منو
 کاربر Online
827 کاربر online

آشنایی با شیمی صنعتی

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > شیمی > شیمی کاربردی (صنعتی)
(cached)



شیمی صنعتی شاخه‌ای از شیمی است که در مورد مراحل شیمیایی ، نقش پدیده‌های فیزیکی در یک فرآیند ، واکنش‌هایی که ماده خام را به محصول تبدیل می‌کنند و مهمتر از همه ، واکنشگاهها یعنی جایی که فرآیند صورت می‌گیرد بحث می‌کند. یک مرحله شیمیایی ترکیبی از واکشنهای شیمیایی مثل سنتز ، اکسیداسیون ، هیدراسیون و ... می‌باشد. در این مرحله عملیات بر پایه پدیده‌های فیزیکی مثل تبخیر ، تبلور ، تقطیر و استخراج قرار گرفته است که معمولا ماده خام مثل نفت را به محصولات جدید تبدیل می‌کند.




تصویر
نوعی دستگاه تبخیر کننده ، دارای کاربرد در شیمی صنعتی

نگاه اجمالی

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.

مباحث مرتبط با عنوان


تعداد بازدید ها: 29108


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..