها با حجم منابع هیدراتهای گاز موجود مربوط است،یعنی میزان گازی که درون هیدراتهای گاز بدون در نظر گرفتن بازیافت آن وجود دارد.در یک روش تجزیه و تحلیلی،انباشتههای بالقوه هیدروکربن، براساس خصوصیات زمین شناختیشان گروهبندی میشوند سپس شرایط زمینشناختی بروز هیدروکربنها الگوبرداری میشود. در این روش ارزشیابی،زمین شناسان، در مورد عوامل زمین شناختی لازم برای تشکیل انباشتههای هیدروکربن و عوامل زمین شناختی تعیین کننده اندازه آنها،بحث میکنند.در یک ارزیابی،۱۱ حوزه هیدرات گاز،در ۴ ایالت نفتی دریایی و ساحلی کشف و برای هر حوزه میزان هیدراتهای گاز تخمینزده شد.پیشبینیهای انجام شده برای هر کدام از این ۱۱ حوزه جمعآوری شدند تا کل منابع هیدرات گاز در ایالات متحده آمریکا تخمین زده شود.منابع موجود گاز درون هیدراتها در ایالات متحده امریکا بین ۷۶۵/۱۱۲ تا ۱۱۰/۶۷۶ تریلیون فوت مکعب گاز البته با سطح احتمال ۰۵/۰ تا ۹۵/۰ است. گرچه این آمار،همراه با درصد بالایی از شک و تردید است،اما نشان دهنده میزان بسیار زیادی گاز ذخیره شد در هیدراتهای گاز هستند.ارزش کلی هیدراتهای گاز محاسبه شد ه در امریکا حدود ۲۲۲ تا ۳۲۰ تریلیون فوت مکعب گاز است.لازم به ذکر است که حفاریهای پژوهشی دریایی که اخیراً درون منطقه ویژه اقتصادی امریکا در امتداد ناحیه شرقی این کشور انجام شده است،وجود مقادیر قابل توجهی از متان ذخیره شده را به عنوان هیدرات گاز جامد و گاز آزاد حبس شده زیر هیدراتهای گاز،تأیید میکند.

تولید گاز از هیدراتهای گاز

روشهای پیشنهاد شده بازیافت گاز از هیدراتها معمولاً شامل تفکیک کردن یا ذوب کردن هیدراتهای گاز به روشهای زیر است:۱)گرم کردن مخزن برای دمای تشکیل هیدرات ۲)کاهش فشار مخزن زیر موازنه هیدارت ۳)تزریق یک مهارکننده مثل متانول یا گلیکول درون مخزن برای کاهش شرایط تثبیت هیدرات.البته در حال حاضر، بازیافت گاز از هیدراتها به تعویق انداخته میشود چون هیدراتها معمولاً در نواحی خشن قطبی و نواحی عمیق دریایی گسترده شدهاند.اخیراً از یک سری مدلهای تحریک گرمایی ساده هم برای ارزیابی تولید هیدرات گاز از آب گرم و جریانهای بخاری استفاده شده است که نشان میدهد،گاز را میتوان از هیدراتها به میزان کافی تولید کرد به صورتی که هیدراتهای گاز به یک منبع قابل بازیافت تکنیکی تبدیل شوند،گرچه هزینه زیاد این تکنیکهای بازیافت پیشرفته گاز،جلوی بازیافت را میگیرد. استفاده از مهارکنندههای هیدرات گاز برای تولید گاز از هیدراتها از لحاظ فیزیکی امکان پذیر است،گرچه،استفاده از حجمهای زیاد مواد شیمیایی مثل متانول هزینه اقتصادی و زیست محیطی بالایی دارد.از میان تکنیکهای مختلف تولید گاز طبیعی از هیدراتها،اقتصادیترین و به صرفهترین روش،طرح فشار زدایی است.حوزه گازی Messoyakha در بخش شمالی حوزه غرب سیبری اغلب به عنوان یک مثال از تولید گاز از انباشتههای هیدروکربن مورد استفاده قرار میگیرد. از تمامی اطلاعات زمین شناختی برای تأیید حضور هیدراتهای گاز در قسمت بالایی این حوزه استفاده شده است.پیشینه تولید گاز از هیدراتهای این حوزه نشان میدهد که هیدراتهای گاز یک منبع تولیدی فوری از گاز طبیعی هستند و تولید را میتوان با روشهای همیشگی شروع و حفظ کرد. تولید طولانی مدت از بخش هیدراتگاز حوزه Messoyakha با برنامه ساده فشارزدایی قابل دسترسی است.تولید از بخش پایینی گاز آزاد این حوزه در سال ۱۹۶۹ آغاز شد.گرچه در سال ۱۹۷۱،فشار مخزن از میزان مورد انتظار انحراف پیدا کرد.این انحراف به آزادسازی گاز آزاد از هیدراتهای تفکیک یافته گاز نسبت داده میشود.از این حوزه تا به حال حدود ۳۶ درصد (حدود ۱۸۳ میلیارد فوت مکعب) گاز برداشت شده است.گرچه برخی محققان معتقدند که گاز تولید شده از هیدراتها نبوده است.

فعالیتهای پژوهشی بینالمللی

در دو سال گذشته،مؤسسات دولتی در ژاپن،هند و کره جنوبی شروع به توسعه برنامههای پژوهش برای بازیافت گاز از هیدراتهای اقیانوسی کردهاند.یکی از مهمترین پروژههای هیدرات گاز که در ژاپن در حال انجام است،یک پروژه ۵ ساله برای ارزیابی منابع داخلی هیدراتهای بالقوه گاز طبیعی است.در مقالاتی که منتشر شده است: مؤسسه مجری طرح، اعلام کرده است که هیدراتهای متان میتواند نسل آینده منبع انرژی قابل تولید داخلی باشد.در سال ۱۹۹۶ این برنامه تحقیقاتی زمین شناختی و لرزهشناسی بر روی نواحی قارهای شمالی و جنوبشرقی ژاپن انجام شده است.براساس تحقیقات صورت گرفته،کاشف به عمل آمده است که حدود ۱۸۰۰ تریلیون فوت مکعب گاز درون هیدراتهای گاز ناحیه نانکای ذخیره شده است.هندوستان نیز مانند ژاپن به علت پرداخت هزینهای بالا برای واردات LNG ،مطالعات پژوهشی چندی را مبنی بر حضور و امکان بازیافت گاز از هیدراتهای گاز در این کشور آغاز کرده است.پژوهشها نشان میدهند که بین هند و میانمار،در دریای آندامان منبع عظیمی از هیدراتهای گاز وجود دارد که حدس زده میشود،دارای ۲۱۱ تریلیون فوت مکعب گازباشد.دولت هندوستان اعلام کرده است که این مسئله برای تأمین نیازهای فزاینده انرژی این کشور از اهمیت بسیاری برخوردار است.با اینکه اطلاعات ما در مورد هیدراتهای نهفته گاز بسیار اندک است،اما میتوان انتظار داشت با توسعه فناوریهای جدید بتوان به هیدراتها به عنوان نسل آینده منبع انرژی نگاه کرد.

مرجع

روش هاي استخراج نفت

س از عمليات حفر چاه و اصابت آن به مخزن نفت، به دليل فشار زياد موجود در مخزن، جريان نفت به سوي دهانه خروجي چاه سرازير مي شود. اين مرحله از استخراج كه عامل آن فشار داخل خود مخزن است به بازيافت اوليه نفت موسوم است. در برداشت اوليه نفت ، از انرژي خود مخزن براي توليد نفت استفاده مي شود.البته اين بدان معنا نيست كه اگر نفت خود به خود به سطح زمين نيايد، برداشت اوليه وجود نخواهد داشت،بلكه وقتي از پمپ براي بالا آوردن نفت استفاده ميكنيم،در واقع هنوز در مرحله اول برداشت نفـــــــت قرار داريم.در اين مرحله انرژي خاصي وارد مخزن نمي شود.با افزايش توليد و كاهش فشار، سرعت توليد نيز كاهش مي يابد تا اينكه فشار به حدي ميرسد كه ديگر نفت خارج نمي شود. در اين مرحله ممكن است ار 30 تا 50 درصد كل نفت مخزن استخراج شود. علاوه بر فشار مخزن عوامل ديگري منند خواص سنگ مخزن و ميزان تخلخل آنها و همچنين دماي مخازن نيز در ميزان توليد مؤثرند.

به عنوان مثال، كل نفت مخازن آمريكا حدود109*400 بشكه بوده است كه تا سال 1970 حدود 109*100 بشكه آن توسط روشهاي اوليه استخراج شده اند.البته هر چه ميزان گاز آزاد در مخزن بيشتر باشد مقدار توليد نفت توسط اين روش بيشتر است، زيرا تغييرات حجم گاز در مقابل تغيير فشار بسيار زياد است. به عنوان مثال در ايالت پنسيلوانياي آمريكا به دليل پايين بودن نفوذپذيري (كمتر از 50 ميلي دارسي) و انرژي كم مخزن كه ناشي از پايين بودن مقدار گاز طبيعي آزاد است، ميزان نفت استخراج شده با روشهاي اوليه بين 5 تا 25 درصد كل نفت بوده است و به همين دليل در اين ايالت روشهاي مرحله دوم از سال 1900 شروع شده است.
وقتي مخزن تخليه شد و ما نتوانستيم نفت را حتي با پمپاژ از مخزن به چاه و از چاه به سطح زمين انتقال دهيم،در اين صورت استفاده از روش EOR از نوع بازيافت ثانويه شروع ميشود كه براي استفاده از اين روش، امروزه در دنيا روش تزريق آب مرسوم است. در اين روش از چاه تزريقي،آب به مخزن تزريق ميشود و از چاه بهره برداري،نفت مورد بهره برداري قرار مي گيرد.در اين روش،ما با تزريق سيال در سيستم مداخله ميكنيم و سيال تزريقي،نفت را به طرف چاه توليدي هدايت ميكند. البته به جاي آب،ميتوان گاز نيز تزريق كرد كه به آن فرايند تزريق گاز مي گويند. بايد توجه داشت كه استفاده از اين دو روش تزريقي با تزريق آب يا گازي كه به منظور حفظ و نگهداري فشار مخزن انجام ميگيرد متفاوت است. چرا كه در تزريق آب و گاز براي حفظ فشار مخزن، سيال تزريقي باعث حركت نفت نمي شود،بلكه از افت سريع فشار مخزن در اثر بهره برداري جلوگيري مي كند.
در حالت ثانويه برداشت زماني فرا ميرسد كه، ما ضمن تزريق آب به مخزن،در چاه توليدي با توليد آب مواجه مي شويم. در اين حالت، چون نسبت آب به نفت زياد ميشود و توليد در اين صورت بازده اقتصادي ندارد،بايد از روش ديگر براي افزايش برداشت بهره بگيريم.اگر تزريق آب را متوقف كنيم و از فرايند هاي ديگري نظير تزريق گاز CO2 استفاده كنيم. از روشهاي مؤثر در مرحله دوم يكي سيلابزني آبي و ديگري سيلابزني گازي يا تزريق گاز است.
در روش سيلابزني آبي، آب با فشار زياد در چاههاي اطراف چاه توليد نفت وارد مخزن شده و نيروي محركه لازم راي استخراج نفت را به وجود مي آورد.معمولا در اطراف هر چاه نفت چهار چاه براي تزريق آب وجود دارد. در روش سيلابزني گازي، گاز (مانند گاز طبيعي ) با فشار زياد به جاي آب وارد مخزن شده و نفت را به طرف چاه خروجي به جريان مي اندازد. در كشور ونزوئلا حدود 50% گاز طبيعي توليد شده دوباره به چاههاي نفت براي استخراج در مرحله دوم برگردانده مي شود. نحوه تزريق گاز شبيه تزريق آب به صورت چاههاي پنجگانه است. در مواردي كه گرانروي نفت خيلي بالا باشد از تزريق بخار آب براي استخراج مرحله دوم استفاده ميشود. تزريق بخار آب، دما را افزايش و گرانروي را كاهش ميدهد. در اين روش كه از بخار آب به جاي آب استفاده ميشود، با كاهش گرانروي نفت، جريان آن راحت تر صورت گرفته و سرعت توليد بالا مي رود.
پس از استخراج به كمك روشهاي مرحله دوم هنوز هم حدود 30 الي 50 درصد نفت ميتواند به صورت اسنخراج نشده در مخزن باقي بماند. در اينجاست كه استخراج نفت به كمك روش مرحله سوم صورت گيرد. يكي از روشهاي مرحله سوم، تزريق محلول مايسلار (micellar solution) است كه پس از تزريق آن، محلولهاي پليمري به عنوان محلولهاي بافر به چاه تزريق مي شود. در آمريكا ممكن است روشهاي استفاده از محلولهاي مايسلار تا 50 درصد كل روشهاي مرحله سوم را شامل شود. محلول مايسلار مخلوطي از آب، مواد فعال سطحي، نفت و نمك است. در روشهاي جديد تهيه محلول مايسلار ، نفت، نمك و مواد كمكي فعال سطحي حذف گرديده اند. محلولهاي مايسلار نيروي تنش سطحي بين آب و نفت را تا حدود dyne/cm 001/0 يا كمتر از آن كاهش ميدهد.
گرانروي محلول پليمري حدود 2 تا 5 برابر گرانروي نفـــــــــــت است. غلظت پليمر حدود ppm1000 مي باشد. در حال حاضر از پلي اكريميد ها و زيست پليمر ها به عنوان پليمر در محلول بافر استفاده مي شود. مواد فعال سطحي معمولا سولفوناتهاي نفتي سديم هستند و از لحاظ خواص و ساختار شيميايي شبيه شوينده ها مي باشند. از الكلها براي مواد كمكي فعال سطحي استفاده مي شود.هزينه تهيه محلولهاي مايسلار براي توليد هر بشكه نفت در سال 1975 حدود 5/1 دلار آمريكا بوده است.
يكي ديگر از روشهاي مرحله سوم، روش احتراق زير زميني است. طي اين روش اكسيژن موجود در هوا در زير زمين با هيدروكربنها مي سوزد و مقداري انري و گاز توليد شده، فشار مخزن بالا ميرود.گرما همچنين گرانروي را كاهش داده و جريان نفت راحتتر صورت ميگيرد. يك روش ديگر مرحله سوم كه اخيرا مورد توجه قرار گرفته است، روش تزريق گاز كربن دي اكسيد مي باشد كه جزئي از روش جابجايي امتزاج پذير است. گاز كربن دي اكسيد بسيار ارزان بوده، در نفت نيز حل ميشودو گرانروي ان را كاهش مي دهد.از روشهاي ديگر مررحله سوم انفجار هاي هسته اي در زير زمين است كه اين انفجار ها شكاف مصنوعي در سنگها به وجود مي آورد و جريان نفت را ساده تر ميكند. به اين گونه فراينـــــد ها، مرحله سوم برداشت نف‍ــت (Tertiary Oil Recovery) مي گويند.
گفتني است كه مراحل برداشت نفت را به گونه اي ديگر ميتوان تقسيم بندي كرد، يعني به جاي اينكه بگوئيم مرحله اول،دوم يا سوم، مي توانيم بگوييم Primary Recovery ، مرحـله Improved Oil Recovery يا IOR و مرحله EOR يا Enhanced Oil Recovery.
برداشت بهبود يافته يا IOR فرايندي است كه براي تعديل كردن تكنولوژي هاي مورد استفاده براي افزايش برداشت بكار ميرود. حال اين فرايند مي تواند در مرحله اول توليد انجام شود يا در مراحل دوم و سوم. تكنولوژي هايي چون حفاري افقي يا مشبك كاري انتخابي و يا تزريق ژل در جا (Insitu gelation) از نوع IOR ميباشند.
بنابراين در IOR فرايند توليـد عوض نميشود، بلكه تكنولوژي به گونه اي تعديل مي شود كه با همان فرايند قبلي،نفت بيشتري از مخزن توليد مي گردد. در حالي كه ازدياد برداشت يا EOR به فرايندي اطلاق مي شود كه در آن سعي ميشود تا ميزان درصد اشباع نفت باقيمانده تا آنجا كه ممكن است پايين بيايد و نفت باقيمانده در مخزن به حداقل ممكن برسد. فرايند هايي چون سيلابزني شيميايي، تزريق CO2 و احتراق درجا از اين قبيل ميباشند. بعد از عمليات تزريق آب ميتوان فرايند را تغيير داد. روش ديگري اين است كه عمليات تزريق آب را تعديل كنيم. بدين منظور در لايه هاي با خاصيت گذر دهي متفاوت، آب وارد لايه هاي با خاصيت گذردهي بالا شده و به سمت چاه توليدي هدايت ميگردد، لذا بايد كاري كرد كه اين لايه ها بسته شوند. اين كار با تزريق ژل در لايه هاي مورد نظر صورت مي گيرد.فرايند جابه جايي امتزاجي (Miscible Displacement) به معني بازيافت نفت به وسيله تزريق ماده اي است كه با نفت قابل امتزاج باشد. در جابه جايي مذكور سطح تماس نفت و ماده تزريق شده از بين مي رود و جابه جايي بصورت حركت تك فازي انجام ميشود. در صورتي كه شرايط از هر لحاظ براي امتزاج ماده تزريق شده و نفت فراهم باشدبازيافت چنين فرايندي در مناطق جاروب شده 100% ميباشد.
گاز تزريقي داراي ويسكوزيته كمتر نسبت به نفت مخزن است و در نتيجه تحرك بيشتري نسبت به آن دارد.اين خاصيت گاز تزريقي،يكي از دلايل امكان امتزاج آن با نفت مخزن است، زيرا تحرك زياد گاز نسبت به نفت باعث مي شود كه گاز در مراحل مختلفي با نفت تماس پيدا كرده و در نهايت حالت امتـزاج بين نفت مخزن و گاز تزريقي حاصل آيد.
مسئله اي كه از تحرك زيــاد گاز ناشي مي شود اين است كه گاز تمايل به Fingering و Channeling پيدا ميكند و در نتيجه مناطقي از مخزن به وسيله گاز جاروب نمي گردد و لذا اين امر باعث پايين آمدن Recovery Factor در جابه جايي امتزاجي ميشود.

NaSiOSi

 

 

مرجع
 

آبكاري

پوشاندن یک جسم با یک لایه نازک از یک فلز با کمک یک سلول الکترولیتی آبکاری نامیده می‌شود. جسمی که روکش فلزی روی آن ایجاد می‌شود باید رسانای جریان برق باشد. الکترولیت مورد استفاده برای آبکاری باید دارای یونهای آن فلزی باشد که قرار است لایه نازکی از آن روی جسم قرار بگیرند.

گاه کلی
فرایند آبکاری معمولا″ با فلزات گرانبها چون طلا و نقره ‌و کروم جهت افزایش ارزش فلزات پایه مانند آهن ‌و مس ‌و غیره و همچنین ایجاد روکشی بسیار مناسب (در حدود میکرومتر) برای استفاده از خواص فلزات روکش کاربرد دارد. این خواص می‌تواند رسانایی الکتریکی و جلوگیری از خوردگی باشد. فعل و انفعال بین فلزها با واسطه‌های محیطی موجب تجزیه و پوسیدگی آنها می‌شود چون فلزها میل بازگشت به ترکیبات ثابت را دارند. پوسیدگی فلز ممکن است به صورت شیمیایی(توسط گازهای خشک و محلولهای روغنی گازوئیل و نفت و مانند اینها) و یا الکتروشیمیایی (توسط اسیدها و بازها و نمک‌ها) انجام پذیرد. طبیعت و میزان خوردگی به ویژگی‌های آن فلز٬ محیط و حرارت وابسته است. روشهای زیادی برای جلوگیری از خوردگی وجود دارد که یکی از آنها ایجاد روکشی مناسب برای فلزها می‌باشد و معمول‌ترین روشهای روکش فلزها عبارتنداز: رنگین کردن فلزات ٬ لعابکاری ٬ آبکاری با روکش پلاستیک٬ حفاظت کاتدیک‌ و آبکاری با فلزات دیگر.

اصول آبکاری
به طور کلی ترسیب فلز با استفاده از یک الکترولیت را می‌توان به صورت واکنش زیر نشان داد:
فلز <-------- (الکترون) z + کاتیون فلزی

ترسیب فلز با روشهای زیر انجام می‌شود:
آبکاری الکتریکی
در این روش ترسیب گالوانیک یک فلز بر پایه واکنشهای الکتروشیمیایی صورت می‌گیرد. هنگام الکترولیز در سطح محدود الکترود/الکترولیت در نتیجه واکنشهای الکتروشیمیایی الکترون‌ها یا دریافت می‌شوند (احیا) و یا واگذار می‌شوند (اکسیداسیون). برای اینکه واکنشها در جهت واحد مورد‌ نظر ادمه یابند لازم است به طور مداوم از منبع جریان خارجی استفاده شود. واکنشهای مشخص در آند و کاتد همچنین در الکترولیت همیشه به صورت همزمان صورت می‌گیرند. محلول الکترولیت باید شامل یونهای فلز رسوب‌کننده باشد و چون یونهای فلزها دارای بار مثبت می باشند به علت جذب بارهای مخالف تمایل به حرکت در جهت الکترود یا قطبی که دارای الکترون اضافی می‌باشد (قطب منفی یا کاتد) را دارند. قطب مخالف که کمبود الکترون دارد قطب مثبت یا آند نامیده می‌شود. به طور کلی سیکل معمول پوشش‌دهی را می‌توان به صورت زیر در نظر گرفت:
- یک اتم در آند یک یا چند الکترون از دست می‌دهد و در محلول پوشش‌دهی به صورت یون مثبت در می‌آید.
- یون مثبت به طرف کاتد یعنی محل تجمع الکترون‌ها جذب شده و در جهت آن حرکت می‌کند.
- این یون الکترون‌های از دست داده را در کاتد به دست آورده و پس از تبدیل به اتم به صورت جزیی از فلز رسوب می‌کند.
قوانین فارادی
قوانین فارادی که اساس آبکاری الکتریکی فلزها را تشکیل می‌دهند نسبت بین انرژی الکتریکی و مقدار عناصر جا به جا شده در الکترودها را نشان می‌دهند.

* قانون اول: مقدار موادی که بر روی یک الکترود ترسیب می‌شود مستقیما″ با مقدار الکتریسیته‌ای که از الکترولیت عبور می‌کند متناسب است.
* قانون دوم :مقدار مواد ترسیب شده با استفاده از الکترولیت‌های مختلف توسط مقدار الکتریسیته یکسان به صورت جرم‌هایی با اکی‌والان مساوی از آنهاست.

بر اساس این قوانین مشخص شده است که ۹۶۵۰۰ کولن الکتریسیته (یک کولن برابر است با جریان یک آمپر در یک ثانیه) لازم است تا یک اکی‌والان گرم از یک عنصر را رسوب دهد یا حل کند.
آبکاری بدون استفاده از منبع جریان خارجی
هنگام ترسیب فلز بدون استفاده از منبع جریان خارجی الکترون‌های لازم برای احیای یون‌های فلزی توسط واکنش‌‌های الکتروشیمیایی تامین می‌شوند. بر این اساس سه امکان وجود دارد:

* ترسیب فلز به روش تبادل بار (تغییر مکان‌) یا فرایند غوطه‌وری: اساس کلی این روش بر اصول جدول پتانسیل فلزها پایه‌ریزی شده است. فلزی که باید پوشیده شود باید پتانسیل آن بسیار ضعیف‌تر (فلز فعال) از پتانسیل فلز پوشنده (فلز نجیب) باشد. و فلزی که باید ترسیب شود باید در محلول به حالت یونی وجود داشته باشد. برای مثال به هنگام غوطه‌ور نمودن یک میله آهنی در یک محلول سولفات مس فلز آهن فعال است و الکترون واگذار می‌کند و به شکل یون آهن وارد محلول می‌شود. دو الکترون روی میله آهن باقی می‌ماند. یون مس دو الکترون را دریافت کرده احیا می‌شود و بین ترتیب مس روی میله آهن می‌چسبد. و هنگامی که فلز پایه که باید پوشیده شود (مثلا آهن) کاملا″ توسط فلز پوشنده (مثلا مس) پوشیده شود آهن دیگر نمی‌تواند وارد محلول شود و الکترون تشکیل نمی‌شود و در نتیجه عمل ترسیب خاتمه می‌یابد. موارد استعمال این روش در صنعت آبکاری عبارت است از: مس‌اندود نمودن فولاد٬ نقره‌کاری مس و برنج٬ جیوه‌کاری٬ حمام زنکات٬ روشهای مختلف کنترل و یا آزمایش٬ جمع‌آوری فلز از حمام‌های فلزات قیمتی غیر قابل استفاده (طلا) با استفاده از پودر روی.

* ترسیب فلز به روش اتصال: این روش عبارت است از ارتباط دادن فلز پایه با یک فلز اتصال. جسم اتصال نقش واگذارکننده الکترون را ایفا می‌کند. برای مثال هنگامی که یک میله آهنی (فلز پایه) همراه یک میله آلومینیومی٬ به عنوان جسم اتصال در داخل یک محلول سولفات مس فرو برده می‌شود٬ دو فلز آهن و آلومینیوم به جهت فعالتر بودن از مس٬ به صورت یون فلزی وارد محلول می‌شوند و روی آنها الکترون باقی می‌ماند و چون فشار انحلال آلومینیوم از آهن بیشتر است از این رو اختلاف پتانسیلی بین دو فلز ایجاد شده و الکترون‌ها در روی یک سیم رابط٬ از سوی آلومینیوم به طرف آهن جاری می‌شوند. بنابراین مشاهده می‌شود که مقدار زیادی از یونهای مس محلول روی آهن ترسیب می‌شوند. ضخامت قشر ایجاد شده نسبت به روش ساده تبادل بار بسیار ضخیم‌تر است. از روش اتصال برای پوشش‌کاری فلزات پیچیده استفاده می‌شود.

* روش احیا: ترسیب فلز با استفاده از محلولهای حاوی مواد احیا کننده٬ روش احیا نامیده می‌شود. یعنی دراین روش الکترونهای لازم برای احیای یونهای فلزات توسط یک احیا کننده فراهم می‌شود. پتانسیل احیا کننده‌ها باید از فلز پوشنده فعالتر باشند٬ اما بابد خاطر نشان ساخت که اختلاف پتانسیل به دلایل منحصرا″ کاربردی روکش‌ها٬ نباید بسیار زیاد باشد. برای مثال هیپوفسفیت سدیم یک احیا کننده برای ترسیب نیکل است ولی برای ترسیب مس که نجیب‌تر است٬ مناسب نیست. مزیت استفاده از این روش در این است که می‌توان لایه‌هایی با ضخامت دلخواه ایجاد نمود. زیرا اگر مقدار ماده احیا کننده در الکترولیت ثابت نگه داشته شود می‌توان واکنش ترسیب را کنترل نمود. به ویژه غیر هادی‌ها را نیز بعد از فعال نمودن آنها٬ می‌توان پوشش‌کاری کرد.

آماده سازی قطعات برای آبکاری
برای بدست آوردن یک سطح فلزی مناسب نخستین عملی است که با دقت باید صورت گیرد٬ زیرا چسبندگی خوب زمانی به وجود می‌آید که فلز پایه٬ سطحی کاملا تمیز و مناسب داشته باشد. بدین علت تمام لایه‌ها و یا قشرهای مزاحم دیگر از جمله کثافات٬ لکه‌های روغنی٬ لایه‌های اکسید٬ رسوبات کالامین که روی آهن در درجه‌های بالا ایجاد می‌شوند را از بین برد. عملیات آماده سازی عبارتند از:

* سمباده‌کاری و صیقل‌کاری: طی آن سطوح ناصاف را به سطوح صاف و یکنواخت تبدیل می‌کنند.
* چربی‌زدایی: طی آن چربی‌های روی سطح فلزات را می‌توان توسط عمل انحلال٬ پراکندگی٬ امولسیون٬ صابونی کردن و یا به روش تبادل بار از بین برد.
* پرداخت: انحلال شیمیایی قشرهای حاصل از خوردگی روی سطح فلزات را پرداخت کردن می‌نامند که اساسا″ به کمک اسیدهای رقیق و در بعضی موارد توسط بازها انجام می‌گیرد.
* آبکشی٬ خنثی‌سازی٬ آبکشی اسیدی٬ خشک کردن: خنثی‌سازی برای از بین بردن مقدار کم اسید یا مواد قلیایی که در خلل و فرج قطعه باقی می‌مانندو همچنین آبکشی اسیدی برای جلوگیری از امکان تشکیل قشر اکسید نازک غیر قابل رؤیت که موجب عدم چسبندگی لایه الکترولیتی می‌شود.  

موقعیت های استفاده از نانوتکنولوژی صنایع آبکاری
در سالهای اخیر نانوتکنولوژی که همان علم و تکنولوژی کنترل و بکارگیری ماده در مقیاس نانومتر است٬ تحقیقات فزاینده و موقعیت‌های تجاری زیادی را در زمینه‌های مختلف ایجاد نموده است. یک جنبه خاص از نانوتکنولوژی به مواد دارای ساختار نانویی یعنی موادی با بلورهای بسیار ریز که اندازه آنها معمولا کمتر از ۱۰۰ میکرومتر است می‌پردازد٬ که این مواد برای اولین بار حدود دو دهه قبل به عنوان فصل مشترکی معرفی شدند. این مواد نانوساختاری با سنتز الکتروشیمیایی تولید شده‌اند که دارای خواصی از قبیل٬ استحکام٬ نرمی‌ و سختی٬ مقاومت به سایش٬ ضریب اصطکاک٬ مقاومت الکتریکی٬ قابلیت انحلال هیدروژن و نفوذپذیری٬ مقاومت به خوردگی موضعی و ترک ناشی از خوردگی تنشی و پایداری دمایی را دارا هستند. دریچه‌های آبکاری الکتریکی برای سنتز این ساختارها با استفاده از تجهیزات و مواد شیمیایی مرسوم برای طیف گستره‌ای از فلزات خالص و آلیاژها گشوده شده است. یک روش مقرون به صرفه برای تولید محصولاتی با اشکال بسیار متفاوت از پوششهای نازک و ضخیم٬ فویلها و صفحه‌ها با اشکال غیر ثابت تا اشکال پیچیده شکل‌یافته با روشهای الکتریکی است. از این رو فرصتهای قابل توجهی برای صنعت آبکاری وجود دارد تا نقش تعیین‌کننده‌ای را در گسترش کاربردهای جدید نانوتکنولوژی ایفا نماید که این امر به آسانی با تکیه بر اصول قابل پیش‌بینی متالوژیکی که در سالیان گذشته مشخص شده قابل تحقق است.

نمك زدايي _ اولين مرحله در پالايش نفت خام

 

نمك و آب زدايي نفت خام فرايند مهمي كه بدين وسيله تركيب هاي نا مطلوب نفت قبل از اينكه به واحد اصلي برسند جدا مي شوند.

شايان ذكر است كه بوجود آوردن تغيير در عمل يك سيستم نمك زدا

دشوار مي باشد و بهتر اين است كه ما يك حالت توازن و حد و وسط را به وجود آوريم.

يك تعادل(توازون) مطلوب بايد در تمام مدتي كه پارامتر هاي بهينه سازي انتقال نمك همچون شدت مخلوط شدن،خصوصيات آب سشتشو و

خوراك امولسين كننده شيميايي كنترل مي شوند،حفظ شود.

براي بهينه كردن فرايند نمك زدايي ما بايد پيوسته شرايط متفاوتي را اعمال كنيم كه اين عامل مهمي براي عمل پالايش كامل به شمار مي رود.

عمل اصلي يك دستگاه نمك زدا(desalter )جدا كردن نمك و آب از نفت خام مي باشد. علاوه بر نمك و آب مااحتياج داريم كه ديگر مواد زائد موجود در نفت همچون گل و لاي ،زنگ و... را نيز جدا كنيم.

زيرا اين مواد وقتي در سطح هاي انتقال حرارت قرار بگيرند مي_ توانند باعث خوردگي و خرابي دستگاه بشوند.

همچنين علاوه بر مواد ذكر شده در بالا ممكن است فلز هايي نيز وجود داشته باشد كه مي توان از آن ها به عنوان كاتاليزور هاي غير فعال در فرايند تصفيه استفاده كرد.

 

 

مباني نظري دستگاه نمك زدا

 

دستگاه نمك زدا به وسيله امولسيون كردن نفت خام با مواد شيميايي و تزريق آب براي به وجود آوردن تماس بين نفت و

آب ،مواد زائد(آلودگي ها)را از نفت خام جدا مي كند.

بعد از تزريق آب و ايجاد شدن مخلوط امولسيون نفت و آب،

امولسيون كننده شيميايي اضافه ميشود و يك ميدان الكتروستاتيكي به كار برده مي شود براي اينكه امولسيون

نفت و آب را بشكند.

دستگاه نمك زدا در اندازه اي(size)كه به نفت وآب اجازه مي دهد طبق قانون استوك (stoke law)ساكن و جدا بشوند.

علاوه بر اين، مواد جامد موجود در نفت در ته محفظه دستگاه

(desalter) ته نشين مي شوند.

دستگاه بايد بطور پيوسته اين مواد جامد را شسته و به جاي ديگري انتقال دهد براي همين منظور يك سيستم شستشوي گل ولاي

در پايين محفظه نصب مي شود.

دستگاه گل شوي (mud    washing)داراي قسمتي است كه مواد جامدي را كه در فاضلاب وجود دارند و اين امكان وجود دارد كه به سيستم فاضلاب ضربه بزنند،را بازيافت مي كند.

 

 

جريان دستگاه نمك زدا

 

در فرايند نمك گيري ابتدا نفت با استفاده از مبدل هاي گرمايي تا120є-150є   گرم شده(به منظور اينكه به سطح ويسكوزيته مطلوب كه در حالت عادي در حدود5-15   سانتي استوك (centi _ stoke)برسد‍‍‍‍‍‍‍‍( و بعد درجه حرارت به وسيله فشار بخار ماده خام مصرفي محدود ميشود.

2تا6درصد آب شستشو كه به وسيله كنتور اندازه گيري شده و در جلوي دستگاه (desalter) وجود دارد عاملي است كه به حل شدن نمك ها و رسوب ها كمك مي كند. و در بالاي يك دريچه مخلوط كننده،  مخلوطشدن شديدي اتفاق مي افتد.

 

 

در يك مرحله در محفظه تحت فشار دستگاه، نمك و مواد زائد ديگر با آب شستشو ساكن مي شوند و متمايل مي شوند به سمت تشكيل يك امو لسيون و در مرحله بعد آب شستشو ‌‌] به وسيله ته نشين كردن الكترو ستاتيكي با به بكار بردن غير امو لسيون كننده ها و اسيد [ جدا مي شود و نمك باقي مي ماند.

نمك هايي كه جدا مي شوند عمدتاّ كلريد ها و كربنات ها هستند كه اگر جدا نشوند مي توانند باعث خوردگي و بهم زدن جريان مبدل هاي گرمايي،كوره ها و واحد هاي تقطير بشوند.

نمك زدايي به روش الكتريكي عبارت است از بكار گيري يك ولتاژ الكتريكي بسيار بالا براي اينكه قطره هاي معلق آب را كه در پايين مخزن ته نشست وجود دارد،را جمع بكند. وهنگامي كه ميزان جامد هاي معلق موجود در نفت زياد باشد مواد كم كننده فشار سطحي نيز اضافه مي شوند.

از ديگر فرايند هايي كه ديگر رايج نمي باشد اين است كه نفت خام گرم شده را با به بكار گيري خاك دياتومه و رفتار شيميايي

و ته نشين كردن (رسوب كردن) تصفيه مي كنند و اغلب آمو نياك را نيز براي كاهش خوردگي به كار مي برند. و همچنين ممكن است باز يا اسيدي براي تنظيم PH آب شستشو اضافه بشود.

فا ضلاب ها و ديگر مواد زائد از مخزن ته نشيني تخليه مي شوند و نفت خام نمك گيري شده كه در بالاي مخزن وجود دارد به سمت واحد تقطير مي رود.

اگر دستگاه نمك زدا به طور صحيح عمل كند تقريباّ 90% نمك موجود در نفت جدا مي شود.

نكته ديگر در باب فاضلاب توليد شده اينكه علاوه بر دارا بودن

مواد زائد يك مقداري هم هيدرو كربن مثل ذرات معلق نفت(oil

Under  carry) در آن وجود دارد كه به دليل اندازه اي (size)كه

دارند امو لسيون ها نمي توانند آن ها را كاملاّ بشكنند.

بدين ترتيب يك مقداري از نفت در سيستم فاضلاب از بين مي رود.

اگر ميزان اين ذرات معلق نفت كاهش پيدا كند نه تنها باعث

كاهش بارگيري فاضلاب مي شود بلكه با اين كار مي توان مواد خام با ارزشي را كه احتمال از بين رفتن آن ها وجود دارد را بازيافت كرد.

 

 

تصفيه سطحي VSEP (تكنولوژي براي تصفيه فاضلاب Desalter)

 

 

دستگاه نمك زدا اصلي ترين منبع فاضلاب در يك پالايشگاه مي باشد

و اگر مشكل جزيي براي بخشي از دستگاه به وجود آيد مي تواند باعث بهم خوردن چرخه فاضلاب بشود و احتمال اين خطر وجود دارد كه فاضلاب ها به درستي تخليه نشوند.

روش رايج عملكرد دستگاه نمك زدا تمركز دارد روي ايجاد و تنظيم به وسيله تغيير در جريان هاي متغيري كه دائمي اند. اين روش شامل يك جدا كننده گرانشي نفت است كه ادغام(كامل)مي شود با دستكاري هاي شيميايي و عملگر متخصص.] اين فرايند بسيار نا مطلوب و قديمي است.[

جريان تصفيه سطحي (پوسته اي ) پليمريك VSEP يك فن جدا سازي ابتكاري و دقيق را براي تصفيه نفت خام ارائه مي دهد. علاوه بر اين مي تواند براي هر حالت جدا سازي مطلوب براي آن حالت را قرار بدهد و به كار بردن اين روش باعث كاهش هزينه هاي مصرفي مي شود.

 

 

انتخاب هاي VSEP در فرايند

 

در طي فرايند تخليه مواد معلق موجود در دستگاه Desalter ،جامد _هاي ته نشين شده در خارج از سيستم شسته مي شوند. اين كار به اين دليل صورت مي پذيرد كه از تجمع آن ها جلو گيري بشود.وقتي اين حالت رخ مي دهد لايه هاي قديمي امو لسيون نيز با آن ها

حركت مي كنند و اين تخليه به صورتي است كه فاضلاب هاي شيميايي رايج را توليد مي كند.

 

VSEP مي تواند به دو گونه تنظيم شود. حالت اول به گونه اي است كه VSEP كل جريان فاضلاب را در دستگاه كنترل مي كند كه در اين حالت دستگاهDesalter تنظيم مي شود براي اينكه پيوسته گل و لاي را بشويد تا اينكه بارگيري جامدات را كه به عنوان منبع تغذيه اي براي VSEP هستند كامل كند. سپس VSEP اين فاضلاب ها را آبكشي كرده و به دستگاه تبديل كك (Coker) مي فرستد.

در حالت دوم VSEP با استفاده از دريچه هاي اتو ما تيك مي تواندبه نحوي تنظيم شود كه تنها لايه هاي قديمي تخليه را كنترل كند كه در اين حالت دستگاه گل شوي (Mud   washing) دريچه هاي مقصد را متناسب با آن كنترل مي كند.

 

 

 

بررسي در مورد فرايند

 

ضايعات نفتي به عنوان منبع تغذيه VSEP به شمار مي آيند. در

واقع منبع تغذيه VSEP همان مخزن ته نشيني است كه در پايين قيف

وجود دارد و جامد هاي سنگين به هنگام به سرعت در آن ته نشين مي شوند.

در هنگام شروع به كار سيستم ، به وسيله يك پمپ ، فشار تا 70psi بالا مي رود. سپس دريچه تنظيم كننده ، جريان برگشتي كه با يك سرعت عبور مي كند و باعث به وجود آمدن جامد هاي معلق مي شود، را كنترل ميكند.

جريان برگشتي جمع شده كه شامل 13.3% كل جامدهاي معلق (TSS)

است به واحد تبديل كك(Coker) فرستاده مي شود تا اينكه نفت

و هيدرو كربن هاي موجود در آن بازيافت شوند.

 

 

فوائد استفاده از VSEP

 

VSEP مي تواند به عنوان يك جريان فرعي (جانبي) براي فاضلاب Desalter نصب شود. و همچنين مي تواند با توجه به تقاضاي ما به صورت اتوماتيكي بر اساس سطح مخزن عمل كند.

اين دستگاه انتخاب هايي را ارائه مي دهد كه در عمل براي فرايند پالايش بسيار مهم مي با شد. يكي از آن ها همان موردي مي با شد كه در بالا ذكر شد يعني VSEP مي تواند كاملاّ يك مجراي فرعي باشد} به شرط انكه VSEP ما مطلوب باشد و تمام فاضلاب هاي Desalter هم،رفتارهاي مشابهي داشته باشند.{ و ديگري اينكه VSEP تمام جريان Desalter را كنترل كندو به تخليه فاضلاب ها كمك كند و بدين ترتيب هم ظرفيت و هم حاشيه امنيت دستگاه Desalter را افزايش دهد.

مرجع: http://www.mahdis80.blogfa.com/

مقدمه 

بی‌کربنات سدیم ( NaHCO₃ )، نمک یک سدیمی اسیدکربنیک می‌باشد. این ترکیب ، در بین عموم مردم به جوش شیرین معروف است و معمولا در ترکیب خمیر نان ، برای متخلخل کردن نان استفاده می‌شود. معمولا به صورت پودر سفید یا به صورت کریستالی یافت می‌شود. این ترکیب بدون بو و طعم می‌باشد و دارای قلیائیت ناچیزی است و به عنوان یک آنتی اسید ، برای کم کردن اسید معده و درمان سوزش آن بکار می‌رود.

بی‌کربنات سدیم ، جاذب رطوبت و بوگیر خوبی می‌باشد و از جعبه‌های حاوی این ترکیب می‌توان در یخچال ، برای جذب بو استفاده کرد.

روش تهیه

بی‌کربنات سدیم بطور طبیعی در چشمه‌های آب معدنی یافت می‌شود و به صورت مصنوعی هم سنتز می‌شود. با عبور دادن گاز CO₂ از داخل محلول جوشان کربنات سدیم خالص یا محلول هیدروکسید سدیم ، بی‌کربنات سدیم به صورت رسوب ته‌نشین می‌شود. بی‌کربنات سدیم همچنین به عنوان فراورده فرعی در فرآیند سالوی تهیه می‌شود. در این فرآیند ، کلرید سدیم با آمونیاک و دی‌اکسید کربن وارد واکنش می‌شود و بی‌کربنات سدیم به صورت رسوب ته‌نشین می‌شود که رسوب را بعد از صاف کردن و خشک کردن در اثر حرارت به کربنات سدیم تبدیل می‌کنند.

خواص

بی‌کربنات سدیم در آب می‌تواند به عنوان اسید یا باز رفتار کند. رفتار اسیدی آن ، ناشی از وجود هیدروژن در ترکیبش می‌باشد. در صنایع مختلف به عنوان آزادکننده CO₂ کاربرد دارد. در اثر حرارت تا 50 درجه سانتی‌گراد یا واکنش با اسیدها ، CO₂ آزاد می‌کند.

NaHCO₃ + HCl ----> NaCl + H₂O + CO₂

10.3gr از این ماده ، در 100 گرم آب حل می‌شود. اما در اتانول به مقدار کم محلول می‌باشد.

کاربرد

بیشترین استفاده از بی‌کربنات سدیم ، در تهیه انواع بکینگ پودر می‌باشد. مقدار اضافی از خمیر جوش شیرین ، بطور مؤثر در پاک کردن و سائیدن سطوح می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از این ماده در ترکیب خمیر دندان به رفع تدریجی لکه‌های دندان و سفید شدن آنها کمک می‌کند. در صنایع غذایی ، تولید نوشابه‌های گازدار به عنوان منبع CO₂ ، صنایع پاک کننده‌های خانگی و در کپسولهای خاموش کننده آتش بکار می‌رود.

همچنین به عنوان باز دارنده در مواد منفجره استفاده می‌شود. در صنعت نساجی برای عمل آوردن نخهای پشمی و ابریشمی استفاده می‌شود. همچنین می‌تواند به عنوان پاک کننده و ساینده ملایم در صورتی که ایجاد حساسیت نکند برای زیبایی پوست بکار رود.

ایمنی

بلعیدن این ماده بدون ضرر می‌باشد، مگر اینکه به مقدار خیلی زیاد باشد. استنشاق آن ممکن است سبب سوزش بینی یا گلو شود. در اثر تماس با پوستهای حساس ، ممکن است باعث خارش یا سوزش پوست شود. در اثر تماس با چشم ، ممکن است سبب ایجاد سوزش و سرخی در چشم شود.

 

مايكروفر

امروزه در بسياري از خانه ها و رستورانها، پخت و گرم كردن غذا با دستگاههاي مايكروفر كه بسيار ساده و سريع انجام ميشود، جايگزين روشهاي پخت سنتي گشته است. با اين وجود، ايمني پخت غذا در مايكروفر هميشه مورد بحث بوده است.اشعه هاي مايكروویو، امواج راديويي با فركانس بسيار بالا ( 2,450MHz ) هستندكه در مسير مستقيم حركت مي كنند. ظروف فلزي، اشعه هاي مايكروويو را به طور كامل منعكس مي كنند ولي ظروف پلاستيكي و شيشه اي اين اشعه ها را از خود عبور مي دهند.غذا، انرژي اشعه مايكروويو را به خود جذب مي كند،سپس مولكولهاي آب موجود در آن ، به سرعت به تحرك و لرزش در مي آيند كه اين لرزش گرما توليد مي كند و باعث پخت غذا ميشود .