گزارش کار تقطیر ASTM

عنوان آزمایش: تقطیر ASTM                                    
هدف : تقطیر ASTM نفت سفید و محاسبه درصد تقطیر شده،هدر و باقی مانده
ابزار لازم:بالن/مبرد/سه راهه شیشه ای/استوانه مدرج/شیلنگ رابط/توری نسوز/دماسنج/سه پایه و گیره
مواد لازم: نفت سفید/سنگ جوش
مقدمه و تئوری:
تقطیر، یکی از مهم‌ترین و متداول ترین روشهای جداسازی است و اساس آن بر توزیع اجزاء بین دو فاز بنیان گذاشته شده‌است . در واقع تقطیر یکی از متداولترین راهای جداسازی مواد از یکدیگر به علت تفاوت نقطه جوش می‌باشد. تقطیر از نظر اجزاء به دو دسته تقسیم می‌شود :
•    ۱- تقطیر دو جزئی
•    ۲- تقطیر چند جزئی

عنوان آزمایش: تقطیر ASTM                                    
هدف : تقطیر ASTM نفت سفید و محاسبه درصد تقطیر شده،هدر و باقی مانده
ابزار لازم:بالن/مبرد/سه راهه شیشه ای/استوانه مدرج/شیلنگ رابط/توری نسوز/دماسنج/سه پایه و گیره
مواد لازم: نفت سفید/سنگ جوش
مقدمه و تئوری:
تقطیر، یکی از مهم‌ترین و متداول ترین روشهای جداسازی است و اساس آن بر توزیع اجزاء بین دو فاز بنیان گذاشته شده‌است . در واقع تقطیر یکی از متداولترین راهای جداسازی مواد از یکدیگر به علت تفاوت نقطه جوش می‌باشد. تقطیر از نظر اجزاء به دو دسته تقسیم می‌شود :
•    ۱- تقطیر دو جزئی
•    ۲- تقطیر چند جزئی
و
تقطیر دو جزئی
•    ۱- تقطیر تعادلی
•    ۲- تقطیر جزئی
•    ۳- تقطیر مداوم
۳- تقطیر مداوم امروزه بعلت اقتصادی بودن مداوم در تمام عملیات پالایش نفت از این روش استفاده می‌شود. در تقطیر مداوم برای یک نوع خوراک مشخص و برشهای تعیین شده شرایط عملیاتی ثابت بکار گرفته می‌شود. بعلت ثابت بودن شرایط عملیاتی در مقایسه با تقطیر نوبتی به مراقبت و نیروی انسانی کمتری احتیاج است. با استفاده از تقطیر مداوم در پالایشگاهها مواد زیر تولید می‌شود:
گاز اتان و متان به‌عنوان سوخت پالایشگاه ، گاز پروپان و بوتان به‌عنوان گاز مایع و خوراک واحدهای پتروشیمی ، بنزین موتور و نفتهای سنگین به‌عنوان خوراک واحدهای تبدیل کاتالیستی برای تهیه بنزین با درجه آروماتیسیته بالاتر ، حلالها ، نفت سفید ، سوخت جت سبک و سنگین ، نفت گاز ، خوراک واحدهای هیدروکراکینگ و واحدهای روغن سازی ، نفت کوره و انواع آسفالتها.
تقطیر یک فرایند فیزیکی برای جداسازی اجسام بادمای جوش متفاوت است. برای پی بردن به این که فرایند تقطیر چگونه انجام می‌گیرد باید به رفتارمحلول‌ها هنگام جوشیدن ومتراکم شدن توجه کرد .
محلول‌هایی بانسبت‌های متفاوت از دو ماده را می‌گذاریم تادردمای جوش با بخارخود به تعادل درآیند.سپس ترکیب فازمایع وفازبخار را اندازه می‌گیریم ونمودار تغییر درصد مولی هریک از فازمایع و فازبخار را در دماهای مختلف رسم می‌کنیم . مختصاتy هرنقطه برروی منحنی نمایانگر دمای جوش محلولی است که ترکیب درصدآن بامختصات x دراین نقطه داده می‌شود. درآزمایشگاه برای جداسازی مایعات فراراغلب ازدستگاه تقطیر جزء به جزء استفاده می‌شود.یک ستون تقطیر یاجداسازی شامل یک استوانه عمودی حاوی دسته ایی از بشقابک‌ها ٬ یاحلقه‌های فولادی زنگ نزن ٬ گلوله‌های شیشه ایی و یا تکه‌های سرامیک می‌باشد. که این مواد دارای سطح ویژه گسترده‌ای بوده و تماس خوبی را بین مایع ـ بخار در طول واحد تقطیر ممکن می‌سازند.دربالای ستون یک مبرد ودرپایین آن یک واحد تبخیر کننده به نام بازجوشان reboiler قراردارد.
بالای ستون چون ازمنبع گرمایش دورتر است سردترازپایین ستون می‌باشد و ترکیب درصد مایع و بخار در حال تعادل دربالای ستون با ترکیب درصد مایع و بخار در حال تعادل درپایین ستون می‌باشد. بنابراین دربالای ستون درصد ماده ایی که دمای جوش کمتری دارد بیشتراست.
در صنعت برای تقطیر درمقیاس تجارتی وجداسازی مخلوط چند ماده از برج تقطیر جزء به جزء مانند آن چه که دراینجاملاحظه می‌نمایید استفاده می‌شود درهرطبقه از برج ازبشقابی حبابی مانند به کاررفته‌است . با اجرای مراحل گوناگون تقطیر نفت خام به فراورده‌های سودمندی تفکیک می‌شود.وبرمبنای دمای جوش خود ازترازهای مختلف برج خارج می‌شود.
دید کلی
نفت خام حاصل از چاه دارای مواد نا خواسته از قبیل آب و جامداتی مانند شن ، قیر و گازهای متان و اتان می‌باشد. برای جداسازی اینگونه عوامل آنرا وارد مخازنی می‌کنند تا جامدات موجود در آن ته نشین شده و گازهای آن خارج شود. سپس وارد جداساز سانتریفوژی شده که نقش آن جدا کردن تتمه آب ، گاز و جامدات معلق در آن می‌باشد برای حذف نمکهای معدنی ، نفت را با آب ولرم می‌شویند. آنگاه قسمتی از نفت توسط لوله به پالایشگاه فرستاده شده و قسمتی جهت صدور به بنادر تلمبه می‌شود.
تفکیک برش‌های متشکله نفت خام
برای تفکیک برش‌های متشکله نفت خام عملیات فیزیک و شیمیایی چندی بر روی آن به عمل می‌آورند تا فرآورده‌های مورد نیاز جامعه امروزی را تولید نمایند. از مهم‌ترین آنها تقطیر جز به جز نفت است که در برج تقطیر صورت می‌گیرد. تقطیر جز به جز عبارت است از یکسری تبخیر و تبرید که در سینی‌های یک برج استوانه‌ای صورت می‌گیرد. مایعات خالص در فشار محیط در دمایی به جوش می‌آیند که در آن دما فشار بخار آن برابر فشار محیط گردد. مایعات مخلوط در حدود دمایی که حاصل جمع فشارهای جزئی عوامل تشکیل دهنده آنها برابر فشار محیط گردد به جوش می‌آید.
در نقطه جوش فازهای بخار و مایع در حال تعادل می‌باشند. چنانچه فشار کاهش یابد تبخیر صورت می‌گیرد و در حالت معکوس تبرید اتفاق می‌افتد. از فشار بخار برای محاسبه ترکیب گازهای مخلوط در حالت تعادل استفاده می‌شود. وقتی که اجزا تشکیل دهنده یک محلول در برج تقطیر بطور دائم جدا می‌شوند بخارهایی که به سمت بالا حرکت می‌کند ترکیبات فرارتر مایع برگشت کننده به سمت پایین سرازیر است برخورد کرده و غلیظ‌تر می‌شود.
انواع تقطیر
•    تقطیر در فشار محیط : در این روش ، فرآیند تقطیر در فشار محیط صورت می‌گیرد.
•    تقطیر با بخار آب : وقتی که تقطیر در مجاورت بخار ماده مخلوط نشدنی صورت می‌گیرد. فشار بخار یکی تحت تأثیر دیگری قرار نگرفته و مخلوط در دمایی که مجموع فشارهای جزئی آنها برابر فشار محیط گردد تقطیر می‌شود.
•    تقطیر در خلا : در این روش فرآیند تقطیر در خلاء (در فشار ۴۰ میلیمتر جیوه) صورت می‌گیرد.
•    تقطیر در خلاء و بخار : این روش با انتقال گرما توسط بخار آب و با استفاده هم‌زمان از پمپ خلا جهت کاهش فشار کلی صورت می‌گیرد. بطور کلی این روش دارای اشکالاتی بوده و از آن زیاد استفاده نمی‌شود.
•    تقطیر در فشار : این روش برعکس تقطیر در خلا بوده و باعث می‌شود که فرایند تقطیر در دمای بیشتری نسبت به آن در فشار محیط صورت گیرد و دمای بالاتر باعث گسسته شدن مولکولهای نفت گردیده و ترکیب آنها را تغییر می‌دهد.
روشهای جدید تقطیر : این روشها شامل یک یا دو مرحله تقطیر در فشار محیط بوده که توسط تقطیر با بخار همراه می‌شود.
•    تقطیر ساده:اجزای سازنده محلولی از یک ماده حل شده غیر فعال را می‌توان با تقطیر ساده از هم جدا کرد. برای این کار محلول را می‌جوشانیم تا حلال فرار ، تبخیر و از ماده حل شده جدا شود. با سرد کردن بخار ، (میعان) ، حلال مایع جمع‌آوری می‌شود و ماده حل شده به صورت باقی مانده تقطیر باقی می‌ماند.
•    تقطیر جزء به جزء:اجرای سازنده محلول شامل دو جز فرار را که از قانون رائولپیروی می کند، می توان با فرآیند تقطیر جزء به جزء از هم جدا کرد. طبق قانون رائول ، فشار بخار محلول برابر با مجموع اجزای بخار سازنده آن است و سهم هر جزء ، برابر با حاصلضرب کسر مولی آن جزء در فشار بخار آن در حالت خاص است.
مراحل تقطیر با استفاده از قانون رائول
در تقطیر محلولی از A و B ، غلضت A در بخاری که خارج شده و مایع می‌شود، بیش از غلظت آن در مایع باقی‌مانده است. با ادامه عمل تقطیر ، ترکیب درصد اجزا در بخار و مایع دائما تغییر می‌کند و این در هر لحظه عمومیت دارد. با جمع آوری مایعی که از سرد شدن بخار حاصل می‌شود و از تقطیر مجدد آن و با تکرار پی در پی این عمل ، سرانجام می‌توان اجزای سازنده مخلوط اصلی را به صورتی واقعا خالص به دست آورد.
انواع سیستمهای دارای انحراف از قانون رائول
•    سیستمهای که از قانون رائول انحراف مثبت دارند:در این حالت در منحنی فشار کل ، ماکسیممی وجود دارد. این ماکسیم مربوط به محلولی ، با ترکیب درصد معینی است که فشار بخار آن بالاتر از فشار بخار هر یک اجزای خالص است. این نوع محلول که "محلول آزئوتروپ با نقطه جوش مینیمم" نام دارد، در دمایی به جوش می‌آید که پایین‌تر از نقطه جوش هر یک از اجزای آن در حالت خاص است.
•    سیستمهای که از قانون رائول انحراف منفی دارند:اگر سیستمی انحراف منفی از قانون رائول نشان دهد، در منحنی فشار کل مینیممی وجود خواهد داشت. محلولی که غلظت متناظر با این مینیمم دارد، فشار بخاری خواهد داشت که در هر دمایی ، پایین‌تر از فشار بخار هر یک از اجزای آن در حالت خاص است. چنین محلولی در دمایی بالاتر از نقطه جوش هر یک از اجزای سازنده در حالت خاص ، می‌جوشد. این محلول ، "آزئوتروپ با نقطه جوش ماکسیم" نامیده می‌شود.
تعادل بخار با محلول آزئوتروپ
بخار در حالت تعادل با مایع آزئوتروپی چگونه به دست می‌آید؟
بخار در حالت تعادل با مایع همگن که نقطه جوش ماکسیمم یا مینیمم دارد، دارای همان غلظتی است که مایع آن دارد. از این رو آزئوتروپ‌ها ، مانند مواد خالص ، بدون تغییر تقطیر می‌شوند. از محلول جز به جز یک محلول دو جزئی که آزئوتروپی تشکیل می‌دهند، سرانجام یک جزء خالص و آزئوتروپ حاصل می‌شود، ولی دو جزء آن ، بصورت خالص به دست نمی‌آید.

روش کار و شرح آزمایش:
ابتدا بایستی دستگاه تقطیر را مطابق شکل رسم شده نصب کنیم.

درون بالن مورد نظر مقدار 100 میلی لیتر نفت سفید ریخته و جهت یکنواختی جوشش نمونه (جلوگیری از عمل بامپینگ) مقداری سنگ جوش را نیز به بالن می افزایم.زمانی که از محکم بودن اتصالات اطمینان کامل حاصل کردیم ، شعله را روشن کرده و عمل تقطیر را آغاز می کنیم.
نکته: مخزن دماسنج بایستی بالاتر از سطح مایع  و کمی پایینتر از سه راهه مبرد قرار گیرد تا دمای بخارات را اندازه گیری کند.
استوانه مدرج شیشه ای را بعنوان ظرف جمع آوری قرار داده و با جمع شدن هر 5 میلی لیتر نمونه تقطیر شده دمای آن را یادداشت می نماییم.
تذکر: توجه داشته باشید که دمای اولین قطره تقطیر شده را بعنوان دمای جوشش اولیه یادداشت می نماییم.
تقطیر را تا نقطه جوش نهایی ادامه می دهیم .
تعریف: نقطه جوش نهایی دمایی است که در این دما آخرین قطره نمونه تقطیر شده به درون ظرف جمع آوری بریزد.
بدین ترتیب با انجام محاسبات زیر می توان درصد بازیابی شده ، اتلافی و ته مانده را حساب کنیم. با نوجه به داده ها و اطلاعات موجود می توان منحنی تقطیر ASTM مربوط به نفت سفید را رسم کرد.


رسم جدول نتایج:
95    90    85    80    75    70    65    60    55    50    45    40    35    30    25    20    15    10    05    اولین قطره    حجم(ml)
233    234    218    214    210    204    199    194    194    190    187    186    181    176    173    169    167    165    162    109    دما(`c)


رسم نمودار:

نتیجه:
این روش جهت خالص سازی مایعات نفتی استفاده می شود .



منابع و مآخذ:

www.kimiagari.ir
www.miadsoft.blogfa.com
www.shimist.ir
www.wikipedia.com

این متن ناقص است برای مشاهده متن کامل آن را دانلود نمایید.

در صورت خراب بودن لینک دانلود " در قسمت نظر دهید " به ما اطلاع دهید تا مشکل را رفع کنیم

حجم فایل : 50 کیلو بایت | فرمت فایل : Docx | زبان : فارسی

دانلود مستقیم | پسورد فایل : kimiagari.ir

گزارش کار اندازه گيري دبي به كمك وسايل اندازه گيري - جمعه سیزدهم مرداد 1391
کلمه شیمی یعنی چی؟؟ - جمعه سیزدهم مرداد 1391
زندگینامه آلبرت انیشتین+ عکس رنگی! - جمعه سیزدهم مرداد 1391
معرفی سایتی در زمینه مواد شیمیایی - جمعه سیزدهم مرداد 1391
معرفی کامل رشته شیمی محض و کاربردی - جمعه سیزدهم مرداد 1391
دانلود کتاب تشریح مسائل مکانیک سیالات استریتر - پنجشنبه دوازدهم مرداد 1391
راهنمای حفظ کردن آسان جدول تناوبی - سه شنبه دهم مرداد 1391
دانلود و آموزش نرم افزار Chem 4D Demo - سه شنبه دهم مرداد 1391