به نام خدا

نویسندگان : صفدری و پورگل

موضوع: دیباچه پتروشیمی اصفهان

شرکت سهامی پتروشیمی اصفهان ، اولین تولید کننده محصولات آروماتیکی در ایران یکی از طرحهای ملی و مهم دهه انقلاب می باشد که در سال 1371 با هدف تولید بیش از 200000 تن مواد در سال شامل بنزن ، تولوئن ، ارتوزایلین ، پارازایلین و مخلوط زایلین به جمع واحدهای تولیدی کشور پیوست.
این مجتمع از واحدهای زیربنایی کشور بوده و محصولات آن به عنوان خوراک صنایع پایین دستی نظیر شوینده ها ، پلاستیکها ، الیاف پلی استر ، نرم کننده های پلاستیکی ، رنگسازی و صنایع نظامی بکار برده می شود.
طراحی واحدهای مهم بر اساس پیشرفته ترین تکنولوژی جهان صورت گرفته و اولین مجتمع بزرگ کشور است که برای کنترل مراحل تولید آن از سیستم پیشرفته کامپیوتری D.C.S استفاده شده است.

شرکت پتروشیمی اصفهان از آغاز بهره برداری از واحدهای تولیدی خویش کیفیت را در تمامی زمینه های کاری بعنوان نخستین هدف به منظور جلب رضایت مصرف کنندگان خود برگزیده است. این شرکت مفتخر است که به همت و تلاش همه جانبه کارکنان سخت کوش و متعهد خود در هر پنج سال عمر تولید خویش بعنوان مجتمع نمونه شرکت ملی صنایع پتروشیمی برگزیده شده است ، در سال 1375 نیز پس از استقرار نظام تضمین کیفیت ایزو 9002 بعنوان اولین شرکت در صنایع پیچیده موفق به اخذ گواهینامه استاندارد بین المللی ایزو 9002 از شرکت S.G.S انگلستان گردید.
شرکت سهامی پتروشیمی اصفهان با توجه به تاثیر بالقوه صنعت پتروشیمی بر محیط زست به اهمیت حفاظت از محیط زیست توجه خاص داشته است و متعهد گردیده است تا با رعایت قوانین و مقررات زیست محیطی در جهت کنترل و کاهش آلودگی محیط زیست اقدامات موثری را انجام دهد و این امر باعث گردید که این شرکت در سال 1376 بعنوان یکی از هشت شرکت برگزیده در کشور به عنوان صنعت سبز و لوح افتخار دریافت نماید ، در ادامه این تلاشها و براساس این دیدگاه حفاظت از محیط زیست یک وظیفه همگانی است شرکت اقدام به استقرار سیستم مدیریت زیست محیطی نموده و در سال 1377 بعنوان اولین شرکت در مجموعه وزارت نفت و چهارمین شرکت در کشور موفق به اخذ گواهینامه استاندارد بین المللی ایزو 14001 از شرکت S.G.S سوئیس گردید.

خوراک :
خوراک اصلی مجتمع شامل پلاتفرمیت و هیدروژن که به مقدار 363200 تن در سال از پالایشگاه اصفهان تأمین و از طریق دو خط لوله 10 و 3 اینچی بطول تقریبی هرکدام 3 کیلومتر وارد مجتمع می گردد. ( هیدروژن 2700 تن در سال )
گاز مورد نیاز مجتمع بمیزان تقریبی 9 هزار مترمکعب در ساعت که فقط بعنوان سوخت مورد استفاده قرار می گیرد از طریق خط لوله اصلی گاز پس از عبور از سیستم توزیع کننده به محلهای مصرف هدایت می شود.
آب خام مصرفی به میزان تقریبی 100 مترمکعب در ساعت از طریق یک خط لوله اختصاصی بطول تقریبی 4 کیلومتر از شبکه آبرسانی سازمان آب منطقه ای اصفهان به مخازن ذخیره آب پتروشیمی انتقال می یابد.

 
محصولات مجتمع و موارد مصرف:

مجتمع پتروشیمی اصفهان جهت تولید سالانه 55650 تن بنزن ، 71580 تن تولوئن ، 44000 تن پارازایلین و 22000 تن ارتوزایلین طاراحی گردیده است.

به نام خدا

نویسندگان : صفدری و پورگل

موضوع: زئولیت

زئولیت

زئولیت‌ها از سیلیکاتهای آبدار نوع داربستی شمرده می‌شوند. پیوند آبدار در آنها بسیار سست است، بطوری که در دمای پایین ، آب خود را از دست می‌دهند. قابلیت تعویض یونی آنها زیاد است. زئولیتها هم به روش طبیعی و هم به روش مصنوعی تشکیل می‌گردند. زئولیتها به روش طبیعی در دریاچه‌های قلیایی (نمکی) ، آلتراسیون توفها ، سیستم باز آبهای زیرزمینی ، خاکهای محیط قلیایی و رسوبات عمیق دریا تشکیل می‌شوند.

نحوه تشکیل زئولیتها به روش طبیعی

زئولیتها دارای منشا طبیعی بوده و به روش مصنوعی نیز تولید می‌شوند.
دریاچه‌های قلیایی و نمکی
دریاچه‌های قلیایی و یا نمکی واقع در مناطق گرم و خشک در بخشی از آب اسیدیته PH آن به حدود 9.5 می‌رسد، محیط مناسبی برای تشکیل زئولیتهاست. موادی که در این دریاچه‌ها می‌توانند به زئولیت تبدیل شوند عبارتند از شیشه‌های طبیعی ، توفها ، کائولینیت ، مونتموریونیت و پلاژکلاز. زئوایتهای که در این محیط تشکیل می‌شوند، عبارتند از فیلیسپیت ، کلینوپتالیت ، اریونیت و به مقدار کمتر موردنیت و منشا بازیت. علاوه بر زئولیتها ، فلدسپات سدیم ، فلدسپات پتاسیم و کانیهای بردار نیز تشکیل می‌شوند.

تشکیل زئولیتها در محدوده زمانی کمتر از 1000 سال انجام می‌شود. زون بندی در یک لایه توف واقع در یک دریاچه قلیایی از حاشیه به طرف مرکز دریاچه شامل ، توف تازه به همراه مقدار جزئی کانی رسی (به دلیل PH کمتر از 8) ، وزن تشکیل زئولیت‌ها به دلیل افزایش PH و میزان نمکها ، زون آنالیست و زون تشکیل فلدسپات به دلیل غلظت زیاد نمکها. زون بندیی که در یک منطقه حاوی زئولیت دیده می‌شود عبارت است از وزن شیشه طبیعی ، زون کانیهای رسی ، زون کلینوپتالیت و فیلیپسیت ، زون آنالیسم و زون پتاسیم فلدسپات.

آلتراسیون

از تاثیر محلولهای گرمایی در شرایط مناسب زئولیتها تشیل می‌شوند. معمولا کلینوتپالیت و موردنیت در اعماق کمتر (دمای کمتر) و آنالیست ، هیولاندیت ، لامونتیت و واراکتیت در اعماق بیشتر (دمای بالاتر) تشکیل می‌شوند.

مناطق با سیستم آبهای باز

خاکستر و دیگر مواد پیروپلاستیکی اسید - حد واسط سخت نشده (تفرا) تحت تاثیر آبهای سطحی و زیرزمینی قرار گرفته و تغییراتی از سطح به عمق در آنها ایجاد می‌شود. از هیدرولیز شیشه و سایر مواد در نزدیکی سطح زمین کانیهای رسی بویژه اسمکتیت تشکیل می‌شود. با محل مواد به اعماق بیشتر ضمن افزایش PH شرایط برای تبدیل شیشه به زئولیتها فراهم می‌شود. خاکستر و مواد پیروپلاستیکی که در محیط خشکی تشکیل شده‌اند تا اعماق 20 تا 500 متر حاوی کانیهای رسی بوده و بعد از آن در صورت مناسب بودن PH آبهای زیرزمینی زئولیتها تشکیل می‌شوند.

خاکهای محیطهای قلیایی

در محیطهای خشک و نیمه خشک به دلیل تبخیر زیاد کربنات و بی‌کربنات سدیم در افق سطحی خاک افزایش یافته و با افزایش PH محیط برای تشکیل زئولیتها مناسب می‌شود. محدوده تشکیل زئولیتها از سطح آبهای زیرزمینی به طرف سطح زمین است.

رسوبات عمیق دریا

توفها و رسوبات عمیق دریایی تحت تاثیر چرخه‌های آبهای گرم قرار گرفته در شرایط مناسب می‌توانند به زئولیت آلتره شوند.
تولید زئولیت به روش مصنوعی
• ابتدا 2H2O ، AL2O3 را در محلول داغ NaOH حل و سپس با سیلیکات سدیم (Na2SiO3) مخلط می‌نمایند، مخلوط حاصل به مخازن ویژه تشکیل ژل منتقل می‌شود. بلورهای زئولیت در دمای حدود 94 درجه سانتیگراد از محلول ژل شروع به تبلور می‌نمایند.
• آلتراسیون کائولین : ابتدا کائولین حرارت داده می‌شود تا به متاکائولین تبدیل شود بعد از آن را کلسینه نموده و سپس با استفاده از محلول اسیدی مقداری از سیلیس آن را آزاد نموده محصول را با NaOH شستشو می‌دهند.

موارد مصرف زئولیتها

فیلترملکولی

زئولیتها چنانچه در دمای 350 تا 400 درجه سانتیگراد برای مدت چند ساعت حرارت داده شوند آب موجود در مجاری و فضای کانال مانند آزاد و به زئولیت بدون آب تبدیل می‌شود. قطر فضاهای کانال مانند مشخص و تابع ترکیب شیمیایی زئولیت است. قطر این فضا در زئولیت پتاسیم‌دار 13 آنگستروم ، سدیم‌دار 4 آنگستروم و برای کلسیم‌دار 5 آنگستروم است. موادی که ابعاد ملکول آنها کمتر از قطر فضای زئولیت باشد جذب شده و آنهایی که بزرگتر هستند جذب نخواهند شد.

به عنوان مثال زئولیتی که قطر کانال آن 4.5 آنگستروم است، می‌تواند هیدروکربوری مانند اکتان و نپتان را که قطر آنها حدود 4.3 آنگستروم است جذب نماید و هیدروکربورهای ایزواکتان و ایزوپنتان را که قطر آنها 5 آنگستروم است جذب نماید. با استفاده از زئولیتها می‌توان این مواد هیدروکربوری را از یکدیگر جدا نمود.
کنترل آلودگی
کلینوپتالیت به علت داشتن خاصیت جانشینی یونی ، می‌تواند ایزوتوپهای سزیم و استرانسیم را که دارای خاصیت رادیواکتیویته هستند، به خود جذب نماید. محلولهای حاوی کاتیونهای رادیواکتیو را از ستون حاوی کلینوپتالیت عبور می‌دهند، آنگاه مواد رادیواکتیو جذب کلینوپتالیت می‌شوند.

پس کلینوپتالیت اشباع از مواد رادیواکتیو را در محیطهای مناسب دفن می‌نمایند آمونیاک موجود در پسابها ، آبهای کشاورزی ، محیط نگهداری دام و طیور را می‌توان با استفاده از کلینوپتالیت مهار نمود. گازهای CO2 , SO2 را که در کارخانه‌ها تولید می‌شوند می‌توان با استفاده از زئولیتها به میزان قابل توجهی کنترل نمود.

تولید اکسیژن

بعضی از زئولیتها نیتروژن را بطور انتخابی جذب می‌نمایند. ژاپنیها با ساختن دستگاهی که در آن از موردنیت استفاده شده ، توانسته‌اند اکسیژن را از هوا تهیه نمایند. اکسیژن تولید شده تا 90 درصد خالص است.

تصفیه گاز

برای جداسازی دی‌اکسید کربن و کاهش میزان رطوبت گازهای طبیعی از زئولیتها می‌توان استفاده کرد.

انرژی خورشیدی

از زئولیتها بویژه شابازیت و کلینوپتالیت در ذخیره سازی انرژی خورشیدی استفاده می‌شود. زئولیتهای نامبرده در طول روز ، آب خود را از دست می‌دهند و در فاصله شب و به هنگام جذب رطوبت می‌توانند انرژی ذخیره شده در طول روز را آزاد نمایند.

کشاورزی

زئولیتها را در کشاورزی برای بهبود کیفیت خاک ، تهیه خوراک حیوانات و همچنین در تهیه حشره کشها بکار می‌برند.

مصارف دیگر

پیش از این زئولیتها به دلیل وزن مخصوص پایین آنها به عنوان مصالح سبک وزن استفاده می‌شده است. اینک زئولیتها را به عنوان ماده پر کننده در کاغذ استفاده می‌کنند. مزایای زئولیت نسبت به کائولین درصد اوپاکی بیشتر ، سهولت برش و کاهش وزن آن است. در خمیر دندان از زئولیت به دلیل قابلیت پویش بهتر نسبت به CaHPO4 و باقی ماندن فلورید به صورت یونی استفاده می‌شود.

زئولیت در ایران

در مناطق اشلق چای و نی باغ (میانه) ، سمنان ، طلعه (ورامین) ، رودهن ، طالقان و قلعه عسکر (کرمان) زئولیت عمدتا در سنگهای آتشفشانی گزارش شده است.

به نام خدا

نویسندگان : صفدری و پورگل

موضوع: واکنش گرمازا

کلی

بسیاری از واکنشهای شیمیایی با آزاد کردن انرژی همراه هستند. این انرژی آزاد شده می‌تواند بصورت گرما ، نور یا صدا باشد. چنین واکنش‌هایی را واکنش گرماده می‌گویند. روزانه از واکنش‌های گرماده زیادی برای منظورهای مختلف استفاده می‌کنیم. ساده‌ترین این واکنش‌ها روشن کردن کبریت است که واکنشی بین اکسیژن هوا و ماده آتشگیر آن رخ می‌دهد که با آزاد کردن نور و گرما همراه است. سوخت‌های طبیعی ترکیبات پیچیده‌ای از کربن و هیدروژن هستند. وقتی که این مواد در اکسیژن می‌سوزند دی‌اکسید کربن ، آب و حرارت ایجاد می‌کنند.

برخی از سوخت‌ها مانند هیدروژن و مواد منفجره مانند TNT و دینامیت‌ها در اثر واکنش ظرفیت‌های بالایی از انرژی را در مدت زمان کوتاهی آزاد می‌کنند، بنابراین انفجار را می‌توان واکنش گرماده در نظر گرفت که انرژی زیادی را بصورت گرما ، صدا و نور در زمان کمتری آزاد می‌کند. 
 
انجام واکنش گرماده از لحاظ تئوری

طبق قانون بقای انرژی ، انرژی از بین نمی‌رود اما بصورت‌های دیگر تبدیل می‌شود، بنابراین انرژی یک سیستم مقدار ثابتی است. بعنوان مثال انرژی امروزی جهان با انرژی آن در هزاران سال پیش برابر است. واکنش‌های شیمیایی با تغییر انرژی همراه‌اند. در یک واکنش وقتی پیوندهای ناپایدار با پیوندهای پایدارتری جایگزین می‌شوند مقداری انرژی آزاد می‌شود، بنابراین تشکیل پیوندهای پایدار با آزاد کردن انرژی همراه است و وقتی میلیون‌ها پیوند پایدار در یک واکنش ایجاد می‌شود این انرژی‌ها با هم جمع شده و انرژی بالایی را بصورت حرارت ، نور یا انفجار آزاد می‌کنند.

بنابراین در یک واکنش گرماده سطح انرژی کمتر از سطح انرژی مواد واکنش دهنده است و گرمای آزاد شده را با آنتالپی منفی نمایش می‌دهند. 
وقوع واکنش‌های گرماده از لحاظ ترمودینامیکی
برخی از واکنش‌های شیمیایی گرماده بصورت خود بخودی انجام می‌گیرند. میزان خود بخودی بودن یک واکنش را ΔG که معیاری از آنتروپی و محتوای آنتالپی است، مشخص می‌کند. اما پیش‌گویی خود بخودی بودن یک واکنش دلیل بر وقوع آن واکنش نیست. زیرا ترمودینامیک ، چیزی در مورد سرعت یک واکنش پیش‌بینی نمی‌کند. بعنوان مثال واکنش کربن با اکسیژن در دمای 25ْ و فشار 1 atm از لحاظ ترمودینامیکی قابل انجام است. اما بدون یک عامل موثر مثل حرارت ممکن است مخلوط کربن و  مدت‌های مدیدی بدون تغییر باقی بماند.

تغییر آنتروپی یک محیط بر اثر گرمایی که بعلت تغییر آنتالپی واکنش به محیط یا از محیط منتقل می‌شود بوقوع می‌پیوندد. هر چه  بزرگ‌تر باشد بی‌نظمی بیشتری در محیط ایجاد می‌شود.

پس در یک واکنش گرماده خود بخودی:

ΔG = ΔH -TΔs < 0

0> ΔH در یک واکنش گرمازا

Δs > 0 میزان بی‌نظمی در یک واکنش خود بخودی

پس T.Δs > 0

آنگاه TΔs < 0- است. چون Δs برای یک تغییر خود بخود بزرگتر از صفر است و TΔs کل هم باید بزرگتر از صفر باشد در اینصورت  بوده برای یک تغییر خود بخود  است. برای بسیاری از واکنش‌های شیمیایی در 25 درجه سانتیگراد و فشار 1atm مقدار مطلق ΔH بسیار بزرگتر از مقدار TΔs می‌باشد در این شرایط واکنش‌های گرمازا بصورت خود بخود صورت می‌گیرند.
استفاده از واکنش‌های گرمازا در صنعت
بیشتر کوره‌های احتراقی که عملیات گداختن و تصفیه کانی آهن و تولید آهن در آنها انجام می‌گیرد نیاز به دماهای بسیار بالا برای انجام واکنش دارند. در عملیات ذوب سنگ آهن ، سنگ آهن را با کک و سنگ آهک در کوره قرار داده و جریانی از هوای داغ را به درون کوره هدایت می‌کنند. واکنش کک ( کربن ) با اکسیژن بسیار گرمازا است. بنابراین این کوره‌ها را از اکسیژن غنی می‌کنند. کک در اثر گرما هوای داغ با اکسیژن وارد واکنش شده و  ایجاد می‌کند که از گرمای فراوان حاصل از این واکنش برای ذوب سنگ آهن استفاده می‌شود.

به نام خدا

نویسندگان : صفدری و پورگل

موضوع: آرسنیک چیست ؟

اطلاعات اولیه

آرسنیک ، عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با علامت As مشخص است و دارای عدد اتمی ۳۳ می‌باشد. آرسنیک ، شبه فلز سمی معروفی است که به سه شکل زرد ِ سیاه و خاکستری یافت می‌شود. آرسنیک و ترکیبات آن ، بعنوان آفت‌کش مورد استفاده قرار می‌گیرند: علف کش ، حشره کش و آلیاﮊهای مختلف.
خصوصیات قابل توجه
آرسنیک از نظر شیمیایی شبیه فسفر است، تا حدی که در واکنشهای بیوشیمیایی می‌تواند جایگزین آن شود. لذا سمی می‌باشد. وقتی به آن حرارت داده شود، بصورت اکسید آرسنیک در می‌آید (اکسیده می‌شود) که بوی آن مانند سیر است. آرسنیک و ترکیبات آن همچنین می‌توانند بر اثر حرارت به گاز تبدیل شوند. این عنصر به دو صورت جامد وجود دارد: زرد و خاکستری فلز مانند.

کاربردها

* در قرن بیستم ، آرسنِت سرب بعنوان یک آفت کش برای درختان میوه به‌خوبی مورد استفاده قرار گرفت، ( استفاده از آن در افرادِکه به این کار اشتغال داشتند، ایجاد آسیبهای عصب شناسی کرد ) و آرسنیت مس در قرن نوزدهم بعنوان عامل رنگ کننده در شیرینی‌‌ها بکار رفت.
* در سموم کشاورزی و حشره کشهای مختلف استفاده می‌شود.
* آرسنید گالیم یک نیمه رسانای مهمی است که در IC ها بکار می‌رود. مدارهایی که از این ترکیب ساخته شده‌اند، نسبت به نوع سیلیکونی بسیار سریعتر هستند ( البته گرانتر هم می‌باشند ). آرسنید گالیم بر خلاف سیلیکون آن bandgap مستقیم است. پس می‌تواند در دیودهای لیزری و LED ها برای تبدیل مستقیم الکتریسیته به نور بکار رود.
* تری‌اکسید آرسنیک در خون شناسی برای درمان بیماران سرطان خون حاد که در برابر ATRA درمانی مقاومت نشان می‌دهند، بکار می‌رود.
* در برنز پوش کردن و ساخت مواد آتش بازی و ترقه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچه

آرسنیک ( واﮊه یونانی arsenikon به معنی اریپمنت زرد ) در دوران بسیار کهن شناخته شده است . از این عنصر به کرات برای قتل استفاده شده است. علایم مسمومیت با این عنصر تا قبل از آزمایش مارش تا حدی نا مشخص بود. “آلبرتوس مگنوس” را اولین کسی می دانند که در سال ۱۲۵۰ این عنصر را جدا کرد . “جوان شرودر” در سال ۱۶۴۹ دو روش برای تهیه آرسنیک منتشر کرد.
پیدایش
آرسوپیزیت ( سنگ آرسنیک) که میس پیکل Mispickel هم نامیده می‌شود، سولفوری است که بر اثر حرارت ، بیشترِن مقدار آرسنیک از سولفید آهن آن جدا می‌شود. مهمترین ترکیبات آرسنیک عبارت است از: آرسنیک سفید ، سولفید آن ، گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب.
از گرد حشره کش ، آرسنیت کلسیم و آرسنیت سرب بعنوان سموم و حشره کشها در کشاورزی استفاده می‌شود .این عنصر گاها” بصورت خالص یافت می‌شود، ولی معمولا” بصورت ترکیب با نقره ، کبالت ، نیکل ، آهن ، آنتیموان یا سولفور وجود دارد.

هشدارها

آرسنیک و بسیاری از ترکیبات آن سمی هستند. آرسنیک با مختل کردن وسیع سیستم گوارشی و ایجاد شوک ، منجر به مرگ می‌شود.

                به نام خدا                   مهدی محمدیاری  ملاصدرا 06         آقای سلامی                        عنوان . کراکینگ ها                     

کراکینگ

واحد تولید بنزین به روش کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال، پالایشگاه بایوی، نیوجرسی،۱۹۶۹

کراکینگ (به انگلیسی: Cracking) فرآیندی است که در صنایع پتروشیمی کاربرد داشته و برای کاهش وزن مولکولی هیدروکربن‌ها به وسیله شکستن پیوندهای آنها استفاده می‌شود.این فرآیند از روش‌های اصلی در تبدیل نفت خام به سوختهای مفید مانند بنزین، گازوییل، سوخت جت و نفت سفید است. کراکینگ گرمایی، کراکینگ کاتالیستی، هیدروکراکینگ و کراکینگ با بخار آب از متداول‌ترین انواع روش‌های کراکینگ در صنایع هستند.^[۱][۲] این فرآیند یا در دما و فشار بالا و بدون کاتالیزور انجام می‌شود و یا در دمای پایین و فشار کم و در حضور کاتالیزور انجام می‌شود. منبع اصلی هیدروکربن‌های بزرگ، برشهای نفت سفید یا بنزین در فرآیند تقطیر جزء به جزء نفت خام می‌باشد.این برش‌های نفتی به صورت مایع از فرآیند تقطیر به دست می‌آیند اما پیش از فرآیند کراکینگ دوباره تبخیر می‌شوند. در فرآیند کراکینگ تنها یک واکنش منحصر به فرد رخ نمی‌دهد.پیوند هیدروکربن‌ها به صورت اتفاقی می‌شکند و مخلوطی از هیدروکربن‌های کوچکتر را ایجاد می‌کند که برخی از آنها هیدروکربن‌های دارای پیوند دوگانه کربن-کربن است.^[۳]

تاریخچه

نمایی از یک واحد کراکینگ شوخوف، باکو، اتحاد جماهیر شوروی،۱۹۳۴.

پس از جنگ جهانی اول به سبب گسترش و پیشرفت صنایع و تقاضای روبه رشد انرژی و محصولات نفتی، عرضه این محصولات در بازار پاسخگوی نیاز نبود.بنابراین دانشمندان پالایش نفت، به تدریج با وارد کردن فرآیندهای شکست ملکولی ^{[واژه‌نامه ۱]}، بالابردن کیفیت و کمیت محصولات مختلف نفتی را هدف خود قرار دادند و در این امر به موفقیت‌های بزرگی دست یافتند.کراکینگ حرارتی که که به عنوان کراکینگ شوخوف ^{[واژه‌نامه ۲]} نیز شناخته می‌شود در سال ۱۸۹۱ توسط مهندس روسی به نام ولادیمیر شوخوف^{[واژه‌نامه ۳]} معرفی شد.^[۴] سپس این فرآیند توسط یک مهندس آمریکایی به نام ویلیام برتن ^{[واژه‌نامه ۴]} در سال ۱۹۱۳ اصلاح گردید.^[۵] این فرآیند به زودی در صنعت پالایش نفت بیشتر مورد توجه قرار گرفت تا آنجا که بین سالهای ۱۹۲۰ تا ۱۹۳۵ میزان بنزین تولیدی از طریق کراکینگ حرارتی ^{[واژه‌نامه ۵]} به دو برابر مقدار تولید بنزین از تقطیر نفت خام رسید.به مرور زمان کارشناسان توانستند توسط کراکینگ کاتالیزوری^{[واژه‌نامه ۶]}، بنزین مرغوب تری در مقایسه با کراکینگ حرارتی تولید کنند. این روند از جنگ جهانی دوم ادامه یافت و تاکنون نیز دانشمندان بسیاری سعی در بهبود روش‌های کراکینگ نفت خام و استفاده از فرآیندهای جدیدتر و اقتصادی تر کرده‌اند. روش کراکینگ کاتالیزوری در سال ۱۹۲۳ توسط مهندس فرانسوی اوژن هودری ^{[واژه‌نامه ۷]} ارائه گردید و اولین واحد صنعتی آن درسال ۱۹۳۶ در آمریکا به وسیله شرکت هودری ساخته شد.^[۶][۷] در می۱۹۴۲، نوع پیشرفته تری از فرآیند کراکینگ کاتالیزوری، یعنی کراکینگ کاتاالیزوری بستر سیال در پالایشگاه (Baton Rouge refinery) بهره برداری شد.این اولین واحد کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال در جهان بود.^[۸] امروزه شرکت‌های فراوانی دارای این فناوری هستند که مهمترین این شرکت‌ها عبارتند از:

سازوکار فرآیند

کراکینگ یک سازوکار رادیکالی دارد. در ابتدا تعدادی از مولکول‌ها به رادیکال‌های آزاد شکسته می‌شود که برای شروع فرآیند الزامی است.(در اینجا برای نمونه شکست مولکول‌های اتان را بررسی می‌کنیم)

سپس رادیکال‌های ایجاد شده به مولکول‌های دیگر برخورد کرده و یک مولکول متان و یک رادیکال دیگر ایجاد می‌شود.

رادیکال‌های اتان می‌توانند خود تجزیه شده و یک رادیکال هیدروژن و یک مولکول اتن که یک آلکن است تشکیل دهند.این واکنش در شرایطی که کراکینگ با بخار آب انجام شود رخ می‌دهد.

رادیکال‌های اتان در برخورد با مولکول‌های اتن به رادیکال‌های بزرگتر تبدیل می‌شود که معمولا در تشکیل ترکیبات آروماتیک رخ می‌دهد.

این فرآیند زنجیره‌ای زمانی که دو رادیکال آزاد با یکدیگر برخورد کنند خاتمه می‌یابد.

همان طور که مشخص است در این فرآیند مولکول‌های هیدروژن، آلکن، هیدروکربن‌های کوچکتر و در برخی شرایط هیدروکربن‌های سنگین تر تولید می‌شود.در نتیجه محصولات تولیدی در فرآیند کراکینگ مجموعه از هیدروکربن‌های با وزن مولکولی متفاوت است که در مرحله بعد باید از هم جدا شوند.هیدروکربن‌های سبک به عنوان محصول فرآیند خارج شده و هیدروکربنهای سنگین تر دوباره به راکتور برگشت داده می‌شود.^[۱۰]

کراکینگ گرمایی

شمایی ساده از یک فرآیند کراکینگ گرمایی

در کراکینگ گرمایی، آلکان‌ها را بطور ساده از درون اطاقی که تا دمای بالا گرم شده‌است، عبور می‌دهند.آلکان‌های بزرگ به آلکان‌های کوچکتر، آلکن‌ها و مقداری هیدروژن تبدیل می‌شود. این فرایند مقدار زیادی اتیلن(C_۲H_۴)همراه با مولکول‌های کوچکتر دیگر به وجود می‌آورد. ^[۱۱] در طی این فرآیند خوراک در داخل کوره تا دمای (۹۵۰ تا۱۰۲۰ فارنهایت) گرم می‌شود. مدت حرارت دیدن خوراک باید کوتاه باشد تا از انجام واکنش شیمیایی در طول فرآیند جلوگیری شود در غیر این صورت مقدار زیادی کک تشکیل شده که لوله‌های کوره را مسدود کرده و موجب توقف فرآیند می‌شود.گر چه تولید اندکی کک اجتناب ناپذیر است.سپس خوراک حرارت دیده به داخل راکتور انتقال یافته ودر فشار بالا مولکول‌های آن شکسته می‌شود.^[۱۲][۱۳]

کراکینگ با بخار آب

در یک فرآیند اصلاح شده، که کراکینگ با بخار آب نامیده می‌شود، هیدروکربن را با بخار آب رقیق می‌کنند، به مدت کسری از ثانیه تا (۹۰۰-۷۰۰ سانتی گراد) گرما می‌دهند و به سرعت سرد می‌کنند. کراکینگ با بخار در تولید مواد شیمیایی هیدروکربنی، از جمله اتیلن، پروپیلن، بوتادی ان، ایزوپرن و سیکلو پنتا دی ان، اهمیت فراوان دارد.^[۱۱]

کراکینگ با هیدروژن یا هیدرو کراکینگ

طرحی از یک واحد هیدرو کراکینگ

هیدروکراکینگ یک فرآیند شیمیایی کاتالیستی است. در فرآیند پالایش نفت خام از این روش برای تبدیل نفت خام به مواد با ارزش‌تر مانند: بنزین، سوخت جت، نفت سفید و سوخت دیزل استفاده می‌شود. این فرآیند در دماهای بالا ( ۴۲۵–۲۶۰ سانتی گراد) و فشار بالا ( ۱۷-۷ مگاپاسکال) انجام می‌شود. این فرآیند شامل دو مرحله می‌باشد: کراکینگ کاتالیستی و هیدروژناسیون. که در طی این مراحل خوراک ورودی، در حضور هیدروژن به محصولات با ارزش افزوده بیشتر شکسته می‌شود. این فرایند در فشار و دمای بالا و با حضور کاتالیست و هیدروژن انجام می‌شود.

هیدروکراکینگ برای خوراک‌هایی مورد استفاده واقع می‌شود که فرایندهای کراکینگ کاتالیستی یا تبدیل کاتالیستی در مورد آن‌ها به سختی انجام می‌گیرد مانند نفت خامی که غنی از آروماتیک‌های پلی‌سیکلیک بوده یا حاوی غلظت‌های بالای ترکیبات گوگرد و نیتروژن که مسموم‌کننده کاتالیست‌ها هستند، می‌باشد^[۱۴][۱۵]

کراکینگ کاتالیزوری

کراکینگ بیشتر در جهت تولید سوخت بکار گرفته می‌شود، نه در جهت تولید مواد شیمیایی و برای این منظور، کراکینگ کاتالیزوری مهمترین فرایند است. برش‌هایی از نفت را که دمای جوش بالا دارند(نوعا گازوئیل)، در (۵۵۰-۴۵۰ سانتی گراد)، با ذرات ریز سیلیس-آلومین و زیر کمی فشار، مجاور می‌سازند. کراکینگ کاتالیزوری نه تنها با شکستن مولکولهای کوچکتر بازده بنزین را افزایش می‌دهد، بلکه کیفیت بنزین را نیز بالا می‌برد. این فرایند مستلزم تشکیل کربوکاتیونهاست و آلکانهایی با ساختارهای بسیار شاخه دار به وجود می‌آورد که در بنزین به آنها نیازمندیم.^[۱۱]

• کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال

طرح واره‌ای از یک واحد کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال(FCC) که در پالایشگاه‌های نفت به کار می‌رود.

یک واحد کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال(FCC)

فرآیند کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال(به انگلیسی: Fluid Catalytic Cracking) به صورت مخفف FCC از فرآیندهای مهم در پالایشگاه‌های نفت محسوب می‌شود، چرا که این روش فرآیند اصلی تولید بنزین محسوب می‌شود.این نوع از کراکینگ اولین بار در سال ۱۹۴۲ در پالایشگاه (Baton Rouge refinery) استفاده شد.همانند روش‌های دیگر کراکینگ، هیدروکربن‌های پیچیده و بزرگ که باقیمانده ی واحدهای دیگر پالایشگاهی هستند، به عنوان خوراک برای فرآیند FCC به کار می‌رود.محصولات این فرایند نیز برش‌های سبکتری مانند:بنزین، گاز مایع(LPG) و مواد اولیه واحدهای پتروشیمی است. فرآیند کراکینگ کاتالیزوری بستر سیال شامل دو بخش اصلی می‌باشد:

• راکتور^{[واژه‌نامه ۸]}
• احیاگر^{[واژه‌نامه ۹]}

همچنین در انتها یک برج جدا سازی^{[واژه‌نامه ۱۰]} برش‌های شکسته شده را با توجه به نقطه جوش آنها جدا می‌کند. در داخل راکتور واکنش شکستن هیدروکربن‌ها که واکنشی گرماگیر است، انجام می‌شود و در احیاگر نیز کاتالیزورهای غیر فعال شده مجددا احیا می‌شوند. کاتالیزور مورد استفاده در این روش عمدتا زئولیت بوده و به صورت پودر در فرآیند به کار می‌رود.^[۱۶] در این روش کاتالیزور بین راکتور و احیاگر به صورت مداوم در حال گردش است و عامل انتقال کاتالیزور نیز هوا، بخارات هیدروکربن و یا بخار آب است.

در بخش راکتور ابتدا مخلوط هیدروکربن‌ها گرم شده تا بخار شوند سپس با جریانی از کاتالیزورهای احیا شده که از احیاگر می‌آید و جریان برگشتی ترکیب شده و از طریق رایزر^{[واژه‌نامه ۱۱]} به راکتور منتقل می‌شود.دمای داخل راکتور (۹۰۰-F۱۰۰۰) است. در هنگامی که مخلوط در حال بالا رفتن از رایزر است، هیدروکربن‌ها در فشار (۱۰-psi۳۰) شکسته می‌شوند.در روش‌های مدرن تر FCC تمام فرآیند شکسته شدن مولکول‌ها در رایزر رخ می‌دهد.در قسمت بالای راکتور دستگاه جداساز گاز از جامد یا سیکلون^{[واژه‌نامه ۱۲]} کاتالیزورهای غیر فعال را به بخش احیاگر فرستاده و بخارات هیدروکربن‌های شکسته شده را از بالای راکتور به برج جداسازی می‌فرستد.

در بخش احیاگر کاتالیزورهای مصرف شده دوباره احیا شده و قابل استفاده در راکتور می‌شوند.علت اصلی غیر فعال شدن کاتالیزورها در این روش رسوب لایه‌ای از کک بر روی کاتالیزور است.به منظور از بین بردن این کک‌های رسوب کرده در بخش احیاگر از قسمت پایین هوای داغ به داخل دمیده می‌شود تا کک موجود روی سطح کاتالیزور با هوا سوخته شده و از بالای احیاگر خارج شود و کاتالیزورهای فعال شده نیز مجددا برای انجام واکنش به راکتور بر می‌گردد.این فرآیند چرخشی به طور مداوم انجام می‌شود. فرآیند سوختن کک روی کاتالیزورها علاوه بر فعال کردن کاتالیزگر، گرمای مورد نیاز برای تبخیر خوراک و انجام واکنش شکست در داخل راکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بالای احیاگر نیز مانند راکتور دستگاه سیکلون، گازهای ناشی از سوختن کک را به بالای احیاگر هدایت کرده و کاتالیزورهای احیا شده را دوباره به راکتور بر می‌گرداند. هیدروکربن‌های شکسته شده پس از خروج از راکتور وارد برج جداسازی می‌شود و براساس دمای جوش از یکدیگر جدا می‌شوند.^{[۱۷][۱۸][۱۹][۲۰]}

کاربردهای فناوری نانو در کراکینگ کاتالیزوری

کاتالیست‌های مورد استفاده در واحدهای کراکینگ، عموماً مواد جامد مانند زئولیت‌ها، هیدروسیلیکات آلومینیوم، بوکسیت و سیلیکا-آلومینا می‌باشد، لذا می‌توان از ساختارهای نانوکاتالیست‌های فوق استفاده کرد. علاوه بر آن به دلیل اینکه از فلزات فعال پلاتین (Pt) و رنیوم (Re) روی پایه‌های آلومینا و زئولیت نیز استفاده می‌شود، می‌توان به نانوذرات Pt-Re کاتالیستی اشاره کرد. از دیگر کاتالیست‌های مورد استفاده مخلوط سیلیکا-آلومینا یا سیلیکا-مگنزیا (اکسید منیزیم) می‌باشد که نانوکاتالیست‌های سیلیکا و مگنزیا ساخته شده‌اند.^[۲۱]

محصولات جانبی فرآیند

همانطور که در سازوکار فرآیند دیده می شود،علاوه بر آلکان های کوچکتر حاصل،برخی از هیرو کربن های آروماتیک و یا آلیفاتیک تولید می شوند.ولی مهم ترین محصول جانبی این فرآیند دوده یا کک است.این ماده که به طور عمده از کربن تشکیل شده است ،هم در کراکینگ گرمایی و هم در کراکینگ کاتالیزوری و بر روی کاتالیزگر ها تشکیل می شود.دوده جز مواد پر کاربرد و در عین حال ارزان قیمت است که در صنایعی چون لاستیک سازی و رنگ سازی به عنوان رنگدانه سیاه کاربرد دارد.^[۲۲]

                                                       به نام خدا              محمد غلامی پستکی ملاصدرا 06  آقای سلامی                           عنوان پلی اتیلن_پلیمر                   

پلی‌اتیلن

این مقاله نیازمند ویکی‌سازی است. لطفاً با توجه به راهنمای ویرایش و شیوه‌نامه، محتوای آن را بهبود بخشید.

برای اثبات‌پذیری کامل این مقاله به منابع بیشتری نیاز است. لطفاً با توجه به شیوهٔ ویکی‌پدیا برای ارجاع به منابع با ارایهٔ منابع معتبر این مقاله را بهبود بخشید. مطالب بی‌منبع را می‌توان به چالش کشید و حذف کرد.

پلی‌اتیلن
شناساگرها
CAS	9002-88-4
KEGG	C19503
MeSH	Polyethylene
تمامی داده‌ها مربوط به شرایط استاندارد(در  °C۲۵ و  kPa۱۰۰) است، مگر آنکه خلاف آن ذکر شده باشد.
Infobox references

پلی‌اتیلن گرانول

پلی‌اتیلن‌ها خانواده‌ای از گرمانرم‌ها می‌باشند که از طریق پلیمریزاسیون گاز اتیلن ( C۲H۴ ) بدست می‌آیند . از طریق کاتالیست و روش پلیمریزاسیون این ماده می‌توان خواص مختلفی همچون چگالی، شاخص جریان مذاب (MFI)، بلورینگی، درجه شاخه‌ای و شبکه‌ای شدن، وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی را در آنها کنترل کرد. پلیمرهای با وزن مولکولی پائین را به عنوان روان کننده(Lubricant) به کار می‌برند. پلیمرهای با وزن مولکولی متوسط واکس‌هایی امتزاج پذیر (مخلوط پذیر) با پارافین می‌باشند و نهایتاً پلیمرهایی با وزن مولکولی بالاتر از ۶۰۰۰ در صنعت پلاستیک بیشترین حجم مصرف را به خود اختصاص می‌دهند. پلی اتیلن شامل ساختار بسیار ساده‌ای است، به طوری که ساده تر از تمام پلیمرهای تجاری می‌باشد . یک مولکول پلی اتیلن زنجیر بلندی از اتم‌های کربن است که به هر اتم کربن دو اتم هیدروژن چسبیده‌است .

گاهی اوقات به جای اتم‌های هیدروژن در مولکول(پلی اتیلن)، یک زنجیر بلند از اتیلن به اتم‌های کربن متصل می‌شود که به آنها پلی اتیلن شاخه‌ای یا پلی اتیلن سبک (LDPE) می‌گویند؛ چون چگالی آن به علت اشغال حجم بیشتر، کاهش یافته‌است. در این نوع پلی اتیلن مولکولهای اتیلن به شکل تصادفی به یکدیگر متصل می‌شوند و ریخت و شکل بسیار نامنظمی را ایجاد می‌کنند. چگالی آن بین ۹۱۰/۰ تا ۹۲۵/. است و تحت فشار و دمای بالا و اغلب با استفاده از پلیمریزاسیون رادیکال‌های آزاد وینیلی (Free radical polymerization) تولید می‌شود. البته برای تهیهٔ آن می‌توان از پلیمریزاسیون زیگلر ناتا (Ziegler-Natta polymerization)نیز استفاده کرد.

• وقتی هیچ شاخه‌ای در مولکول وجود نداشته باشد آن را پلی اتیلن خطی می‌نامند. پلی اتیلن خطی سخت تر از پلی اتیلن شاخه‌ای است اما پلی اتیلن شاخه‌ای آسانتر و ارزانتر ساخته می‌شود. ریخت و شکل این پلیمر بسیار کریستالی شکل است. پلی اتیلن خطی محصول نرمالی با وزن مولکولی ۲۰۰۰۰۰-۵۰۰۰۰۰ است که آن را تحت فشار و دماهای نسبتاً پائین پلیمریزه می‌کنند. چگالی آن بین ۹۴۱/۰ تا ۹۶۵/۰ است و آن را بیشتر به وسیلهٔ فرایند مشکلی که پلیمریزاسیون زیگلر ناتا نامیده می‌شود، تهیه می‌کنند. شکل این پلی اتیلن را در تصویر بالا می‌توانید مشاهده کنید.
• پلی اتیلنی نیز وجود دارد که چگالی آن مابین چگالی این دو پلیمر است یعنی در محدودهٔ ۹۲۶/۰ تا ۹۴۰/۰؛ و آن را پلی اتیلن نیمه سنگین یا پلی اتیلن متوسط می‌نامند.
• پلی اتیلن با وزن مولکولی بین ۳ تا ۶ میلیون را پلی اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا یا UHMWPE می‌نامند و با پلیمریزاسیون کاتالیست متالوسن تولید می‌کنند. مادهٔ مزبور فرایند پذیری دشوارتری برخوردار بوده ولی خواص آن عالی است. هنگامی که از طریق تشعشع یا استفاده از مواد افزودنی شیمیایی، این پلیمر تماماً شبکه‌ای شود، پلی اتیلن یاد شده دیگر گرما نرم نخواهد بود. این ماده با پخت حین قالب گیری یا بعد از آن یک گرما سخت واقعی با استحکام کششی، خواص الکتریکی و استحکام ضربهٔ خوب در دامنهٔ وسیعی از دماها خواهد بود. از آن برای ساخت فیبرهای بسیار قوی استفاده می‌کنند تا جایگزین کولار (نوعی پلی آمید)در جلیقه‌های ضد گلوله کنند؛ و همچنین صفحات بزرگ آن را می‌توان به جای زمین‌های اسکیت یخی استفاده کرد.
• به وسیلهٔ کوپلیمریزاسیون مونومراتیلن با یک مونومر آلکیل شاخه دار، کوپلیمری با شاخه‌های هیدروکربن کوتاه بدست می‌آید که آن را پلی اتیلن خطی با چگالی کم یا LLDPE می‌نامند و از آن اغلب برای ساخت اشیاءای شبیه فیلم‌های پلاستیکی ( کسیه فریزر ) استفاده می‌کنند.

پلی اتیلن در یک نگاه

موارد استفاده : به صورت ترموپلاستیک، الیاف، لوله، فیلم و ...

مونومر : اتیلن

روشهای پلیمریزاسیون : زنجیر رادیکالی آزاد

ریخت‌شناسی : بسیار بلورین(پلی اتیلن خطی)، بی نظم(آمورف) با درصد تبلور پایین (پلی اتیلن شاخه‌ای)

دمای ذوب : در حدود ۱۲۰-۱۳۰ درجه سانتیگراد

دمای انتقال شیشه‌ای : در حدود ۸۰- درجه سانتیگراد( با توجه به درصد تبلور پلیمر تغییر می‌کند)

کاربرد

نصب یک لوله از جنس پلی اتیلن سنگین برای یک پروژه جمع آوری فاضلاب در مکزیک

پلی‌اتیلن کاربرد فراوانی در تولید انواع لوازم پلاستیکی مورد استفاده در آشپزخانه و صنایع غذایی دارد. از LDPE در تولید ظروف پلاستیکی سبک و همچنین کیسه‌های پلاستیکی استفاده می‌شود. HDPE ، در تولید ظروف شیر و مایعات و انواع وسایل پلاستیکی آشپزخانه کاربرد دارد. در تولید لوله‌های پلاستیکی و اتصالات لوله‌کشی معمولاً از MDPE استفاده می‌کنند.

LLDPE بدلیل بالا بودن میزان انعطاف‌پذیری در تهیه انواع وسایل پلاستیکی انعطاف‌پذیر مانند لوله‌هایی با قابلیت خم شدن کاربرد دارد. اخیراً پژوهش‌های فراوانی در تولید پلی اتیلن‌هایی با زنجیر بلند و دارای شاخه‌های کوتاه انجام شده است. این پلی اتیلن‌ها در اصل HDPE با تعدادی شاخه‌های جانبی هستند. این پلی اتیلن‌ها ترکیبی ، استحکام HDPE و انعطاف‌پذیری LDPE را دارند.

برخی ویژگیهای پلی اتیلن

مهم‌ترین ویژگی‌های ذاتی پلی اتیلن‌های تجاری برای کاربردهای اصلی عبارت‌اند از:

۱) چگالی ۲) نمایهٔ مذاب ۳) توزیع وزن مولکولی

چگالی

همان طور که قبلاً اشاره شد چگالی انواع پلی اتیلن‌ها در محدودهٔ 0.910 تا 0.965 دارد و علت اینکه آن را تا سه رقم اعشار ذکر می‌کنند این است که 0.003 تغییر در چگالی باعث تغییر قابل توجه‌ای در ویژگی‌ها می‌شود. به طور کلی با افزایش چگالی، خطی بودن، سفتی، استحکام کششی، استحکام پارگی، دمای نرم شدن، شکنندگی، عمر خمشی، تمایل به ترک برداشتن افزایش می‌یابد. پلی اتیلن‌ها بسته به چگالی، به چهار گونه پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE)، پلی اتیلن با چگالی کم خطی (LLDPE)، پلی اتیلن با چگالی متوسط (MDPE) و پلی اتیلن با چگالی زیاد (HDPE) تقسیم می‌شوند.

نمایه مذاب یا شاخص جریان مذاب Melt Flow Index) MFI)

کاربردی‌ترین نشانهٔ ارتباط دهندهٔ ویژگی‌های پلی اتیلن به متوسط وزن مولکولی است. نمایهٔ مذاب وزن (گرم) پلی اتیلنی است که در عرض ده دقیقه از میان یک روزنهٔ ثابت در دمای ۱۹۰ درجه سانتیگراد بیرون می‌آید، و این در حالی است که وزنهٔ استانداردی بر روی پیستون محفظهٔ رانش که حاوی سه گرم پلی اتیلن است، قرار دارد. نمایهٔ مذاب تا حدودی (اما نه دقیق ) نسبت معکوس با گرانروی مذاب دارد. بنابر این با افزایش وزن مولکولی متوسط، کاهش می‌یابد. نمایهٔ مذاب بیشتر، نشان دهندهٔ روانی بیشتر در دماهای فرآورش است. این نماد در اصل برای نشان دادن ویژگی‌های سیلانی (روانی) به عنوان معیاری از قابلیت اکسترود شدن است. به طور کلی با افزایش نمایهٔ مذاب، استحکام کششی، مقاومت پارگی، دمای نرم شدن و چقرمگی پلی اتیلن کاهش می‌یابد.

توزیع وزن مولکولی

توزیع وزن مولکولی (Mw/Mn) نیز اثر بارزی بر روی ویژگیها دارد. با افزایش نسبت Mw/Mn استحکام کششی، دمای نرم شدن و چقرمگی کاهش می‌یابد و شکنندگی و تمایل به ترک برداشتن افزایش می‌یابد.

به نام خدا

نام و نام خانوادگی : مرتضی شمشیری      دبیرستان : ملاصدرا 1         کلاس : 06

جو میانه, استراتوسفر و ازن

جو را می توان به چند لایه با توجه به تقسیم, آیا دما با افزایش ارتفاع به طور طبیعی کاهش می یابد یا افزایش می دهد. هواشناسی است تا حد زیادی به فرآیند خاص در پایین ترین لایه اتمسفر خورشید اختصاص داده شده, پس. تروپوسفر, در جایی که درجه حرارت با ارتفاع کاهش می یابد. در ارتفاعات 10-16 کیلومتر (بسته به طول و عرض جغرافیایی) افت درجه حرارت، اما متوقف می شود تا در نهایت درجه حرارت شروع به افزایش ارتفاع. این ویژگی از دیگر لایه اتمسفر است, پس. هوا کره. دلیلی برای افزایش تدریجی دما، وجود لایه ازن, به وجود و گسترش حیات بر روی زمین ضروری است که. شرایط در استراتوسفر قابل ملاحظه ای متفاوت از آن در تروپوسفر است. استراتوسفر خشک است (تقریبا هیچ آب وجود دارد), خالص (بدون ذرات معلق در هوا بیش در همه جا حضور), پایدار و بدون تماس با زمین (به عنوان مثال. بدون لایه اتصال به زمین). در بالای استراتوسفر, در ارتفاع حدود 50-85 کیلومتر, است mezosféra. در این لایه، درجه حرارت اتمسفر با ارتفاع کاهش می یابد دوباره. با این حال فضای بالا thermosféry وجود دارد. مدت فضای میانی معمولا به عنوان منطقه بین تروپوسفر شناخته شده (10-16 کیلومتر) به یک حد از حدود 110 کیلومتر (منطقه از اصطلاح. homopauzy).

به نام خدا

نام و نام خانوادگی : مرتضی شمشیری      دبیرستان : ملاصدرا 1         کلاس : 06

اطلاعاتی در مورد گوگرد دی اکسید و گوگرد تری اکسید وشباهت های آنها وتفاوت های آنها واینکه چه کاربردی در صنعت دارد وچه کشورهایی آنرا تولید می کنند

دی‌اکسید گوگرد تحت شرایط متعارفی گازی بی‌رنگ است ولی در هوا تولید بخارات سفید می‌کند که بوی زننده و خفه کننده‌ای دارد و در آب و در حلالهای آبی قطبی الکلها ، آمیدها و اترها و در بازها (آمین‌ها) قابل حل بوده و تشکیل نمکهایی می‌دهد که بر حسب دما جانشین پذیرند و منظور نمکهای تشکیل شده باشد.

مولکول SO2 به دلیل داشتن ساختار خمیده، قطبی است و همین علت گوگرد دیوکسید رامی‌توان به سهولت مایع کرد. این گاز تحت فشار 1atm در 10- درجه سانتیگراد (نقطه جوش) و در فشار 3atm در 20 درجه سانتیگراد مایع می‌شود. با توجه به ‌این خاصیت است که SO2 به عنوان ماده سرد کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 به نام خدا    نام و نام خانوادگی:ماهان رهنما.

نام دبیر:آقای سلامی.

کلاس:06(سال اول).

دبیرستان:ملاصدرا(1).

اصطلاح شیمی سبز در

این قانون همچنین راهی برای اجرای اقدامـاتی فراتـر از آنـچه توسط برنامه­های سازمان محافظت از محیط زیسـت EPA ایالـت متحده انجام می­شود و برنامه­ریزی استراتژی­های خلاقانه برای محافظت از سلامتی انسان­ها و محیط زیست فراهم کرد. طبق این قانون، کاهش آلودگی در منشاء «اساساً متفاوت و مطلوب­تر از مدیریت زباله و کنترل آلودگی است».

پس از تصویب این قانون، اداره­ی جلوگیری از آلودگی و مواد سمی آژانس محافظت از محیط زیست OPPT ایده ایجاد یا بهبود محصولات و فرآیندهای شیمیایی جهت کاهش خطرات آن­ها در دست بررسی قرار داد. در سال 1991، OPPT یک برنامه آزمایشی را آغاز کرد. طبق این برنامه، برای اولین بار، کمک مالی به پروژه­های تحقیقاتی مربوط به جلوگیری از آلودگی در تولید مصنوعات شیمیایی عرضه شد. از آن زمان تا کنون، برنامه­ی شیمی سبز سازمان محافظت از محیط زیست با دانشگاه­ها، صنایع، دیگر آژانس­های دولتی و سازمان­های غیردولتی همکاری نزدیکی برای جلوگیری از آلودگی از طریق اجرای شیمی سبز ایجاد کرده است.

طرز کار شیمی سبز

کارخانجات شیمیایی محل تولید مواد ارزشمند بسیار زیادی هستند. این مواد شامل آنتی­بیوتیک­ها و داروهای دیگر، مواد پلاستیکی، بنزین و مواد سوختنی دیگر، مواد کشاورزی شیمیایی مانند کودها و سم­های شیمیایی، پارچه­های نایلونی، ابریشم مصنوعی و پلی­استرها می­باشد. این تولیدات با ارزش هستند ولی برخی از این مواد و فرآیندهای شیمیایی­ای که برای ساخت آن­ها استفاده می­شود. به محیط زیست و سلامت انسان­ها صدمه می­زند. هدف شیمی سبز این است که آلودگی را از طریق جلوگیری از ایجاد آن، در وهله­ی اول، کاهش دهد.

طبق اصول این رشته، در طراحی یک واکنش شیمیایی، شیمی­دان­ها پیش از استفاده از یک ماده­ی شیمیایی یا تولید محصولات مرتبط با آن توجه زیادی به دانشی که در مورد خطرات احتمالی یک ماده­ی شیمیایی برای سلامتی انسان­ و محیط زیست داریم، می­کنند. به بیان دیگر، آن­ها خطری را که یکی از خواص ماده ایجاد می­کند. که می­بایست علاوه بر دیگر خواص شیمیایی و فیزیکی ماده مورد توجه قـرار گیـرد، را مـورد بـررسی قرار می­دهند، و موادی را انتخاب می­کنند که این خطر را به حداقل رساند.

در کتاب سال 1998، شیمی سبز، نظریه و عمل (نشر دانشگاه آکسفورد) (1)، پل اناستاس و جان وارنر 12 اصل ارایه کردن که روش­های به اجر گذاشتن شیمی سبز را در اختیار شیمی­دان­ها قرار می­دهد. چهار اصل از این اصول در زیر آمده است.

•  با در نظر گرفتن بی­خطر بودن کار را شروع کنید:واکنش­هایی را که از مواد بی­خطر برای تولید محصول مورد نیاز استفاده می­کنند، مورد توجه قرار دهید.

این روش با به حداقل رسانیدن خطر به کارگران کارخانه به هنگامی که با این مواد سرو کار دارند می­شوند و از انتشار اتفاقی مواد شیمیایی خطرناک از راه خطرناک از راه نشست یا انفجار جلوگیری می­کند. برای مثال، این اصل در روش جدیدی که جهت تولید یک ماده­ی مهم شیمیایی صنعتی، اسید آدیپتیک، استفاده می­شود، به کار گرفته شده است. نزدیک به دو میلیارد کیلوگرم اسید آدی­پیک در سال برای ساخت نایلون، پلی­یورتن، مواد روغنی و گریس و نرم کننده­ها مورد نیاز است. در روش متداول ساخـت اسیدآدی­پیک از بنزن، که می­تواند باعث سرطان شود، به عنوان ماده راه انداز واکنش استفاده می­شود. در پروژه­ای که جدیداً ایجاد شده، که از باکتری­های که از نظر ژنتیکی تغییر یافته­اند ـ به نام کاتالیزورهای حیاتی ـ استفاده می­شود، قند ساده­ی گلوکز جانشین بنزن شده است.

راه اندازی واکنش با ماده بی­خطری ماننـد گلوکز بـرای ساخـت اسید آدی­پیک یعنی این که، اگر استفاده از فرآیندهای مشابه به این فرآیند گسترش یابد، می­توان از به کار بردن مقادیر بسیار زیاد مواد شیمیایی خطرناک اجتناب کرد.

• از منابع تجدید شدنی استفاده شود: تاکید بیشتری بر به کار بردن مواد راه­انداز تجدید شدنی، مانند موادی که از گیاهان رستنی به دست می­آیند، به جای استفاده از موادی چون نفت خام و گاز طبیعی شود.

گلوکزی که در مثال فوق به عنوان ماده راه انداز ذکر شد می­تواند از نشاسته ذرت یا سلولزی که در گیاهان وجود دارد، به دست آید. حتی از چوب، ساقه، برگ­های ریخته شده ذرت نیز می­توان گلوکز به دست آورد. در یک مثال دیگر، می­توان از نشاسته ذرت برای تولید گلوله­های کوچک پفی مخصوص بسته­بندی کالا استفاده کـرد. این لـوله­های کـوچک پفـی می­تواند جایگزین مواد بسته­بندی پلاستیکی­ای شوند که از مواد شیمیایی مشتق شده از نفت خام به دست می­آیند.

• حلال­های بی­خطر پیدا کنید:استفاده از حلال­های سمی برای حل کردن موادی که در واکنش شیمیایی به کار برده می­­شوند، را حذف کنید.

حلال­ها موادی شیمیایی هستند که مواد دیگر را در خود حل می­کنند. بسیاری از حلال­ها که در مقادیر زیاد در صنعت به کار برده می­شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می­توانند خطرات دیگری مانند آتش­سوزی و انفجار به وجد آورند. حلال­هایی که به طور گسترده استفاده می­شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراکلرید کربن، کلروفرم، پرکلر و اتیلن هستند.

برخی مواقع امکان جایگزین کردن حلال­ها با مواد کم­خطرتر مثل آب یا دی­اکسیدکربن مایع وجود دارد. برای مثال، فرآیندهای جدیدی برای خشک­شویی لباس­ها به تازگی ایجاد شده­اند که با استفاده از دی­اکسید کربن، مایع به جای ماده­ی شیمیایی سمی پرکلر و اتیلن، لک چربی و چرک را حل کنند.

• در اسـتفاده از اتـم­ها صـرفـه­جویی کنید:واکنش­هایی را طراحی کنید که در آن­ها از اکثر یا تمامی اتم­هایی که با آن­ها واکنش را شروع کرده­اید در محصول نهایی استفاده شود، نه این که تبدیل به محصولات جانبی دور ریختنی و زباله شوند.

بوی تراست، شیمیدان دانشگاه استانفورد، مفهوم فوق را ارایه کرد، که وی نام آن را صرفه­جویی در اتم­ها گذاشته است. یکی از مثال­هایی که برای این اصل می­توان نام برد فرآیند بهبود یافته­ای است که در سال 1991 برای ساخت داروی مسکن ایبوبروفن ـ عنصر فعال استفاده شده در داروهایی با عناوین تجاری­ای چون موترین، ادویل، نوپرین، مدیپرن ـ طراحی شد.

در فرآیند اولیه شش مرحله­ای که در سال 1960 به وجود آمد، 40% اتم­ها به صورت محصول نهایی (ایبوبروفن) درمی­آمدند و 60% اتم­ها به صورت محصولات جانبی ناخواسته یا زباله درمی­آمدند. فرآیند جدید بری تراست سه مرحله دارد و 77% اتم­های واکنش کننده به صورت محصول نهایی، ایبوبروفن، درمی­آیند. این فرآیند سبز باعث حذف صدها هزار کیلوگرم محصولات جانبی شیمیایی در سال شده است و مقدار اتم­های واکنش کننده که برای ساخت ایبوبروفن به کار می­روند، را به میزان صدها هزار کیلوگرم در سال کاهش داده است.

توجه به این اصول به محیط زیست کمک می­کند و می­تواند در بلد مدت پول زیادی برای شرکت­ها از طریق، کاهش هزینه­ کنترل آلودگی و استفاده­ی کمتر از انرژی، صرفه­جویی کند.



نگاهی به اصل های دوازده گانه شیمی سبز

واژه شیمی، اغلب با كلماتی نظیر محصولات، صنعت، شغل، تجارت، پیشرفت و خطرات همراهاست. صنایع شیمیایی برای افراد زیادی اشتغال ایجاد كرده اند. بنابراین در حیاتاجتماعی و اقتصادی جوامع نقش كلیدی دارند. از سوی دیگر بسیاری از فرایندهایی كه ازمواد شیمیایی استفاده می كنند می توانند اثرهای زیان آوری روی محیط زیست یا سلامتیانسان داشته باشند. بنابراین حذف یا كاهش این خطرات تا یك سطح قابل قبول، مسئله ایبسیار مهم است. خطرهای مواد شیمیایی را می توان با رابطه زیر نشان داد: انتشار * زیان آوری = خطر

با توجه به رابطه بالا با كاهش انتشار مواد خطرناك می توان ازخطرهای احتمالی مواد شیمیایی كاست. این كار معمولاً با اعمال محدودیت های قانونی درمراحل استفاده، جابه جایی، تصفیه و یا دفع مواد شیمیایی انجام می شود. اما شیمی سبزبه پارامتر اول یعنی زیان آوری مواد شیمیایی می پردازد و به دنبال این است كه خطرذاتی مواد را كاهش دهد. شیمی سبز بنابر پذیرفته ترین تعریف آن عبارت است از: طراحی،توسعه و به كارگیری فرایندها و محصولات برای كاهش یا حذف موادی كه برای انسان یامحیط زیست خطرناك هستند. برای شیمی سبز ۱۲ اصل بیان می كنند كه عبارتند از:

۱ _ بهتر است كه مواد زاید در فرایندها تولید نشوند تا اینكه به فكر راهی برای از بینبردن آنها باشیم.

۲ _ روش های ساخت مواد باید به گونه ای طراحی شوند كه بیشتریناستفاده از مواد واكنش دهنده انجام شود و تمامی آنان به محصول تبدیل شوند.

۳ _ تا آنجا كه امكان پذیر است روش های ساخت مواد به گونه ای طراحی شود كه خطری رامتوجه انسان یا محیط زیست نكند.

۴ _ محصولات جدید باید به گونه ای طراحی شوندكه بیشترین كارایی همراه با كمترین میزان سمیت را داشته باشند.

۵ _ استفاده ازمواد كمكی مانند حلال ها و... به كمترین میزان ممكن برسد و در شرایط اضطرار هم ازمواد كم خطرتر استفاده شود.

۶ _ انرژی مورد نیاز فرایندها با توجه به شرایطاقتصادی و محیطی فراهم شود و تا آنجا كه ممكن است فرایندهای شیمیایی در دما و فشارمعمولی انجام شوند.

۷ _ از مواد خامی استفاده شود كه قابلیت تولید مجدد درطبیعت را داشته باشند. (منابع تجدیدشونده)

۸ _ تا آنجا كه امكان پذیر است مراحلفیزیكی و شیمیایی واكنش ها كوتاه شود.

۹ _ از واكنشگرهای كاتالیزوری به جایواكنشگرهای استوكیومتری استفاده شود.

۱۰ _ سعی شود محصولات فرایندهای شیمیاییبه صورت زیست تخریب پذیر باشند.

۱۱ _ روش های تجزیه ای برای كنترل لحظه به لحظهواكنش های شیمیایی طراحی و توسعه داده شوند تا بتوان در هر لحظه تولید مواد مضر راتشخیص داد.
۱۲ _ از مواد یا حالتی از مواد استفاده شود كه كمترین قابلیت برایایجاد حوادثی مانند نشت، انفجار و آتش سوزی را داشته باشد. هم اینك نزدیك به پانزدهسال از تلاش های جدی شیمیدانان برای استفاده از اصول شیمی سبز می گذرد و در همینمدت كارهای ارزنده ای به انجام رسیده است. این تلاش های علمی را می توان در ۳ محورزیر خلاصه كرد.

الف _ استفاده از مواد اولیه جایگزین: این راهكار در صنایعطرفداران بسیاری پیدا كرده است. یكی از اقداماتی كه انجام شده استفاده از مواد زایدیك فرایند به عنوان ماده اولیه برای فرایند دیگر است. اقدام دیگر استفاده از منابعتجدید شونده مثل استفاده از اسید لاكتیك حاصل از مواد طبیعی تجدیدشونده برای ساختنبعضی از پلیمرها به جای استفاده مواد حاصل از نفت خام است. اما ساده ترین و ارزانترین ماده اولیه كه برای ساختن بسیاری از مواد آلی از آن می توان استفاده كرد، دیاكسیدكربن (co۲) است. با این كار نه تنها استفاده از نفت خام كمتر می شود بلكه ازانتشار بیش از حد گاز دی اكسیدكربن در جو نیز جلوگیری می شود. مشكل اساسی دراستفاده از دی اكسیدكربن پایداری ترمودینامیكی بالای آن و فعالیت شیمیایی كم آناست، هم اینك از دی اكسیدكربن در ساختن بعضی از پلیمرها و نیز اسیدفرمیك استفاده میشود.

ب _ استفاده از حلال های جایگزین: حلال های آلی با توجه به استفاده زیاداز آنها، اصلی ترین منابع آلودگی های شیمیایی هستند و كنترل موثر آنها می تواندپیشرفت های اساسی در مسائل زیست محیطی به همراه داشته باشد. بهترین راه برای خلاصشدن از مشكلاتی كه حلال ها به همراه دارند، استفاده نكردن از آنها است، كه هم اینكتوسط بعضی از صنایع رنگ سازی و صنایع پوششی در حال انجام است. واكنش هایی كه درشرایط بدون حلال انجام شده است در بیشتر موارد بهتر و سریع تر از روش های معمولبوده است. از مهمترین سیستم های حلالی جایگزین می توان سیال های فوق بحرانی، مایعاتیونی و آب را نام برد.

ج _ روش های سنتزی جایگزین: هر جا كه از سیستم هایكاتالیزوری برای تهیه مواد استفاده شده، شرایط بهتری برای تولید مواد فراهم شدهاست. هر چند كه یك قرن پیش استفاده زیادی از كاتالیزورها در صنعت نمی شد، اما امروزهیچ شركت شیمیایی نمی تواند بدون استفاده از كاتالیزورها در بازار رقابت دوامبیاورد. اخیراً روشی جدید برای سنتزایبوبروفن ارائه شده است كه نسبت به روش قبلیچند مرحله كوتاه تر شده و همچنین حلال سمی تتراكلریدكربن هم از مراحل آن حذف شدهاست. شركت دارویی فایزر هم با استفاده از اصول شیمی سبز روش تهیه جزء اصلی یكی ازداروهای ضدافسردگی خود را بهبود بخشیده است. در ادامه خوب است نگاهی هم به وضعیتشیمی سبز در ایران داشته باشیم. در ۷ سال گذشته توجه به شیمی سبز در محافل دانشگاهیاهمیتی روزافزون یافته است به طوری كه در سال های اخیر نزدیك به ۳۰ درصد مقالاتشیمی كشور به نحوی با شیمی سبز ارتباط داشته است. اما متاسفانه این رویكرد نسبت بهشیمی سبز در ایران بیشتر رویكردی سطحی بوده و همچنان در سطح مانده است. شاهد بندهدر این مدعا آشنا نبودن اكثر دانشجویان مقاطع مختلف شیمی با اصول ایمنی و میزانزیان آوری مواد شیمیایی و نیز رعایت نشدن بیشتر اصول ایمنی، در آزمایشگاه های شیمیكشور است. در بسیاری از موارد می بینیم كه مقالاتی با عنوان شیمی سبز از سوی افرادو مراكز تحقیقاتی منتشر می شود كه آن مراكز از حداقل امكانات ایمنی برای انجام سادهترین واكنش های شیمیایی برخوردار نیستند. در صنایع كشور ما دیگر چیزی به نام شیمیسبز نداریم و بهتر است گفته شود كه در صنایع نه تنها به كم كردن خطر ذاتی موادشیمیایی توجهی نمی شود، بلكه در بیشتر موارد هیچ محدودیت قانونی و اخلاقی در تخلیهو دفع مواد زاید شیمیایی وجود ندارد، هر چند كه به ظاهر بیشتر این صنایع موفق بهاخذ استانداردهای زیست محیطی شده اند. بسیاری از خوانندگان محترم به یاد دارند كهسال گذشته از چاه های آب اطراف پالایشگاه تهران مواد نفتی بیرون می آمد و البته كسیهم پاسخگو نبود. بیشتر پساب های صنعتی كشور نیز وضعیتی اینگونه دارند و به راحتیوارد آب های جاری و یا زیرزمینی می شوند. از سوی دیگر بیشتر صنایع ما را صنایعوابسته به نفت تشكیل می دهند كه از آلوده كننده ترینصنایع محسوب می شوند. حد قابلقبول برای تولید مواد زاید در این صنایع ۱۰/۱ درصد كل تولید است حال اگر صنایع مابا این فناوری موجود بتواند به این حد قابل قبول برسد - كه البته محال به نظر میرسد _ باز هم سالانه میلیون ها تن مواد زاید به همراه مواد غیرزاید نفتی تولید میشود كه چگونگی دفع یا احیاناً تصفیه این مواد بر ما پوشیده است. تولید مواد زایدسمی در صنایع فلزی نیز كه قسمت عمده صنایع غیرنفتی كشور ما را تشكیل می دهند، بسیارزیاد است.

  به نام خدا نام و نام خانوادگی:ماهان رهنما.

نام دبیر:آقای سلامی.

موضوع:بیوگاز.

کلاس:06(سال اول).

دبیرستان:ملاصدرا(1).   

قدمت استفاده از بیوگاز در ایران به سه قرن قبل(استفاده از سوخت متان در حمام شیخ بهایی اصفهان) بر می‎گردد. در كشورمان ایران نیز تحقیقات گسترده‎ای در زمینه كاربرد بیوگاز در حال انجام است؛ لذا استفاده از بیوگاز چشم انداز بسیار روشنی را در آینده برای بخش انرژی كشور ترسیم می‎نماید.
در حال حاضر بیوگاز بعنوان یكی از منابع عمده تأمین انرژی در دنیا مطرح است و این گاز را هم بطور مستقیم در تأمین انرژی حرارتی و روشنایی و هم بعنوان یك گزینه مناسب برای استفاده در مولدهای احتراق داخلی، میكرو توربینها، پیلهای سوختی و... جهت تولید برق مورد استفاده قرار می‌دهند.
 
فرآیند تولید بیوگاز
به طور خلاصه موضوع حیوانات در شرایط بی‌هوازی گازهایی با تركیب اصلی كه اصطلاحا بیوگاز نامیده می‌شود، تولید می‌كنند. این عمل را می‌توان در شرایط كنترل شده و در دستگاهی موسوم به دستگاه تخمیركننده یا هاضمه (Digester) انجام داد. در حال حاضر روش متداول در روستاهای كشور ما سوزاندن فضولات خشك شده است كه البته با این عمل چیزی جز مقادیری خاكستر كه فقط دارای مقداری املاح معدنی (فسفر، پتاس و...) است، به دست نمی‌آید و مقدار زیادی از نیتروژن و دیگر مواد مغذی آن از بین می‌رود. برای استفاده بهینه از انرژی بیوگاز، تاسیسات و تجهیزات خاصی لازم است.
به طور كلی سیستم‌های تولید بیوگاز دارای 3 قسمت اصلی هستند كه یا روی زمین یا زیرزمین بنا می‌شوند:
1 ـ حوضچه و كانال ورودی
2 ـ مخزن هضم‌كننده
3 ـ حوضچه و كانال خروجی
به طور كلی مواد آلی را در حوضچه ورودی به نسبت تقریبا مساوی با آب مخلوط می‌كنند تا رقیق شود، آن‌گاه این مواد را توسط لوله‌ای به مخزن تخمیر انتقال می‌دهند. در این مخزن با انجام فعل و انفعالات شیمیایی بی‌هوازی توسط مجموعه‌ای از باكتری‌ها عملیات تخمیر و تولید گاز متان انجام می‌گیرد و گاز حاصله از قسمت بالایی مخزن (انبازه گاز) جمع‌آوری شده و از آنجا به حوضچه و كانال خروجی منتقل می‌شود.
بقایای مواد آلی پس از تخمیر به عنوان كودی مرغوب در كشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اولین مرحله ایجاد سیستم بیوگاز احداث مخزن است كه برای این عمل باید مطالعات دقیقی روی شرایط خاك و سطح آب زیرزمینی انجام شود.
خاك محل مخزن باید نفوذناپذیر بوده و سفره آب زیرزمینی آن نقطه در عمق زیاد یا دارای حجم كمی باشد، همچنین محل مخزن نباید نزدیك درخت باشد تا نفوذ ریشه‌های درخت باعث ترك برداشتن یا شكستن دیواره آن شود.
انرژی بیوگاز (گاززیستی) در حقیقت انرژی حاصل از تخمیر فضولات حیوانی و باقیمانده‌های گیاهی و به طور كلی ضایعات آلی است كه در اثر این فرآیند گازهای متان (حداكثر 70 درصد) و دی‌اكسید كربن آزاد می‌شوند.
مهم‌ترین موضوعی كه در تولید بیوگاز مطرح است، تغییرات درجه حرارت طی شبانه‌روز است زیرا باكتری‌های بی‌هوازی نسبت به تغییرات درجه حرارت بسیار حساس هستند. بنابراین میزان تغییرات درجه حرارت نباید از 5 درجه سانتی‌گراد بیشتر باشد. مساله مهم دیگر تغییرات ph است. در ابتدای راه‌اندازی سیستم ph حالت بازی دارد و بتدریج حالت اسیدی پیدا می‌كند. تركیب مواد اولیه (نوع مواد و گیاهانی كه در تغذیه حیوانات مورد استفاده قرار می‌گیرد)‌ نیز دارای اهمیت زیادی است. هرقدر مواد اولیه از لحاظ مواد پروتئینی و دیگر مواد مغذی غنی‌تر باشد، شروع فعالیت در سیستم سریع‌تر و میزان گاز تولیدی بیشتر می‌شود.
استفاده از بیوگاز در زندگی روزمره می‌تواند فایده‌های زیر را به دنبال داشته باشد:
** بیوگاز به عنوان یك منبع انرژی محلی و تجدید شونده
** بهبود وضعیت ایمنی صنعتی و خانگی، همچنین سودآور بودن آن
** بهبود وضعیت كیفیت هوا و كاهش بوهای نامطبوع
** كاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای دشمن لایه ازون
** رشد اقتصادی و تضمین منبع انرژی
** جمع آوری مواد زاید و حیوانی در یك نقطه و جلوگیری از پراكندگی آنها در محیط اطراف
** استفاده از بیومس تولیدی به عنوان كود سالم و مطمئن در كشاورزی
 
کاربردهای انرژی بیو گاز
گاز حاصل از فرآیند تولید بیوگاز بی‌رنگ، بی‌بو و در حین سوختن بدون دود است. از انرژی بیوگاز در موارد گوناگونی استفاده می‌شود.
ایجاد حرارت: یك مترمكعب بیوگاز حدود 6500 ـ5200 كیلوكالری انرژی آزاد می‌كند و یك مترمكعب بیوگاز برای پخت 3 وعده غذایی یك خانواده 6 نفره كافی است.
 
سوخت مكمل برای موتورهای احتراق داخلی: بیوگاز می‌تواند به عنوان جایگزین مواد سوختی مانند بنزین و گازوئیل در موتورها به كار برود. در عملیاتی مانند كشیدن آب از چاه‌ها، در دستگاه‌های شالیكوبی، آسیاب‌ها و... می‌توان از این منابع انرژی در موتورها استفاده كرد.
تولید نیروی برق: از انرژی بیوگاز مانند اغلب انرژی‌ها می‌توان در تولید الكتریسیته استفاده كرد.
مواد اولیه صنایع شیمیایی: بیوگاز دارای حدود 65 درصد متان و 35 درصد دی‌اكسیدكربن است كه این گازها می‌تواند به عنوان مواد اولیه در تولید
فرآورده‌های شیمیایی به كار رود.
به عنوان مثال از این گازها برای ساختن سیلیكات‌های اكسی، حلال‌های مختلف، خنك‌كننده‌ها، حشره‌كش‌ها، دی‌كلرومتان (ماده اولیه برای تولید مواد پاك‌كننده چربی‌ها)‌، مواد با قابلیت نفوذ بالا، فیلم‌های عكاسی و.... استفاده كرد.
تولید كود اكسی: پس از انجام عمل تخمیر و تولید بیوگاز، فضولات باقیمانده به عنوان كود غنی و مناسب برای كشاورزی به كار می‌روند. این كود برخلاف كودهای حیوانی تازه، فاقد بو بوده و آلودگی محیط‌زیست را به دنبال ندارد، حجم كمتری اشغال می‌كند، بذر علف‌های هرز و انگل‌های جانوری آن از بین می‌رود و هیچ جاذبه‌ای برای رشد پشه و مگس و سایر آفات ندارد.
كمك به بهداشت محیط‌زیست: یكی از نكات مثبت دیگر استفاده از این انرژی به وجود آمدن محیط بهداشتی و سالم، آلوده نشدن آب‌های مصرفی و جلوگیری از شیوع بیماری‌های انگلی در مكان‌های مورد استفاده است.
كمك به حفظ پوشش گیاهی: با تولید بیوگاز سوخت مورد نیاز انسان تامین شده و دیگر نیازی به قطع درختان و پوشش گیاهی نیست. از عواملی كه باعث می‌شوند استفاده از انرژی بیوگاز زیان‌آور باشد می‌توان به مواردی همچون كار با سیستم بیوگاز توسط افراد غیرمتخصص و بی‌تجربه و اسیدی‌شدن خاك‌های منطقه اشاره كرد كه البته با برنامه‌ریزی در زمان معین و صرف هزینه‌های لازم قابل جبران هستند.
 

                به نام خدا                   مهدی محمدیاری ملاصدرا 06          آقای سلامی                               عنوان.نامگذاری آلکن ها و آلکین ها   

آلکن ها:

ترکیبات هیدروکربنی راست زنجیری هستند که در ساختمان آنها یک و تنها یک پیوند دوگانه یافت می شود. این ترکیبات به دلیل داشتن پیوند دوگانه می توانند در واکنشهای مختلفی از جمله واکنشهای افزایشی شرکت نمایند. به همین دلیل در پتروشیمی از اهمیت خاصی برخوردار هستند، هرچند كه مقدار آنها در نفت خام زياد نيست. به آلكن ها لقب اولفين ها را نيز داده اند. كربن هاي شركت كننده در پيوند دوگانه داراي هيبريداسيونsp² بوده و ساير كربن ها هيبريداسيون sp³  مي باشند. بدين ترتيب مي توان گفت كه در ساختمان آلكن ها يك پيوند از نوع

پاي بوده و ساير پيوندها از نوع سيگما مي باشند. فرمول عمومي آلكن ها CnH2n مي باشد.

- نامگذاری آلکن ها:

 برای نامگذاری آلکن ها مانند آلكان ها نام زنجیر اصلی از تعداد کربن ها گرفته می شود، فقط پسوند مربوط به آلكن ها متفاوت است، يعني به جاي "ان" از "اِن" استفاده مي كنيم. آلكن هاي بدون شاخه را به شكل زير نامگذاري مي كنيم:

۱- اگر تعداد كربن ها كمتر از ۴ باشد:

" تعداد كربن با لفظ يوناني + اِن"

مثال:

            پروپن

۲- اگر تعداد كربنها بيشتر يا مساوي با ۴ باشد:

زنجير را از سمت نزديكتر به پيوند دوگانه شماره گذاري نموده، آنگاه به شكل زير عمل مي نماييم:

" شماره كربن بند دوگانه + تعداد كربن ها با لفظ يوناني + اِن"

مثال:

  ۲ - بوتن

   ۲ - بوتن

برای نامگذاری آلکن های شاخه دار به روش زیر عمل می کنیم:

۱- بلندترین زنجیر دارای پیوند دوگانه را به عنوان زنجیر اصلی در نظر می گیریم.

۲- زنجیر اصلی را از سمت نزدیکتر به پیوند دوگانه شماره گذاری می نماییم. اگر پیوند دوگانه درست وسط زنجیر بود از سمت نزدیکتر به شاخه زنجیر اصلی را شماره گذاری می نماییم و در نهایت اگر در این مورد نیز تفاوتی نداشته باشد، شماره گذاري را طوري انجام مي دهيم كه مجموع اعداد به كمترين حالت ممكن برسد. 

۳- زنجير اصلي را مانند آلكن هاي بدون شاخه نامگذاري مي كنيم.

۴- بقيه قواعد مانند قواعد مطرح شده براي آلكان ها مي باشد.

و در نهايت از الگوي زير پيروي مي نماييم:

" شماره كربن محل شاخه + نام شاخه + نام زنجير اصلي"

مثال:

     ۲ - متيل ۱- بوتن

     ۴- اتيل ۳ - اكتن

-  آلکین ها:

ترکیباتی هستند که در ساختمان آنها یک و فقط یک پیوند سه گانه وجود دارد، بدين ترتيب هيبريداسيون كربن هاي شركت كننده در پيوند سه گانه sp بوده و بقيه كربن ها داراي هيبريداسيون  sp³  هستند. در ساختار اين هيدروكربن ها دو پيوند از نوع پيوندهاي پاي بوده و

مابقي پيوندها از نوع سيگما مي باشند. فرمول عمومي آلكين ها CnH2n-2 مي باشد.

- نامگذاري آلكين ها:

تمام قوانين نامگذاري براي آلكين ها در مورد پيوند سه گانه مانند قوانين حاكم بر پيوند دوگانه آلكن ها مي باشد و ساير قوانين نامگذاري مانند آلكان ها مي باشد. در آلكين ها از پسوند "ين" در نامگذاري زنجير اصلي استفاده مي شود.

مثال:

    ۳ و۷ دي متيل ۴ - نونين

مهراب نظری  کلاس 05

دبیرستان شهید نصیری

مول و عدد آووگادرو را چطور تعریف می‌کنند؟

دانش > دانش‌های بنیادی - تعریف مول و عدد آووگادرو را که حدود 602هزار میلیارد میلیارد عدد است، شاید در دبیرستان خوانده باشید؛ اما مفهوم مول به‌عنوان یکی از استانداردهای مهم دنیای علمی امروز در پدیده‌های زیادی دیده می‌شود.

مجید جویا: همه ما به طور شهودی می‌دانیم که یک متر یا یک ثانیه چیست، و حتی یک شمع (واحد درخشندگی) هم واحدی سرراست به نظر می‌رسد. ولی مول متفاوت است، احتمالا پیچیده‌ترین استانداردهای متریک است و درک آن از همه سخت‌تر.

به گزارش پاپ‌ساینس، اساسا یک مول مقدار یک ماده را نشان می‌دهد، ولی این اندازه‌گیری را به شیوه هوشمندانه‌ای انجام می‌دهد. فرض کنیم که می‌خواهید کلسیوم‌سولفاید را به طور صنعتی تولید کنید، و در یک صنعت شدیدا رقابتی کار می‌کنید که در آن نمی‌توان به هیچ وجه کلسیوم یا گوگرد را هدر داد. این امر به این معنی است که نیاز دارید مقدار دقیق مورد نیاز از هر کدام از مواد اولیه را بدانید. ولی تعریف مقدار در اینجا کار ساده‌ای نیست، چرا که اتم گوگرد، نوترون‌ها و پروتون‌های کمتری به نسبت اتم کلسیوم دارد و در نتیجه جرم کمتری در مقایسه با آن خواهد داشت. در نتیجه اگر ده کیلوگرم از هر یک داشته باشید، در عمل مقداری اتم گوگرد بیش از نیاز خود خریداری کرده‌اید.

مول این مشکل را حل می‌کند: این واحد راهی برای تبدیل از کیلوگرم (یا هر چیز دیگر) به مقداری از X که برای واکنش با Y لازم است به شما می‌دهد. در این مورد، شما باید یک مول از هر یک از این دو عنصر را با هم ترکیب کنید تا محصول بهینه را داشته باشید.

تعریف بین المللی یک مول، در گذشته بر مبنای عناصر معمولی مانند اکسیژن و هیدروژن قرار گرفته بود، ولی از سال 1960، دانشمندان یک مول را دقیقا برابر با تعداد اتم‌های موجود در 12 گرم از اتم کربن12 در نظر گرفتند. ولی این تعریف برخی از مشکلات را نشان نمی‌دهد: چیزها را پنهان می‌کند.

احتمالا با شنیدن کلمه مول یک عدد را از شیمی دبیرستان به خاطر آورده‌اید، عدد آووگادرو که به عنوان یک مول شناخته می‌شود؛ یک مول همواره 6.022141793... x 1023 ذره از هر چیز است. برای درک بهتر از این عدد بگذارید مثالی بزنیم: با شمردن یک اتم در هر ثانیه که تقریبا معادل 30 میلیون اتم در هر سال خواهد بود، شمردن چنین عددی نزدیک به 20 میلیون میلیارد سال به طول خواهد انجامید که یک میلیون برابر بیش از عمر جهان است! در نتیجه به رغم این که شاید بدانید دقیقا یک مول از اتم کربن در دست دارید، ولی هیچ ایده‌ای از این که تعداد این اتم‌ها چند تاست ندارید: چون این که ارقام بعد از سه نقطه در عدد فوق چه هستند، تنها یک حدس است.

علاوه بر آن، اگر در تمام این مدت شک داشتید که مول به نظر زائد می‌رسد (از آنجا که که «تعداد یک چیز» تا حد بسیار زیادی مشابه «جرم یک چیز» است)، به نکته درستی فکر می‌کنید. در حقیقت، مسائل مرتبط با شمارش اتم‌ها به مشکلات بزرگ‌تری در ارتباط با تعریف یک استاندارد پایه دیگر منجر می‌شوند: کیلوگرم.

لایه اوزون چیست ؟

لایه اوزون لایه محافظ حساسی از گاز طبیعی O3 است که در استراتوسفر (حدود 25 الی 40 کیلومتری سطح زمین) یافت می‌شود. این گاز نجات بخش با جذب و کاهش اثرات مخرب امواج پر انرژی ماورای بنفش خورشید همانند صافی کره زمین را از اثرات تخریبی امواج آسیب‌زا مصون و محفوظ نگه می‌دارد.

اوزون (Ozone) گازی است به فرمول O3 که مولکولهای آن از پیوند یافتن سه اتم اکسیژن با یکدیگر تشکیل شده‌است

بیوگاز                                                                                               
نیماحاجیان/کلاس06/دبیرستان ملاصدرا1/دبیرآقای سلامی  زیست توده یا بیومس (Biomass) یک منبع تجدید پذیر انرژی است که از مواد زیستی به دست می آید. مواد زیستی شامل موجودات زنده یا بقایای آن‌ها است. نمونه این مواد، چوب، زباله و الکل هستند. زیست توده معمولاً شامل بقایای گیاهی است که برای تولید الکتریسیته یا گرما به کار می رود. برای مثال بقایای درختان جنگلی، مواد هرس شده از گیاهان و خرده‌های چوب می توانند به عنوان زیست توده به کار گرفته شوند. زیست توده به مواد گیاهی یا حیوانی که برای تولید الیاف و مواد شیمیایی به کار می روند نیز اطلاق می‌گردد. زیست توده شامل زباله‌های زیستی قابل سوزاندن هم می‌شود، اما شامل مواد زیستی مانند سوخت فسیلی که طی فرایندهای زمین شناسی تغییر شکل یافته‌اند، مانند ذغال سنگ یا نفت نمی‌شود. اگرچه سوخت‌های فسیلی ریشه در زیست توده‌های موجود در زمان بسیار قدیم دارند، به دلیل اینکه کربن موجود در آن‌ها از چرخه زیستی طبیعت خارج شده است و سوزاندن آن‌ها تعادل دی اکسید کربن موجود در جو را به هم می‌زند، عنوان زیست توده به آن‌ها اطلاق نمی‌گردد.
تقریبا نیمی از مردم جهان برای تأمین انرژی مورد نیاز خود ، از چوب استفاده می‌کنند. چوب ، ضایعات گیاهی (مانند ضایعات نیشکر، ذرت ، چغندر قند) و دیگر منابع زیست توده ، از منابع تجدید پذیر کربن به شمار می‌آیند. استفاده از انرژی زیست توده به شکل سنتی یعنی سوزاندن چوب درختان و فضولات حیوانی باعث نابودی جنگل ها و آلودگی و تخریب محیط زیست می‌شود. اما با تلفیق روش‌های شیمیایی و زیست شناختی می‌توان قند ، سلولز و دیگر مواد موجود در ضایعات کشاورزی را به سوخت‌های مایع تبدیل کرد.
یکی از راه‌های تامین منابع انرژی زیست توده ، کاشت درختان یا درختچه‌های مناسب (با دوره رشد کوتاه و سریع) در زمین‌های نامرغوب و نیمه بایر است. گر چه سوزاندن این منابع ، گاز دی اکسید کربن را در جو منتشر می‌کند، اما چون دوره کاشت و رشد و نمو آنها دائمی است، به همان اندازه دی اکسیدکربن از جو زمین جذب می‌کنند و با استفاده از انرژی خورشیدی ، از طریق فتوسنتز، اکسیژن تولید می‌کنند. بدین ترتیب ، یک "چرخه کربن خنثی" در طبیعت پدید می‌آید.
منابع زیست توده
منابع زیست توده ، بطور کلی عبارتند از:
1. جنگل ها و ضایعات جنگلی
2. محصولات و ضایعات کشاورزی
3. ضایعات و فاضلاب‌های صنعتی
4. ضایعات جامد ، فاضلاب‌های شهری و فضولات دامی.

بررسی عملکرد زیست توده :

                                              مهدی ربیع زاده/کلاس05/مدرسه شهید نصیری

این نرم افزار کم حجم به صورت یک جدول تناوبی است که اطلاعاتی نظیر: جرم اتمي , حالت هاي اكسيداسيون , نقطه جوش , نقطه ذوب , دانسيته , آرايش الكتروني و ... در مورد عناصر جدول تناوبی را در اختیار شما قرار می دهد

لینک دانلود :http://chemical4800.persiangig.com/Chemistry%20101.zip

پسورد : www.4800.blogfa.com

به نام خدا  

                            مهدی محمدیاری ملاصدرا 06   

 آقای سلامی 

عنوان گاز های فریون
لایه ازن در استراتوسفر زمین که انسان را از خطرات ناشی از تابش تشعشات فرابنفش خورشید مصون می دارد، بوسیله مواد شیمیایی ساخته دست بشر سریعتر از آنچه که دانشمندان پیش بینی کرده است، در حال نابودی است . بنابراین ، خطر در انتظار آیندة‌ بشر نیست بلکه هم اکنون در حال وقوع است . پژوهشهای انجام شده در اتمسفر ،‌وجود غلظت های بسیار زیادی از منواکسید کربن (CLO) را تایید کرده است .

نام و نام خانوادگی: محمد تقی زاده

شعبه کلاس:06

نام مدرسه:ملا صدرا1

موضوع:فلز های قلیایی

فلزهای قلیایی

فلزات قلیایی به عناصر گروه اول جدول تناوبی گفته می‌شود که شامل فلزهای لیتیم، سدیم، پتاسیم، روبیدیم، سزیم و فرانسیم می‌باشد. هیدروژن گرچه در گروه اول قرار می‌گیرد ولی دارای خصوصیات متفاوتی نسبت به دیگر اعضای این گروه می‌باشد، لذا آن را در دسته فلزات قلیایی قرار نمی‌دهند.درگذشته انسان به این نکته پی برده که اگرخاکسترباقی‌مانده ازسوختن چوب راباآب مخلوط کند،محلولی به دست می آیدکه می تواندچربی هارادرخودحل کند.آنهااین محلول راقلیانامیدند.امروزه می دانیم که درخاکسترچوب برخی ازترکیب های عنصرهای گروه اول جدول تناوبی وجودداردازاین روعنصرهای این گروه رافلزهای قلیایی نامیدند.

تاریخچه ی شیمی

/نیما حاجیان/کلاس06

/دبیرستان ملاصدرایک

/دبیرآقای سلامی

تاریخ شیمی به سلسله اتفاقاتی اطلاق می‌شود که از زمان باستان تاکنون برای دانش شیمی اتفاق افتاده‌است. تا ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد، تمدن‌های باستان از ابزارهایی استفاده می‌کردند که سرانجام اساس تنوع شاخه‌های شیمی شدند. برای نمونه استخراج فلزها از سنگ معدن، سفالگری با استفاده از لعاب، تخمیر آبجو و شراب،تهیهٔ رنگدانه برای لوازم آرایشی و نقاشی، استخراج مواد شیمیایی از گیاهان برای دارو و عطر،تهیهٔ پنیر، ریسندگی، دباغی کردن چرم، تهیهٔ صابون از چربی، ساخت شیشه و ساخت آلیاژهایی مانند برنج

رضا زارعی/کلاس05/مدرسه شهید نصیری.

واکنش های اکسایش 

در قدیم اصطلاح اکسیداسیون (اکسایش) برای واکنش هایی به کار برده می‌شد، که در آنها جسمی با اکسیژن ترکیب می‌گردید.

به همین ترتیب، اصطلاح احیا (کاهش) به واکنش هایی اطلاق می‌گردید که در آن ها اکسیژن از جسمی جدا می‌شود. امروزه، اصطلاح اکسایش-‌کاهش در معنای بسیار وسیعتری به کار می‌رود، به طوری که، کلیه واکنش هایی که در آن ها، الکترون از یک واکنش دهنده به واکنش دهنده دیگر منتقل می‌شود، واکنش های اکسایش-کاهش نامیده می‌شوند.

رضا زارعی/کلاس05/مدرسه شهید نصیری.

مفاهیم: فشار هوا چیست؟

و مقدار آن در سطح دریای آزاد، برابر است با وزن ستونی از جیوه به ارتفاع 76 سانتیمتر.

واحد اندازه‌گیری فشار هوا در آب و هواشناسی میلی‌بار یا هکتوپاسکال می‌باشد؛ هر میلی بار یا هکتوپاسکال برابر با 1000 دین بر سانتی متر مربع می‌باشد فشار ستون هوا در سطح دریای آزاد 1013 هکتوپاسکال بر سانتی‌متر مربع می‌باشد.