- نحوه ی دسترسی به پایان نامه های دانشگاه های مختلف جهان
- کاغذ لیتموس برای شناسایی غذاهای فاسد
- وجود سلنیم در خون مادر از ورود سم به بدن جنین جلوگیری می‌کند
- تعادل شیمیایی-شیمی تجزیه
- اثزدما بر تعادل-شیمی تجزیه رشته صنایع شیمیایی
- اثر دما بر انحلال پذیری-شیمی تجزیه رشته صنایع شیمیایی
- آدرس فیسبوک سایت
- چگونه برف درست کنيم
- دودزا
- نارنجک با پرمنگنات پتاسيم
آخرین مطالب
امکانات وب
اندازه گیری ضریب چسبندگی مایعات(ویسکوزیته)
تئوری آزمایش :
مایع ، درون یک ظرف ، شکل ظرف را به خود می‌گیرد. این توانایی حرکت یا جریان یافتن یکی از ویژگی‌های بسیار مهم مایعات است. وسیکوزیته ( گرانروی ) ، اندازه مقاومت مایعات در برابر جریان یافتن است. در این آزمایش ، با استفاده از گرانروی مایعات خانگی، یک وسیکومتر خواهیم ساخت. وسیکومتر ، وسیله ای است که سرعت جریان مایعات را اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از سرعت جریان ، شاخص گرانروی را اندازه می‌گیریم که از نسبت گرانروی مایع مورد نظر به گرانروی آب بدست می‌آید .
اندازه گیری ضریب چسبندگی مایعات(ویسکوزیته)
تئوری آزمایش :
مایع ، درون یک ظرف ، شکل ظرف را به خود می‌گیرد. این توانایی حرکت یا جریان یافتن یکی از ویژگی‌های بسیار مهم مایعات است. وسیکوزیته ( گرانروی ) ، اندازه مقاومت مایعات در برابر جریان یافتن است. در این آزمایش ، با استفاده از گرانروی مایعات خانگی، یک وسیکومتر خواهیم ساخت. وسیکومتر ، وسیله ای است که سرعت جریان مایعات را اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از سرعت جریان ، شاخص گرانروی را اندازه می‌گیریم که از نسبت گرانروی مایع مورد نظر به گرانروی آب بدست می‌آید .
نتایج :
میانگین سرعت جریان آب در آزمایشی که مولف انجام داد، برابر 39,3 ثانیه بود. باید توجه داشت که سرعت جریان متغیر است و به نوع ظرف مورد استفاده بستگی دارد .
چرا؟
مدت زمانی که طول می کشد تا مایع از ظرف به سمت بیرون جریان یابد، به گرانروی مایع بستگی دارد. گرانروی یک مایع ، مقاومت آن مایع در برابر جریان یافتن است که علت آن هم اصطکاک بین مولکولهای مایع است. گرانروی هر مایع ، به ساختارهای مولکولهای مایع بستگی دارد. اگر مولکولها کوچک باشند و مانند آب ساختار ساده ای داشته باشند، بسرعت روی هم می‌لغزند، اما اگر مولکولها بزرگ و در هم پیچیده باشند، مثل روغن به‌آرامی روی هم حرکت می‌کنند.
مایعی که مولکولهای آن به‌سرعت روی هم می‌لغزند، دارای گرانروی کم و مایعی که مولکولهای آن به‌آرامی روی هم می‌لغزند، دارای گرانروی بالا هستند.
گرانروي (viscosity) :
ويسكوزيته (viscosity) يا گرانروي، اصطكاك دروني يك سيال است كه در مقابل جريان يافتن آن سيال مقاومت مي كند. گرانروي پارامتر مهمي است كه براي پيش بيني جريان سيال در مخزن و در سطح نياز است. گرانروي نفت به دانسيته يا تعداد اتم هاي كربن و همچنين به گازهاي حل شده در آن بستگي دارد. هر چه تعداد اتم هاي كربن نفت زيادتر شود، گرانروي آن بالاتر مي رود و هر چه ميزان گاز حل شده در نفت بيشتر شود گرانروي آن كمتر مي شود. گرانروي نفت، دامنه بسيار وسيعي دارد و به طورمعمول بين 2/0 تا 50 سانتي پوآز است. بعضي از نفت هاي خام با گرانروي بسيار بالا قادر نيستند كه در خطوط لوله پمپاژ شوند (مثل نفت خام Boscan در ونزوئلا ).
نفت خام در سطح زمين گرانروي بالاتري نسبت به وقتي كه در زير زمين است ، نشان مي دهد. برخلاف گازها، گرانروي مايع با افزايش حرارت، كاهش مي يابد به صورتي كه مولكول ها بيشتر به صورت مجزا حرکت مي كنند و اصطكاك دروني شان كاهش مي يابد . مانند گازها، گرانروي نفت با افزايش فشار تا رسيدن به نقطه جوش، افزايش مي يابد. زير نقطه جوش، موقعي كه گاز محلول آزاد مي شود، گرانروي نفت افزايش مي يابد چون گاز از نفت جدا مي شود.
نقطه ريزش (pour point) :
نقطه ريزش يك راهنماي خوب براي تعيين گرانروي است. نقطه ريزش يك نفت كمترين دمايي است كه نفت مي تواند تحت شرايط استاندارد جريان پيدا كند. نقطه ريزش براي نفت خام با محتويات واكسي پارافينيك بالا در حدود C °40 است. نقطه ريزش براي نفت هاي سبك خاورميانه و آفريقا به C °26- هم مي رسد كه پمپاژ آن را حتي در شرايط سرد قطبي نيز امكان پذير مي كند.
نفت هاي خام با نقطه ريزش بالا به علت محتوي واكس زياد ظاهري درخشنده دارند. اين نوع نفت ها ممكن است محتواي واكس خود را در طي مهاجرت رسوب دهند و به تدريج سبك تر شوند.
چگالي (Density) :
چگالي نفت در سطح، به وسيله قرار دادن نمونه در يك تنگ استوانه اي با استفاده از يك هيدرومتر اندازه گرفته مي شود. چگالي نفت در واحد API كه به وسيله مؤسسه نفت امريكا (American petroleum institute) تعريف شده بيان مي گردد:
141.5
API ° = 131.5
Specific Gravity at 60° F
API نمونه نفت هام تحت تأثير درجه حرارت است، چون انبساط حرارتي مايعات هيدروكربني، به خصوص براي بيشتر نفت هاي فرار مهم مي باشد. بنابراين ثبت درجه حرارت در نمونه اي كه اندازه گرفته مي شود، مهم است.
اين نكته قابل توجه است كه درجه API نسبت معكوس با چگالي دارد. نفت هاي سبك درجه API بالا تا حدود 40 را دارند كه معادل با وزن مخصوص 83/0 است، در حالي كه نفت هاي سنگين داراي API پايين مي باشند .
معمولاً نفت هاي سنگين، نفت هايي مي باشند كه داراي API كمتر از 25 هستند كه معادل با وزن مخصوص 9/0 است. وقتي كه درجه API نفت به 10 درجه برسد، داراي وزن مخصوص يك است كه همان چگالي آب شيرين مي باشد. بنابراين نفت سنگين تر از 10 درجه برسد، داراي وزن مخصوص يك است كه همان چگالي آب شيرين مي باشد. بنابراين نفت سنگين تر از 10 درجه API، چگالتر از آب است، هر چند كه اغلب نفت ها از آب سبك ترند.
انواع آنیلین
1) تجاری
2) خالص شیمیایی
کاربرد و مصارف
1) بطور وسیع در ساخت رنگهای نساجی و مواد میانی رنگهای نساجی استفاده می شود.
2) در صنایع لاستیک سازی ، از مشتقات آنیلین به عنوان تسریع کننده و تقویت و استحکام لاستیک و ضد اکسید شدن استفاده می شود.
3) در صنایع داروسازی ، آنیلین در ساخت داروهای سولفانیل آمید و عوامل شیرین کننده سنتتیک مصرف می شود.
4) آنیلین همچنین در صنایع انفجاری از اهمیت خاصی برخوردار است و در ساخت ژلاتین و نیتروتولوئن استفاده می شود.
روش تولید آنیلین
چندین روش ساخت آنیلین وجود دارد که عبارتند از:
1) از نیتروبنزن بوسیله احیاء
2) از کلروبنزن بوسیله آمونولیز
3)از نیتروبنزن بوسیله هیدروژن دارکردن کاتالیستی فاز بخار
تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز
1) رآکتور با همزن
2) سردکننده و جداکننده
3) برج تقطیر
4) سانتریفوژ
5) برج تقطیر خلاء
6) ملزومات فرعی
7) بویلر
استانیلید یا فنیل استامید نرمال یا استانیلین نرمال یک ماده ورقه ای (پرکی شکل) سفید یا کرم رنگ می باشد. این ماده در انواع بی رنگ، کریستالی براق نیز موجود است. از این ماده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می گردد. همچنین استانیلید به عنوان یک ماده میانی در ساخت رنگینه ها نقش حیاتی ایفا می کند.
خصوصیات
1) استانیلید یک پودر سفید رنگ یا کرم رنگ یا به صورت ورقه ای می باشد.
2) وزن مولکولی آن برابر 16/135 می باشد.
3) وزن مخصوص استانیلید 21/1 می باشد.
4) نقطه ذوب آن 2/114 درجه سانتیگراد می باشد.
5) نقطه جوش استانیلید 8/303 درجه سانتیگراد می باشد.
6) در الکل، اتر و بنزن حلالیت دارد.
7) حلالیت آن در آب ناچیز است.
کاربرد و موارد مصرف
استانیلید به گسترده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می شود. مصرف اصلی استانیلید به قرار زیر می باشد.
1) داروئی
2) مواد میانی و ساخت رنگهای نساجی
3) به عنوان تسریع کننده در صنایع لاستیک سازی
4) پایدار کننده پراسید
انواع
1) صنعتی
2) فوق العاده خالص
بررسی جایگاه صنعتی
در حال حاضر بین 8 تا 10 سازنده استانیلید در کشور هندوستان وجود دارد که مجموع ظرفیت آنها بالغ بر 2850 تن می باشد. هر چند تولیدات آنها بالغ بر 21000 تن می باشد ولی میزان تقاضای آن حدود 3200 تن تخمین زده می شود.
روش تولید
دو روش عمده جهت تولید استانیلید وجود دارد.
1) از آنیلین و اسید استیک
فرمول واکنش : (بازده 90 درصد)
2) از آنیلین و انیدرید استیک
فرمول واکنش:
لیست ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز
1) راکتور
2) کندانسور سیستم برگشت
3) ظرف تبلور
4) فیلتر خلاء
5) دستگاه حل کننده مواد
6) فیلتر فشار بخار
7) سانتریفوژ
8) خشک کن سینی
9) بویلر
(10 پمپ ها وسوپاپ ها و لوله کشی مورد نیاز
ويسکومتر استوالد :
ويسکومتر وسيله اي براي سنجيدن ميزان ويسکوزيته مايعات است.براي موادي که ويسکوزيته آنها با جريان يافتن تغيير مي کند از ويسکومتر ويژه اي به نام رئومتر استفاده مي گردد.در حالت کلي در يک ويسکومتر دو حالت وجود دارد:
يا مايع ويسکوز ساکن است و يک شي جانبي در داخل آن(ابزار اندازه گيري ويسکوزيته) حرکت مي کند و يا وسيله اندازه گيري ويسکوزيته ساکن بوده و سيال ويسکوز حرکت مي کند.نيروي کششي که سبب ايجاد حرکت نسبي سيال نسبت به سطح مي شود مي تواند به عنوان عاملي براي اندازه گيري ويسکوزيته به کار گرفته شود.حالت جريان بايد به گونه اي باشد که عدد رينولدز به حدي کوچک باشد که بتوان جريان را آرام فرض نمود.در دماي 20 درجه سلسيوس ويسکوزيته آب 1.002mpa.s است و ويسکوزيته جنبشي آن (نسبت ويسکوزيته با دانسيته) برابر با 1.0038mm2/s است لازم به ذکر است مقادير فوق جهت کاليبراسيون ويسکومتر ها به کار مي رود.
ويسکومتر هاي استاندارد آزمايشگاهي براي مايعات:
اين ويسکومتر ها براي سنجش ويسکوزيته مايعاتي با دانسيته معين به کار مي رود.
ويسکومتر هاي U شکل(U-tube viscometers):
اين نوع ويسکومتر ها بيشتر به افتخار ويليام استوالد(Wilhelm Ostwald) با عنوان ويسکومتر استوالد(Ostwald viscometers)شناخته مي شوند که به ويسکومتر هاي شيشه اي مويين هم مشهوراند.از انواع ديگر مي توان به ويسکومتر هاي آبلهود(Ubbelohde viscometer) اشاره نمود.اين نوع ويسکومتر اساسا از يگ لوله شيشه اي U شکل که بصورت عمودي و در يک حمام کنترل دما قرار دارد تشکيل شده است.در يک سمت اين لوله يک مقطع عمودي با قطر باريک که دقيقا اندازه گيري شده است قرار دارد(يک لوله موئين با قطر مشخص).در بالاي اين قسمت يک منطقه بر آمده قرار دارد و يک بر آمدي ديگر پايين تر از آن در سمت ديگر لوله قرار داده شده است که در هنگام استفاده سيال بوسيله يک مکنده(Suction) از محفظه پاييني به محفظه بالايي کشيده مي شود و سپس اجازه داده مي شود تا از طريق لوله موئين به محفظه پاييني جريان يابد.دو نشانه موجود در بالا و پايين محفظه بالايي حجم مشخصي را نشان مي دهند که زمان مورد نياز تا انتقال سيال بين اين دو نشان با ويسکوزيته جنبشي متناسب است.اکثر واحد هاي تجاري يک فاکتور تبديل براي اين مورد تهيه مي کنند که با يک مايع با مشخصات کاملا معين(مثلا آب مقطر) کاليبره مي شود.
زمان مورد نياز براي انتقال کل سيال مورد آزمايش از محفظه بالايي به پاييني که بين دو شاخص محفظه بالايي قرار گرفته است به دقت اندازه گرفته مي شود با ضرب زمان بدست آمده به ضريب تبديل ويسکومتر ويسکوزيته جنبشي سيال محاسبه مي شود. به دليل تاثير دما در ويسکوزيته سيل اين ويسکومتر ها اغلب در يک دماي ثابت و در داخل يک حمام آب قرار مي گيرند.
اينگونه ويسکومتر ها اغلب بصورت ويسکومتر هايي با جريان مستقيم و يا معکوس رده بندي مي شوند.
ويسکومتر هاي جريان معکوس داراي يک مخزن در قسمت بالاي نشانه ها هستند ولي در ويسکومتر هاي با جريان مستقيم اين مخزن در زير شاخص ها قرار دارد.گونه اي از ويسکومتر ها هم وجود دارند که بصورت ترکيبي از دو ويسکومتر مذکور هستند که براي اندازه گيري ويسکوزيته مواد کدر(مات) يا مواد لکه زا (آلاينده)طراحي شده اند به عبارت ديگر سيال ديواره را آلوده مي کند و شناسايي عبور کل سيال بين دو شاخص و در نتيجه اندازه گيري زمان دقيق را غير ممکن مي سازد ويسکومتر ترکيبي اين اجازه را به اپراتور مي دهد که بجاي اندازه گيري زمان تخليه سيال بين دو شاخص مخزن بالا زمان پر شدن مخزن پاييني را اندازه بگيرد و اين امر تا حد زيادي از خطاي ويسکومتري مي کاهد.
ويسکومتر هاي سقوطي(Falling sphere viscometers):
قانون استوکس(Stokes' law)اساس ويسکومتر هاي سقوطي را تشکيل مي دهد.در صورتي که سيال بصورت استاتيک در داخل يک لوله عمودي شيشه اي قرار دارد اجازه مي دهيم يک شار فلزي کوچک که اندازه و دانسيته آن مشخص است در داخل سيال سقوط کند .اگر شما بتوانيد سرعت سقوط شار( مدت زمان لازم براي عبور شار از ميان دو شاخص) را به درستي ثبت نماييد(براي راحتي کار و دقت بالا مي توان از حسگر هاي الکترونيکي براي اين کار استفاده نمود.).با در دست داشتن سرعت شار،اندازه و دانسيته شار و دانسيته سيال مورد نظر مي توان از قانون استوکس براي محاسبه ويسکوزيته سيال استفاده نمود.يک سري از گلوله هاي فلزي با اندازه ها متفاوت جهت بالا بردن دقت محاسبات بايد به کار گرفته شوند.در آزمايش ها معمولا از گليسيرين به عنوان سيال استفاده مي شود که دانشجويان با استفاده از تکنيک مذکور ويسکوريته آن را محاسبه مي کنند ولي مي توان از انواع روغن ها و يا مواد پليمري براي اين منظور استفاده نمود.
در سال 1851 آقاي جرج گابريل استوکس(George Gabriel Stokes) رابطه اي را براي محاسبه نيروي اصطکاکي(نيروي کششي) بدست آورد که از قرار زير است:
که در اين رابطه داريم:
• F is the frictional force,
• r is the radius of the spherical object,
• η is the fluid viscosity, and
• v is the particle's velocity.
اگر شي مربوطه در داخل يک سيال ويسکوز با نيروي وزن خود سقوط کند و مي توان سرعت سقوط آن را از رابطه زير محاسبه کرد:
که در اين رابطه داريم:
• Vs is the particles' settling velocity (m/s) (vertically downwards if ρp > ρf, upwards if ρp < ρf),
• r is the Stokes radius of the particle (m),
• g is the gravitational acceleration (m/s2),
• ρp is the density of the particles (kg/m3),
• ρf is the density of the fluid (kg/m3), and
• μ is the (dynamic) fluid viscosity (Pa s).
بايد توجه داشت که قانون استوکس با فرض کوچک بودن رينولدز بدست آمده است.
ويسکومتر هاي لرزشي(Vibrational viscometers):
مبناي کار ويسکومتر هاي لرزشي اندازه گيري مقدار کاهش نوسانات الکترومغناطيسي لرزاننده هنگام لرزش در داخل سيال مورد آزمايش است.لرزاننده معمولا بصورت دوراني(بوسيله يک سگدست متصل به يک موتور الکتريکي) يا ارتعاشي(بصورت دياپازوني) کار مي کنند .هر قدر ويسکوزيته سيال بالا باشد به همان ميزان هم ميزان افت لرزش هاي ايجاد شده توسط لرزاننده بيشتر خواهد بود.
ميزان کاهش ارتعاشات لرزاننده مي تواند با يکي از روش هاي زير اندازه گزفته شود:
1. اندازه گيري مقدار انرژي لازم جهت ثابت نگه داشتن دامنه ارتعاشات نوسانگر در يک دامنه ارتعاشي مشخص.در اين روش بايد متذکر شد در سيالاتي با ويسکوزيته بالا انرژي بيشتري جهت ثابت ماندن دامنه ارتعاشي نوسانگر بايد مصرف شود.
2. اندازه گيري زمان لازم جهت توقف کامل نوسانگر بعد از خاموش شدن آن.در اين روش بايد متذکر شد زمان لازم جهت توقف نوسانگر با ويسکوزيته سيال متناسب است و هر اندازه ويسکوزيته بالا باشد مدت زمان لازم جهت توقف نوسانگر نيز کمتر خواهد بود.
3. اندازه گيري فرکانس نوسانگر بصورت تابعي از کنش وارد شده به سيال و واکنش سيال نسبت به آن که در اين روش هم سيالاتي با ويسکوزيته بالا به نسبت تغيير فرکانس بيشتري هنگام تغيير فاز از خود نشان مي دهند.
نتيجه ارائه شده توسط دستگاه هاي سنجش ويسکوزيته با روش ارتعاشي به دليل عدم اندازه گيري تنش سطحي(shear field) جهت اندازه گيري ويسکوزيته سيالاتي که رفتار جرياني آن براي کاربر نامشخص است نمي تواند قابل اطمينان باشد.
ويسکومتر هاي لرزشي براي اندازه گيري ويسکوزيته درطي فرآيندهاي صنعتي به کار مي رود.
در اينگونه ويسکومتر ها سنسور به ميله نوسانگر متصل مي شود .تغييرات دامنه نوسانگر با ويسکوزيته سيالي که بخش لرزاننده ويسکومتر را مي پوشاند متناسب است.اين روش براي اندازه گيري ويسکوزيته سيالات ژلاتيني و سيالاتي با ويسکوزيته بالا (بالاي 1000pa.s) کاربرد دارد.در حال حاظر به دليل کارايي بالاي اين ويسکومتر ها صنايع توجه خود را معطوف استفاده بهينه از اينگونه ويسکومتر ها نموده و سعي در افزايش دقت و کارآيي اين نوع دارند.
اين دسته از ويسکومتر ها بسيار مستحکم بوده و تمام اجزاي آن از مقاومت بالايي برخوردار هستند و تنها قسمت حساس آنها حسگر کوچک تعبيه شده در بخش لرزاننده است به همين دليل مي توان ويسکوزيته انواع مواد مختلف بخصوص سيالات اسيدي را با اين نوع اندازه گرفت به شرط آنکه :يا سيال را در داخل يک پوشش خاص قرار داد و يا حسگر را از مواد مقاوم در برابر اسيد ساخت که مي توان به 316L, SUS316, Hastelloy, or enamel اشاره کرد.
ويسکومتر هاي دوراني(Rotation viscometers):
اينگونه ويسکومتر ها بر ايده اندازه گيري مقدار گشتاور لازم جهت به چرخش در آوردن يک جسم خارجي در داخل سيال استوار هستند که مي تواند راهي براي اندازه گيري ويسکوزيته سيال باشد.
به عنوان مثال ويسکومتر هاي بروکفيلد(Brookfield-type)بر مبناي اندازه گيري مقدار گشتاور لازم جهت چرخش يک ديسک با سرعتي مشخص در داخل سيال کار مي کنند.
در ويسکومتر هايCup and bob مقدار معيني سيال در داخل مخزن مخصوصي ريخته مي شود و گشتاور لازم جهت چرخش يک ديسک در داخل سيال با يک سرعت مشخص به دقت اندازه گيري شده و گراف هاي آن رسم مي شوند.
در کل دو نوع مشخص از اين نوع ويسکومتر ها مورد استفاده قرار مي گيرد که با نام هاي تجاري"Couetteو "Searle"شناخته مي شوند که اختلاف آنها در چرخش فنجاني و شاغولي است.دوران فنجاني در بسياري از موارد بر دوران شاغولي ارجحيت دارد زيرا در اين روش امکان کنترل جريان هاي گردابي بهتر صورت مي گيرد.اما در اين متد ثابت نگه داشتن دماي سيال تا حدي دشوار است.
ويسکومتر هاي استابينگر(Stabinger viscometer):
با تغيير ويسکومتر هاي نوع چرخشي(Couette rotational viscometer)و ساخت اين نوع ويسکومتر ها به دقت بسيار بالايي در اندازه گيري ويسکوزيته جنبشي سيال مي توان دست يافت.سيلندر داخلي ويسکومتر هاي استابينگر(Stabinger Viscometer) گود تر و نسبت به ويسکومتر هاي نوع قبلي سبکتر طراحي شده اند به همين دليل به آساني در داخل نمونه شناور مي گردند و به دليل نيروي گريز از مرکز دقيقا در بخش مرکزي قرار مي گيرند.اندازه گيري سرعت و گشتاور در اين نوع با اندازه گيري چرخش ميدان مغناطيسي و حرکات گردابي و بدون هيچگونه تماس مستقيمي صورت مي گيرد.که اين امر دقت فوق العاده 50pN.m و دامنه وسيع سنجش0.2 to 20,000 mPa•s را براي اين نمونه امکان پذير نموده است.
قابل ذکر است که اين نوع ويسکومتر براي اولين بار توسط Anton Paar GmbH در سال 2000 معرفي گرديد که اين ويسکومتر به افتخار دکتر استابينگر(Dr. Hans Stabinger.)به اين نام ناميده شد.
References
• ASTM Inteational (ASTM D7042)
• http://www.pra.org.uk/viscosityoils/notes-units.htm
Retrieved from "http://en.wikipedia.org/wiki/Viscometer"
تقطیر ، جداسازی مواد اجزای سازنده یک محلول با روش تبخیر و تراکم است.
اطلاعات اولیه
روش جداسازی مواد اجزای سازنده یک محلول گوناگونند. یکی از این روشها فرآیند تقطیر است که خود روشهای مختلفی دارد و از جمله کاربردهای مهم آن در پالایش نفت و جداسازی اجزای آن است.
انواع تقطیر
• 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.
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
تقطیریک 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.
درصنعت 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.
تقطیر
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.
سایت رشته صنایع شیمیایی...تئوری آزمایش :
مایع ، درون یک ظرف ، شکل ظرف را به خود می‌گیرد. این توانایی حرکت یا جریان یافتن یکی از ویژگی‌های بسیار مهم مایعات است. وسیکوزیته ( گرانروی ) ، اندازه مقاومت مایعات در برابر جریان یافتن است. در این آزمایش ، با استفاده از گرانروی مایعات خانگی، یک وسیکومتر خواهیم ساخت. وسیکومتر ، وسیله ای است که سرعت جریان مایعات را اندازه‌گیری می‌کند. با استفاده از سرعت جریان ، شاخص گرانروی را اندازه می‌گیریم که از نسبت گرانروی مایع مورد نظر به گرانروی آب بدست می‌آید .
نتایج :
میانگین سرعت جریان آب در آزمایشی که مولف انجام داد، برابر 39,3 ثانیه بود. باید توجه داشت که سرعت جریان متغیر است و به نوع ظرف مورد استفاده بستگی دارد .
چرا؟
مدت زمانی که طول می کشد تا مایع از ظرف به سمت بیرون جریان یابد، به گرانروی مایع بستگی دارد. گرانروی یک مایع ، مقاومت آن مایع در برابر جریان یافتن است که علت آن هم اصطکاک بین مولکولهای مایع است. گرانروی هر مایع ، به ساختارهای مولکولهای مایع بستگی دارد. اگر مولکولها کوچک باشند و مانند آب ساختار ساده ای داشته باشند، بسرعت روی هم می‌لغزند، اما اگر مولکولها بزرگ و در هم پیچیده باشند، مثل روغن به‌آرامی روی هم حرکت می‌کنند.
مایعی که مولکولهای آن به‌سرعت روی هم می‌لغزند، دارای گرانروی کم و مایعی که مولکولهای آن به‌آرامی روی هم می‌لغزند، دارای گرانروی بالا هستند.
گرانروي (viscosity) :
ويسكوزيته (viscosity) يا گرانروي، اصطكاك دروني يك سيال است كه در مقابل جريان يافتن آن سيال مقاومت مي كند. گرانروي پارامتر مهمي است كه براي پيش بيني جريان سيال در مخزن و در سطح نياز است. گرانروي نفت به دانسيته يا تعداد اتم هاي كربن و همچنين به گازهاي حل شده در آن بستگي دارد. هر چه تعداد اتم هاي كربن نفت زيادتر شود، گرانروي آن بالاتر مي رود و هر چه ميزان گاز حل شده در نفت بيشتر شود گرانروي آن كمتر مي شود. گرانروي نفت، دامنه بسيار وسيعي دارد و به طورمعمول بين 2/0 تا 50 سانتي پوآز است. بعضي از نفت هاي خام با گرانروي بسيار بالا قادر نيستند كه در خطوط لوله پمپاژ شوند (مثل نفت خام Boscan در ونزوئلا ).
نفت خام در سطح زمين گرانروي بالاتري نسبت به وقتي كه در زير زمين است ، نشان مي دهد. برخلاف گازها، گرانروي مايع با افزايش حرارت، كاهش مي يابد به صورتي كه مولكول ها بيشتر به صورت مجزا حرکت مي كنند و اصطكاك دروني شان كاهش مي يابد . مانند گازها، گرانروي نفت با افزايش فشار تا رسيدن به نقطه جوش، افزايش مي يابد. زير نقطه جوش، موقعي كه گاز محلول آزاد مي شود، گرانروي نفت افزايش مي يابد چون گاز از نفت جدا مي شود.
نقطه ريزش (pour point) :
نقطه ريزش يك راهنماي خوب براي تعيين گرانروي است. نقطه ريزش يك نفت كمترين دمايي است كه نفت مي تواند تحت شرايط استاندارد جريان پيدا كند. نقطه ريزش براي نفت خام با محتويات واكسي پارافينيك بالا در حدود C °40 است. نقطه ريزش براي نفت هاي سبك خاورميانه و آفريقا به C °26- هم مي رسد كه پمپاژ آن را حتي در شرايط سرد قطبي نيز امكان پذير مي كند.
نفت هاي خام با نقطه ريزش بالا به علت محتوي واكس زياد ظاهري درخشنده دارند. اين نوع نفت ها ممكن است محتواي واكس خود را در طي مهاجرت رسوب دهند و به تدريج سبك تر شوند.
چگالي (Density) :
چگالي نفت در سطح، به وسيله قرار دادن نمونه در يك تنگ استوانه اي با استفاده از يك هيدرومتر اندازه گرفته مي شود. چگالي نفت در واحد API كه به وسيله مؤسسه نفت امريكا (American petroleum institute) تعريف شده بيان مي گردد:
141.5
API ° = 131.5
Specific Gravity at 60° F
API نمونه نفت هام تحت تأثير درجه حرارت است، چون انبساط حرارتي مايعات هيدروكربني، به خصوص براي بيشتر نفت هاي فرار مهم مي باشد. بنابراين ثبت درجه حرارت در نمونه اي كه اندازه گرفته مي شود، مهم است.
اين نكته قابل توجه است كه درجه API نسبت معكوس با چگالي دارد. نفت هاي سبك درجه API بالا تا حدود 40 را دارند كه معادل با وزن مخصوص 83/0 است، در حالي كه نفت هاي سنگين داراي API پايين مي باشند .
معمولاً نفت هاي سنگين، نفت هايي مي باشند كه داراي API كمتر از 25 هستند كه معادل با وزن مخصوص 9/0 است. وقتي كه درجه API نفت به 10 درجه برسد، داراي وزن مخصوص يك است كه همان چگالي آب شيرين مي باشد. بنابراين نفت سنگين تر از 10 درجه برسد، داراي وزن مخصوص يك است كه همان چگالي آب شيرين مي باشد. بنابراين نفت سنگين تر از 10 درجه API، چگالتر از آب است، هر چند كه اغلب نفت ها از آب سبك ترند.
انواع آنیلین
1) تجاری
2) خالص شیمیایی
کاربرد و مصارف
1) بطور وسیع در ساخت رنگهای نساجی و مواد میانی رنگهای نساجی استفاده می شود.
2) در صنایع لاستیک سازی ، از مشتقات آنیلین به عنوان تسریع کننده و تقویت و استحکام لاستیک و ضد اکسید شدن استفاده می شود.
3) در صنایع داروسازی ، آنیلین در ساخت داروهای سولفانیل آمید و عوامل شیرین کننده سنتتیک مصرف می شود.
4) آنیلین همچنین در صنایع انفجاری از اهمیت خاصی برخوردار است و در ساخت ژلاتین و نیتروتولوئن استفاده می شود.
روش تولید آنیلین
چندین روش ساخت آنیلین وجود دارد که عبارتند از:
1) از نیتروبنزن بوسیله احیاء
2) از کلروبنزن بوسیله آمونولیز
3)از نیتروبنزن بوسیله هیدروژن دارکردن کاتالیستی فاز بخار
تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز
1) رآکتور با همزن
2) سردکننده و جداکننده
3) برج تقطیر
4) سانتریفوژ
5) برج تقطیر خلاء
6) ملزومات فرعی
7) بویلر
استانیلید یا فنیل استامید نرمال یا استانیلین نرمال یک ماده ورقه ای (پرکی شکل) سفید یا کرم رنگ می باشد. این ماده در انواع بی رنگ، کریستالی براق نیز موجود است. از این ماده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می گردد. همچنین استانیلید به عنوان یک ماده میانی در ساخت رنگینه ها نقش حیاتی ایفا می کند.
خصوصیات
1) استانیلید یک پودر سفید رنگ یا کرم رنگ یا به صورت ورقه ای می باشد.
2) وزن مولکولی آن برابر 16/135 می باشد.
3) وزن مخصوص استانیلید 21/1 می باشد.
4) نقطه ذوب آن 2/114 درجه سانتیگراد می باشد.
5) نقطه جوش استانیلید 8/303 درجه سانتیگراد می باشد.
6) در الکل، اتر و بنزن حلالیت دارد.
7) حلالیت آن در آب ناچیز است.
کاربرد و موارد مصرف
استانیلید به گسترده به عنوان تب بر و ضد درد استفاده می شود. مصرف اصلی استانیلید به قرار زیر می باشد.
1) داروئی
2) مواد میانی و ساخت رنگهای نساجی
3) به عنوان تسریع کننده در صنایع لاستیک سازی
4) پایدار کننده پراسید
انواع
1) صنعتی
2) فوق العاده خالص
بررسی جایگاه صنعتی
در حال حاضر بین 8 تا 10 سازنده استانیلید در کشور هندوستان وجود دارد که مجموع ظرفیت آنها بالغ بر 2850 تن می باشد. هر چند تولیدات آنها بالغ بر 21000 تن می باشد ولی میزان تقاضای آن حدود 3200 تن تخمین زده می شود.
روش تولید
دو روش عمده جهت تولید استانیلید وجود دارد.
1) از آنیلین و اسید استیک
فرمول واکنش : (بازده 90 درصد)
C6H5 NH2 + CH3 COOH à C6H5 NHCOCH3 + H2O
آب استانیلید اسید استیک آنیلین2) از آنیلین و انیدرید استیک
فرمول واکنش:
2C6H5 NH2 + (CH3 CO)2 O à 2C6H5 NHCOCH3 + H2O
آب استانیلید انیدرید استیک آنیلینلیست ماشین آلات و تجهیزات مورد نیاز
1) راکتور
2) کندانسور سیستم برگشت
3) ظرف تبلور
4) فیلتر خلاء
5) دستگاه حل کننده مواد
6) فیلتر فشار بخار
7) سانتریفوژ
8) خشک کن سینی
9) بویلر
(10 پمپ ها وسوپاپ ها و لوله کشی مورد نیاز
ويسکومتر استوالد :
ويسکومتر وسيله اي براي سنجيدن ميزان ويسکوزيته مايعات است.براي موادي که ويسکوزيته آنها با جريان يافتن تغيير مي کند از ويسکومتر ويژه اي به نام رئومتر استفاده مي گردد.در حالت کلي در يک ويسکومتر دو حالت وجود دارد:
يا مايع ويسکوز ساکن است و يک شي جانبي در داخل آن(ابزار اندازه گيري ويسکوزيته) حرکت مي کند و يا وسيله اندازه گيري ويسکوزيته ساکن بوده و سيال ويسکوز حرکت مي کند.نيروي کششي که سبب ايجاد حرکت نسبي سيال نسبت به سطح مي شود مي تواند به عنوان عاملي براي اندازه گيري ويسکوزيته به کار گرفته شود.حالت جريان بايد به گونه اي باشد که عدد رينولدز به حدي کوچک باشد که بتوان جريان را آرام فرض نمود.در دماي 20 درجه سلسيوس ويسکوزيته آب 1.002mpa.s است و ويسکوزيته جنبشي آن (نسبت ويسکوزيته با دانسيته) برابر با 1.0038mm2/s است لازم به ذکر است مقادير فوق جهت کاليبراسيون ويسکومتر ها به کار مي رود.
ويسکومتر هاي استاندارد آزمايشگاهي براي مايعات:
اين ويسکومتر ها براي سنجش ويسکوزيته مايعاتي با دانسيته معين به کار مي رود.
ويسکومتر هاي U شکل(U-tube viscometers):
اين نوع ويسکومتر ها بيشتر به افتخار ويليام استوالد(Wilhelm Ostwald) با عنوان ويسکومتر استوالد(Ostwald viscometers)شناخته مي شوند که به ويسکومتر هاي شيشه اي مويين هم مشهوراند.از انواع ديگر مي توان به ويسکومتر هاي آبلهود(Ubbelohde viscometer) اشاره نمود.اين نوع ويسکومتر اساسا از يگ لوله شيشه اي U شکل که بصورت عمودي و در يک حمام کنترل دما قرار دارد تشکيل شده است.در يک سمت اين لوله يک مقطع عمودي با قطر باريک که دقيقا اندازه گيري شده است قرار دارد(يک لوله موئين با قطر مشخص).در بالاي اين قسمت يک منطقه بر آمده قرار دارد و يک بر آمدي ديگر پايين تر از آن در سمت ديگر لوله قرار داده شده است که در هنگام استفاده سيال بوسيله يک مکنده(Suction) از محفظه پاييني به محفظه بالايي کشيده مي شود و سپس اجازه داده مي شود تا از طريق لوله موئين به محفظه پاييني جريان يابد.دو نشانه موجود در بالا و پايين محفظه بالايي حجم مشخصي را نشان مي دهند که زمان مورد نياز تا انتقال سيال بين اين دو نشان با ويسکوزيته جنبشي متناسب است.اکثر واحد هاي تجاري يک فاکتور تبديل براي اين مورد تهيه مي کنند که با يک مايع با مشخصات کاملا معين(مثلا آب مقطر) کاليبره مي شود.
زمان مورد نياز براي انتقال کل سيال مورد آزمايش از محفظه بالايي به پاييني که بين دو شاخص محفظه بالايي قرار گرفته است به دقت اندازه گرفته مي شود با ضرب زمان بدست آمده به ضريب تبديل ويسکومتر ويسکوزيته جنبشي سيال محاسبه مي شود. به دليل تاثير دما در ويسکوزيته سيل اين ويسکومتر ها اغلب در يک دماي ثابت و در داخل يک حمام آب قرار مي گيرند.
اينگونه ويسکومتر ها اغلب بصورت ويسکومتر هايي با جريان مستقيم و يا معکوس رده بندي مي شوند.
ويسکومتر هاي جريان معکوس داراي يک مخزن در قسمت بالاي نشانه ها هستند ولي در ويسکومتر هاي با جريان مستقيم اين مخزن در زير شاخص ها قرار دارد.گونه اي از ويسکومتر ها هم وجود دارند که بصورت ترکيبي از دو ويسکومتر مذکور هستند که براي اندازه گيري ويسکوزيته مواد کدر(مات) يا مواد لکه زا (آلاينده)طراحي شده اند به عبارت ديگر سيال ديواره را آلوده مي کند و شناسايي عبور کل سيال بين دو شاخص و در نتيجه اندازه گيري زمان دقيق را غير ممکن مي سازد ويسکومتر ترکيبي اين اجازه را به اپراتور مي دهد که بجاي اندازه گيري زمان تخليه سيال بين دو شاخص مخزن بالا زمان پر شدن مخزن پاييني را اندازه بگيرد و اين امر تا حد زيادي از خطاي ويسکومتري مي کاهد.
ويسکومتر هاي سقوطي(Falling sphere viscometers):
قانون استوکس(Stokes' law)اساس ويسکومتر هاي سقوطي را تشکيل مي دهد.در صورتي که سيال بصورت استاتيک در داخل يک لوله عمودي شيشه اي قرار دارد اجازه مي دهيم يک شار فلزي کوچک که اندازه و دانسيته آن مشخص است در داخل سيال سقوط کند .اگر شما بتوانيد سرعت سقوط شار( مدت زمان لازم براي عبور شار از ميان دو شاخص) را به درستي ثبت نماييد(براي راحتي کار و دقت بالا مي توان از حسگر هاي الکترونيکي براي اين کار استفاده نمود.).با در دست داشتن سرعت شار،اندازه و دانسيته شار و دانسيته سيال مورد نظر مي توان از قانون استوکس براي محاسبه ويسکوزيته سيال استفاده نمود.يک سري از گلوله هاي فلزي با اندازه ها متفاوت جهت بالا بردن دقت محاسبات بايد به کار گرفته شوند.در آزمايش ها معمولا از گليسيرين به عنوان سيال استفاده مي شود که دانشجويان با استفاده از تکنيک مذکور ويسکوريته آن را محاسبه مي کنند ولي مي توان از انواع روغن ها و يا مواد پليمري براي اين منظور استفاده نمود.
در سال 1851 آقاي جرج گابريل استوکس(George Gabriel Stokes) رابطه اي را براي محاسبه نيروي اصطکاکي(نيروي کششي) بدست آورد که از قرار زير است:
که در اين رابطه داريم:
• F is the frictional force,
• r is the radius of the spherical object,
• η is the fluid viscosity, and
• v is the particle's velocity.
اگر شي مربوطه در داخل يک سيال ويسکوز با نيروي وزن خود سقوط کند و مي توان سرعت سقوط آن را از رابطه زير محاسبه کرد:
که در اين رابطه داريم:
• Vs is the particles' settling velocity (m/s) (vertically downwards if ρp > ρf, upwards if ρp < ρf),
• r is the Stokes radius of the particle (m),
• g is the gravitational acceleration (m/s2),
• ρp is the density of the particles (kg/m3),
• ρf is the density of the fluid (kg/m3), and
• μ is the (dynamic) fluid viscosity (Pa s).
بايد توجه داشت که قانون استوکس با فرض کوچک بودن رينولدز بدست آمده است.
ويسکومتر هاي لرزشي(Vibrational viscometers):
مبناي کار ويسکومتر هاي لرزشي اندازه گيري مقدار کاهش نوسانات الکترومغناطيسي لرزاننده هنگام لرزش در داخل سيال مورد آزمايش است.لرزاننده معمولا بصورت دوراني(بوسيله يک سگدست متصل به يک موتور الکتريکي) يا ارتعاشي(بصورت دياپازوني) کار مي کنند .هر قدر ويسکوزيته سيال بالا باشد به همان ميزان هم ميزان افت لرزش هاي ايجاد شده توسط لرزاننده بيشتر خواهد بود.
ميزان کاهش ارتعاشات لرزاننده مي تواند با يکي از روش هاي زير اندازه گزفته شود:
1. اندازه گيري مقدار انرژي لازم جهت ثابت نگه داشتن دامنه ارتعاشات نوسانگر در يک دامنه ارتعاشي مشخص.در اين روش بايد متذکر شد در سيالاتي با ويسکوزيته بالا انرژي بيشتري جهت ثابت ماندن دامنه ارتعاشي نوسانگر بايد مصرف شود.
2. اندازه گيري زمان لازم جهت توقف کامل نوسانگر بعد از خاموش شدن آن.در اين روش بايد متذکر شد زمان لازم جهت توقف نوسانگر با ويسکوزيته سيال متناسب است و هر اندازه ويسکوزيته بالا باشد مدت زمان لازم جهت توقف نوسانگر نيز کمتر خواهد بود.
3. اندازه گيري فرکانس نوسانگر بصورت تابعي از کنش وارد شده به سيال و واکنش سيال نسبت به آن که در اين روش هم سيالاتي با ويسکوزيته بالا به نسبت تغيير فرکانس بيشتري هنگام تغيير فاز از خود نشان مي دهند.
نتيجه ارائه شده توسط دستگاه هاي سنجش ويسکوزيته با روش ارتعاشي به دليل عدم اندازه گيري تنش سطحي(shear field) جهت اندازه گيري ويسکوزيته سيالاتي که رفتار جرياني آن براي کاربر نامشخص است نمي تواند قابل اطمينان باشد.
ويسکومتر هاي لرزشي براي اندازه گيري ويسکوزيته درطي فرآيندهاي صنعتي به کار مي رود.
در اينگونه ويسکومتر ها سنسور به ميله نوسانگر متصل مي شود .تغييرات دامنه نوسانگر با ويسکوزيته سيالي که بخش لرزاننده ويسکومتر را مي پوشاند متناسب است.اين روش براي اندازه گيري ويسکوزيته سيالات ژلاتيني و سيالاتي با ويسکوزيته بالا (بالاي 1000pa.s) کاربرد دارد.در حال حاظر به دليل کارايي بالاي اين ويسکومتر ها صنايع توجه خود را معطوف استفاده بهينه از اينگونه ويسکومتر ها نموده و سعي در افزايش دقت و کارآيي اين نوع دارند.
اين دسته از ويسکومتر ها بسيار مستحکم بوده و تمام اجزاي آن از مقاومت بالايي برخوردار هستند و تنها قسمت حساس آنها حسگر کوچک تعبيه شده در بخش لرزاننده است به همين دليل مي توان ويسکوزيته انواع مواد مختلف بخصوص سيالات اسيدي را با اين نوع اندازه گرفت به شرط آنکه :يا سيال را در داخل يک پوشش خاص قرار داد و يا حسگر را از مواد مقاوم در برابر اسيد ساخت که مي توان به 316L, SUS316, Hastelloy, or enamel اشاره کرد.
ويسکومتر هاي دوراني(Rotation viscometers):
اينگونه ويسکومتر ها بر ايده اندازه گيري مقدار گشتاور لازم جهت به چرخش در آوردن يک جسم خارجي در داخل سيال استوار هستند که مي تواند راهي براي اندازه گيري ويسکوزيته سيال باشد.
به عنوان مثال ويسکومتر هاي بروکفيلد(Brookfield-type)بر مبناي اندازه گيري مقدار گشتاور لازم جهت چرخش يک ديسک با سرعتي مشخص در داخل سيال کار مي کنند.
در ويسکومتر هايCup and bob مقدار معيني سيال در داخل مخزن مخصوصي ريخته مي شود و گشتاور لازم جهت چرخش يک ديسک در داخل سيال با يک سرعت مشخص به دقت اندازه گيري شده و گراف هاي آن رسم مي شوند.
در کل دو نوع مشخص از اين نوع ويسکومتر ها مورد استفاده قرار مي گيرد که با نام هاي تجاري"Couetteو "Searle"شناخته مي شوند که اختلاف آنها در چرخش فنجاني و شاغولي است.دوران فنجاني در بسياري از موارد بر دوران شاغولي ارجحيت دارد زيرا در اين روش امکان کنترل جريان هاي گردابي بهتر صورت مي گيرد.اما در اين متد ثابت نگه داشتن دماي سيال تا حدي دشوار است.
ويسکومتر هاي استابينگر(Stabinger viscometer):
با تغيير ويسکومتر هاي نوع چرخشي(Couette rotational viscometer)و ساخت اين نوع ويسکومتر ها به دقت بسيار بالايي در اندازه گيري ويسکوزيته جنبشي سيال مي توان دست يافت.سيلندر داخلي ويسکومتر هاي استابينگر(Stabinger Viscometer) گود تر و نسبت به ويسکومتر هاي نوع قبلي سبکتر طراحي شده اند به همين دليل به آساني در داخل نمونه شناور مي گردند و به دليل نيروي گريز از مرکز دقيقا در بخش مرکزي قرار مي گيرند.اندازه گيري سرعت و گشتاور در اين نوع با اندازه گيري چرخش ميدان مغناطيسي و حرکات گردابي و بدون هيچگونه تماس مستقيمي صورت مي گيرد.که اين امر دقت فوق العاده 50pN.m و دامنه وسيع سنجش0.2 to 20,000 mPa•s را براي اين نمونه امکان پذير نموده است.
قابل ذکر است که اين نوع ويسکومتر براي اولين بار توسط Anton Paar GmbH در سال 2000 معرفي گرديد که اين ويسکومتر به افتخار دکتر استابينگر(Dr. Hans Stabinger.)به اين نام ناميده شد.
References
• British Standards Institute BS ISO/TR 3666:1998 Viscosity of water
• British Standards Institute BS 188:1977 Methods for Determination of the viscosity of liquids • ASTM Inteational (ASTM D7042)
• http://www.pra.org.uk/viscosityoils/notes-units.htm
Retrieved from "http://en.wikipedia.org/wiki/Viscometer"
تقطیر ، جداسازی مواد اجزای سازنده یک محلول با روش تبخیر و تراکم است.
اطلاعات اولیه
روش جداسازی مواد اجزای سازنده یک محلول گوناگونند. یکی از این روشها فرآیند تقطیر است که خود روشهای مختلفی دارد و از جمله کاربردهای مهم آن در پالایش نفت و جداسازی اجزای آن است.
انواع تقطیر
• 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.
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
تقطیریک 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.
درصنعت 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.
تقطیر
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.
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
ما را در سایت سایت رشته صنایع شیمیایی دنبال می کنید
برچسب : نویسنده : علیرضا فرزادنیا chemis بازدید : 3841
آرشیو مطالب
- اسفند 1386
- مهر 1386
- آبان 1386
- دی 1387
- بهمن 1387
- اسفند 1387
- فروردين 1387
- خرداد 1387
- مهر 1387
- آبان 1387
- آذر 1387
- بهمن 1388
- اسفند 1388
- فروردين 1388
- ارديبهشت 1388
- خرداد 1388
- تير 1388
- شهريور 1388
- آبان 1388
- بهمن 1389
- اسفند 1389
- فروردين 1389
- ارديبهشت 1389
- خرداد 1389
- تير 1389
- شهريور 1389
- مهر 1389
- آبان 1389
- دی 1390
- بهمن 1390
- اسفند 1390
- فروردين 1390
- ارديبهشت 1390
- خرداد 1390
- مرداد 1390
- شهريور 1390
- مهر 1390
- آبان 1390
- آذر 1390
- دی 1391
- بهمن 1391
- اسفند 1391
- فروردين 1391
- ارديبهشت 1391
- تير 1391
- مرداد 1391
- شهريور 1391
- مهر 1391
- آبان 1391
- آذر 1391
- بهمن 1392
- اسفند 1392
- فروردين 1392
- تير 1392
- مرداد 1392
- شهريور 1392
- آبان 1392
لینک دوستان
- کرم سفید کننده وا
- دانلود آهنگ جدید
- خرید گوشی
- فرش کاشان
- بازار اجتماعی رایج
- خرید لایسنس نود 32
- هاست ایمیل
- خرید بانه
- خرید بک لینک
- کلاه کاسکت
- موزیک باران
- دانلود آهنگ جدید
- ازن ژنراتور
- نمایندگی شیائومی مشهد
- مشاوره حقوقی تلفنی با وکیل
- کرم سفید کننده واژن
- اگهی استخدام کارپ
- دانلود فیلم
- آرشیو مطالب
- فرش مسجد
- دعا
- لیزر موهای زائد
- رنگ مو
- شارژ
نظر سنجی
سایت صنایع شیمیایی...