واحدهای بالادست

واحدهای بنیادی

واحدهای واسطه ای

واحدهای نهایی

واحدهای پایین دست

واحدهای بنیادی، واسطه ای و نهایی در داخل مجتمع های پتروشیمی قرار دارند. خوراک این مجتمع ها را واحدهای بالادست تامین می کنند و محصول نهایی آن ها را واحدهای پایین دست مصرف می نمایند. واحدهای بالادست، به واحدهایی گفته می شود که توسط آن ها خوراک واحدهای بنیادی(به عبارت دیگر ماده اولیه مجتمع های پتروشیمی) تهیه می شود. پالایشگاه های که در آنها نفتا، گازهای سبک و گاز مایع به عنوان خوراک پتروشیمی تهیه می شود و پالایشگاه های گاز که گاز طبیعی را تصفیه می کنند، در صنایع پتروشیمی به عنوان واحدهای بالادست شناخته می شوند.

واحدهای بنیادی اولین دستگاه هایی هستند که در مجتمع های پتروشیمی دیده می شوند. بر حسب پیچیدگی این مجتمع ها و تنوع محصولات آنها ممکن است یک یا چند واحد بنیادی در یک مجتمع ساخته شود. برای مثال، واحد تولید گاز سنتز یک واحد بنیادی است. در این واحد، مانند دستگاه هیدروژن سازی پالایشگاه، گاز متان به همراه بخار آب در واکنش تبدیل به کمک بخار آب شرکت می کند با این تفاوت که در اینجا سعی بر ممانعت از تولید CO₂و تهیه مخلوط CO و H₂ (گاز سنتز) می باشد.

CH₄ + H₂O à 3H₂ + CO

روش دیگری جهت تهیه گاز سنتز، که به دلیل شرایط سخت عملیاتی کم تر مورد توجه است، اکسایش جزیی متان نام دارد. این واکنش در دمای 1300 تا 1500 درجه سلسیوس و فشار 14 تا 140 اتمسفر و بدون حضور کاتالیزگر انجام می شود:

2CH₄ + O₂ à 2CO + 4H₂

واحدهایی نظیر تولید الفین ها، دی الفین ها، آروماتیک ها، آمونیاک، نیتریک اسید و کلر نیز از نوع واحدهای بنیادی محسوب می شوند.

واحدهای واسطه ای به دستگاه هایی گفته می شود که از نظر خط تولید و بر حسب ضرورت در میان واحدهای بنیادی و واحدهای نهایی قرار گرفته باشند و بر حسب مورد، ممکن است که یک یا چند واحد واسطه ای در خط تولید یک محصول وجود داشته باشد. واحد تولید متانول که خوراک آن گاز سنتز می باشد، از این نوع است. واکنش انجام شده در این واحد به شرح زیر است:

2H₂ + CO à CH₃OH

این واکنش در دمای 250 تا 260 درجه سلسیوس و فشار 50 تا 80 اتمسفر انجام می شود. کاتالیزگر مورد استفاده، مس به همراه مقدار کمی روی می باشد. واحدهای تولید استیلن، اتیلن دی کلرید و وینیل کلرید، اکسید اتیلن، استالدئید و اتانول نمونه هایی از واحدهای واسطه ای هستند.

واحدهای نهایی دستگاه هایی هستند که در آنها فراورده های نهایی مجتمع های پتروشیمی تولید و به بازار عرضه می شود. واحد تولید فرمالدئید از این نوع است. تهیه فرمالدئید از متانول در واکنش های زیر خلاصه می شود:

CH₃OH à CH₂O + H₂

2H₂ + O₂ à 2H₂O

شرایط عمومی این فرآیند عبارت است از:

دما: 400 تا 425 درجه سلسیوس

فشار: اتمسفر

کاتالیزگر: Fe(MoO₂)

واحدهای تولید پلی اتیلن سبک و سنگین، پلی پروپیلن، پی وی سی و پلی استرها از این نوع می باشند.

واحدهای پایین دست به واحدهایی گفته می شود که بیش تر در خارج از مجتمع های پتروشیمی واقع اند و محصولات نهایی مجتمع های پتروشیمی را به محصولات مصرفی تبدیل می کنند. استفاده از فرمالدئید در صنایع چسب، پلی اتیلن سبک و سنگین و پی وی سی در ساخت لوله و اتصالات و دیگر مواد پلاستیکی نمونه هایی از تولیدات واحدهای مصرفی است.

منبع» فرآیندهای شیمیایی- رشته صنایع شیمیایی- شاخه فنی و حرفه ای

به طور کلی پمپ به دستگاهی گفته می شود که انرژی مکانیکی را از یک منبع خارجی می گیرد و به سیالی که از آن عبور می کند می دهد. در نتیجه انرژی سیال بعد از خروج از پمپ افزایش می یابد. از این وسیله برای انتقال سیال به یک ارتفاع معین و یا حرکت سیال در مدارهای مختلف هیدرولیکی و سیستم های لوله کشی و به طور کلی انتقال سیال از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می شود.

در انتخاب نوع پمپ و طراحی آن، مشخصات هیدرولیک سیستم، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سیال نظیر گرانروی، وزن مخصوص، درجه حرارت، خورندگی و همچنین وجود اجسام ناخالص و گازهای همراه با سیال و سرانجام مقدار حجم عبوری سیال از پمپ در واحد زمان، مد نظر قرار می گیرد.

- متدوال ترین نحوه تقسیم بندی پمپ ها بر مبنای نحوه انتقال انرژی به سیال است. در این روش پمپ ها به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

1) پمپ های دینامیکی (Dynamic Pumps):

پمپ هایی که انتقال انرژی از آن ها به سیال به طور دائمی انجام می شود را پمپ های دینامیکی می گویند. پمپ های گریز از مرکز از انواع پمپ های دینامیکی می باشند.

2) پمپ های جابه جایی ((Displacement Pumps:

پمپ هایی که انتقال انرژی از آن ها به سیال به صورت متناوب صورت می گیرد را پمپ های جابه جایی می نامند. پمپ های پیستونی (رفت و برگشتی) از انواع پمپ های جابه جایی هستند.

« پمپ های گریز از مرکز ((Centrifugal Pumps »

متداول ترین نوع پمپ ها در صنعت نوع گریز از مرکز است زیرا:

پمپ های گریز از مرکز در بین انواع پمپ ها به علت شکل ساده ساختمانی، نسبت پایین حجم به توان مصرفی و تنوع فراوان موارد مصرف در مقایسه با سایر پمپ ها از اهمیت بیشتری برخوردار می باشند:

هر پمپ گریز از مرکز دارای بخش های زیر می باشند:

1) لوله ورودی یا قسمت مکش ((Suction

2) لوله خروجی یا قسمت رانش ((Discharge

3) پوسته لوله ((Shell

4) چرخ یا پروانه پمپ ((Impeller

« تقسیم بندی پمپ های گریز از مرکز »

متداول ترین روش تقسیم بندی از دیدگاه طراحی و عملی، تقسیم بندی براساس مسیر حرکت سیال در پروانه است. از این نظر پمپ های گریز از مرکز به سه دسته اصلی تقسیم می شوند:

1) پمپ های گریز از مرکز با جریان شعاعی ((Radial Flow

2) پمپ های گریز از مرکز با جریان محوری ((Axial Flow

3) پمپ های گریز از مرکز با جریان مختلط ((Mixed Flow

در نوع اول، سیال موازی محور وارد پروانه پمپ و عمود بر آن از پروانه خارج می شود از این پمپ ها برای ایجاد فشارهای بالا در دبی های کم استفاده می شود.

در نوع دوم، سیال موازی با محور وارد پروانه شده و موازی با آن نیز خارج می شود. از این پمپ برای تولید دبی های زیاد و ارتفاع های کم (ارتفاعی که پمپ به سیال می دهد) استفاده می شود.

در نوع سوم، سیال موازی محور وارد پروانه و به طور مایل نسبت به محور از پروانه خارج می شود از این پمپ ها برای فشار ها و دبی های متوسط استفاده می شود.

«مشخصات اصلی پمپ های گریز از مرکز»

- قیمت ارزان واحد پمپ نسبت به یک کیلووات قدرت مفید تولیدی.

- جریان سیال به طور دائم و یکنواخت می باشد.

- فضای کمتری را متناسب با قدرت تولیدی اشغال می کند.

- هزینه نگهداری نسبتا کمی دارد.

- راندمان بالایی در فرآیندها دارند.

- چون این نوع پمپ ها از نظر دبی و ارتفاع تولیدی گستره وسیعی دارند، دامنه کاربرد آنها در پروژه های صنعتی، کشاورزی و آب رسانی فوق العاده بالا است.

- حداکثر گرانروی سیال بسته به نوع پمپ از حدود 520 تا 760 سانتی استوک((Centistock نمی تواند تجاوز نماید. برای بیش از این حدود و سیالات با گرانروی بالا از پمپ های جابه جایی استفاده می شود.

آب یا هر مایع دیگر، در هر درجه حرارتی به ازای فشار معین تبخیر می شود به عنوان مثال آب در فشار اتمسفر در کنار دریا در 100 درجه سلسیوس و در فشار 0.2 اتمسفر تبخیر می شود.

هرگاه در حین جریان مایع در داخل پروانه یک پمپ، فشار در نقطه ای از فشار بخار مایع در درجه حرارت مربوطه کمتر شود، حباب های بخاری به وجود می آید که به همراه مایع به نقطه ای دیگر با فشار بالاتر حرکت می نماید. اگر در محل جدید فشار مایع به اندازه کافی زیاد باشد حباب های بخار در این محل می ترکند و در نتیجه ذراتی از مایع از مسیر اصلی خود منحرف می شوند و با سرعت های فوق العاده زیاد به اطراف و از جمله پروانه برخورد می نماید. در چنین مکانی، بسته به شدت برخورد، سطح پروانه خورده و متخلخل می شود. این پدیده را کاویتاسیون (حفره زایی) می نامند. کاویتاسیون همواره با صداهای منقطع شروع می شود و سپس در صورت تداوم کاهش فشار دهانه ورودی پمپ، بر شدت این صداها افزوده می شود.

صداهای کاویتاسیون مخصوص و مشخص می باشد و شبیه به برخورد گلوله هایی به یک سطح فلزی است. همزمان با تولید این صدا پمپ نیز به ارتعاش درمی آید. در نهایت این صداهای منقطع به صداهای شدید و دایمی مبدل می شود و دبی پمپ به شدت کاهش می یابد یا قطع می شود. در پمپ هایی که در آنها سرعت دورانی یا دبی تولیدی یا درجه حرارت برابر بالا باشد پدیده کاویتاسیون حتی در یک زمان کوتاه می تواند ضایعات شدیدی را موجب شود.

مبدل های حرارتی دستگاه هایی هستند که به کمک آنها می توان در اثر تماس غیر مستقیم دو سیال، سیالی را گرم یا سرد نمود.

کاربرد اصول انتقال حرارت در طراحی تجهیزات برای مقاصد خاص مهندسی اهمیت بسیار زیادی و هدف از به کارگیری اصول انتقال حرارت در طراحی، تلاش برای رسیدن به هدف توسعه تولید برای سوددهی اقتصادی است. در حقیقت دانستن نوع مبدل براساس سیال هایی که از آن عبور می کنند نقش مهمی در طراحی و محاسبات اقتصادی مبدل های حرارتی به دنبال خواهد داشت.

«دسته بندی مبدل های حرارتی»

1) بر مبنای پیوستگی یا تناوب جریان:

جریان سیال داخل مجاری مبدل های حرارتی پیوسته یا متناوب است. در مبدل های حرارتی با جریان پیوسته مجاری سیال گرم و سرد از هم تفکیک شده اند، به طوری که سیال گرم در مجاری مخصوص خود و سیال سرد نیز در مجاری مربوط به خود جریان دارند. دو مجرای جریان توسط یک جداره لوله یا یک ورق از هم جدا شده اند.

2) بر مبنای پدیده انتقال:

تبادل انرژی بین دو سیال به صورت تماس مستقیم یا غیرمستقیم صورت می گیرد:

در نوع مستقیم، حرارت بین دو سیال که با هم تماس مستقیم دارند مبادله می شود. معمولا یکی از این دو سیال گاز و دیگری مایع است که با فشار بخار خیلی پایین و پس از تبادل حرارت به سادگی قابل تفکیک هستند.

در نوع غیرمستقیم، حرارت ابتدا به یک سطح جامد نفوذ ناپذیر منتقل می شود و سپس از آن به سیال سرد انتقال می یابد.

3) بر مبنای ساختمان مبدل:

در بسیاری مواقع مبدل های حرارتی بر مبنای ساختمان تقسیم بندی می شوند. مبدل های حرارتی از نظر ساختمان به چهار دسته تقسیم بندی می شوند که عبارت اند از :

1) مبدل های حرارتی لوله ای (Pipe Heat Exchanger)

2) مبدل های حرارتی صفحه ای (Plate Heat Exchanger)

3) مبدل های حرارتی پره ای (Fin Heat Exchanger)

4) بازیاب حرارتی (Heat Recovers)

4) بر مبنای نوع جریان :

که شامل موارد زیر می شود :

1) جریان همسو (Co-Current)

2) جریان ناهمسو (Counter Current)

3) جریان متقاطع (Cross Current)

«مبدل های حرارتی لوله ای»

در این مبدل ها اساس انتقال حرارت از نوع غیر مستقیم می باشد و مکانیزم انتقال حرارت جابه جایی می باشد. این مبدل ها به دو دسته عمده تقسیم بندی می شوند:

1) دو لوله ای (Two Pipes) ، 2) پوسته و لوله (Shell & Tube)

- مبدل های حرارتی دو لوله ای:

ساده ترین نوع مبدل های حرارتی دو لوله ای هستند که یک سیال از درون لوله داخلی می گذرد و سیال دیگر در فضای بین دو لوله جریان دارد.

مبدل های حرارتی دو لوله ای زمانی کاربرد دارند که سطح تبادل کمی مورد لزوم باشد و در سرمایش و گرمایش هوا یا گازها کاربرد دارند.

- مبدل های حرارتی پوسته و لوله :

نوعی از مبدل های حرارتی که در صنایع فرآیندهای شیمیایی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد از نوع پوسته-لوله می باشد.

یک سیال در لوله ها جریان می یابد در حالی که سیال دیگر درون پوسته و از روی لوله ها عبور می کند. جهت اطمینان از این که سیال درون پوسته از روی لوله ها می گذرد و در نتیجه انتقال حرارت بیشتری صورت می گیرد، موانعی در داخل پوسته قرار داده می شود.

« مبدل های حرارتی صفحه ای»

این مبدل ها از صفحات نازک که کانال های جریان را تشکیل می دهد ساخته شده اند. جریان های سیال توسط صفحات مسطح که یا به صورت صاف یا موج دارند از هم جدا می شود. این مبدل ها برای انتقال گرما بین گاز، مایع یا جریانهای دو فاز استفاده می شوند. این مبدل ها به سه دسته زیر تقسیم می شوند :

1) صفحه های واشردار (Gasket Plate) ، 2) صفحه های حلزونی (Spiral Plate)

3) لاملا (Lamella)

- مبدل های صفحه ای واشردار :

این مبدل ها شامل تعدادی از صفحات نازک با سطح چین دار یا موج دار می باشد که سیال های گرم و سرد را از هم جدا می سازد. صفحات دارای قطعاتی در گوشه ها هستند که به نحوی آرایش داده شده اند که دو ماده ای که بایستی گرما بین آنها مبادله شود، یکی در میان در فضای بین صفحات جریان می یابند.

- مبدل های صفحه ای حلزونی :

مبدل های صفحه ای حلزونی با پیچاندن دو صفحه بلند موازی به شکل یک حلزونی با استفاده از یک میله اصلی و جوش دادن به لبه های صفحات مجاور به صورتی که یک کانال را تشکیل دهند، شکل داده می شوند.

- مبدل های لاملا :

مبدل های گرمایی لاملا شامل مجموعه کانال های ساخته شده از صفحات فلزی نازک است که به طور موازی جوشکاری شده اند و یا به شکل لاملا (لوله های تخت یا کانال های مستطیلی) می باشند که به صورت طولی در یک پوسته قرار گرفته اند.

« مبدل های حرارتی پره ای»

نوع مبدل های پره دار عمدتا برای کاربردهای گاز- گاز استفاده می شود. در اکثر کاربرد ها کاهش جرم و حجم مبدل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به دلیل دست یافتن به این کاهش حجم و وزن، مبدل های فشرده گرما همچنین به صورت وسیع در تبرید با دمای خیلی کم، بازیابی انرژی، صنایع فرآیندی، تبرید و سیستم های تهویه مطبوع استفاده می گردند. مبدل های صفحه ای پره دار برای استفاده در توربین گازی، نیروگاه های هسته ای و مهندسی پیشرانه و تبرید و گرمایش و تهویه سیستم های بازیابی گرمای اضافه و صنایع شیمیایی و سرمایش کاربرد دارند. این مبدل ها به چهار دسته زیر تقسیم می شوند :

1) پره ساده (Plain Fin) ، 2) پره ساده سوراخ دار (Plain Perforated Fin)

3) پره دندانه ای یا کنگره ای (Serrated Fin) ، 4) پره های جناغی یا موجی شکل (Herring Bake Fin)

«مبدل های حرارتی براساس جریان»

- جریان همسو (هم جهت) :

در این نوع مبدل ها سیال سرد و گرم هر دو در یک جهت حرکت می کنند و در حین عبور از مبدل تبادل حرارتی انجام می دهند.

- جریان ناهمسو (مخالف جهت) :

در این نوع مبدل سیال سرد در یک جهت و سیال گرم در جهت عکس آن وارد مبدل می شود و بدین ترتیب تبادل حرارتی صورت می پذیرد. در شرایط یکسان برای یک مبدل با جریان ناهمسو میزان انتقال حرارت بیشتر خواهد بود.

- جریان متقاطع :

چنانچه یک سیال در لوله و سیال دیگر به صورت عمود بر لوله ها جریان داشته باشد، نوع جریان متقاطع خواهد بود. مبدل های حرارتی با جریان متقاطع در گرمایش و سرمایش هوا یا گازها کاربرد وسیعی دارند.

مقالات مرتبط : دسته بندی مبدل های حرارتی (مقاله کامل)

صنايع گاز
فارغالتحصيلان رشته مهندسي شيمي صنايع گاز پس از پايان تحصيلات ميتوانند در پالايشگاههاي گاز كشور و يا در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند. در حال حاضر زمينه كار براي فارغالتحصيلان به دليل ملي بودن صنعت نفت و گاز، بيشتر در بخش دولتي است ولي برخي شركتهاي مشاورهاي و پيمانكاري كه در اين زمينه فعاليت ميكنند، فارغالتحصيلان اين رشته را جذب ميكنند. با توجه به نياز كشور به انرژي براي راهاندازي بخش صنعت و حمل و نقل و همچنين استفاده از گاز طبيعي به عنوان ماده اوليه در برخي از صنايع ، لازم است ميدانهاي گاز توسعه يابند و پالايشگاههاي جديد گاز نيز احداث شوند.

بنابراين مهندسان شيمي متخصص در صنايع گاز ميتوانند نقش مهمي را در پيشرفت كشور به عهده داشته باشند.

صنايع غذايي
فارغالتحصيلان اين دوره ميتوانند در كارخانههاي قند، روغنهاي نباتي، كنسروسازي ، لبنيات پاستوريزه، آمادهسازي مواد گوشتي، صنايع نوشابهسازي، صنايع استخراج اسانس، چاي، سردخانهها و واحدهاي نگهداري از مواد غذايي كار كنند.

طراحي فرآيندهاي صنايع نفت
فارغالتحصيلان رشته مهندسي شيمي طراحي فرآيندهاي صنايع نفت پس از پايان تحصيلات ميتوانند در پالايشگاههاي نفت كشور و يا در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند . در حال حاضر زمينه كار براي فارغالتحصيلان به دليل ملي بودن صنايع نفت و گاز ، بيشتر در بخش دولتي است ولي برخي شركتهاي مشاورهاي و پيمانكاري كه در اين زمينه فعاليت ميكنند، فارغالتحصيلان اين رشته را جذب ميكنند.

پالايش
فارغالتحصيلان رشته مهندسي شيمي صنايع پالايش پس از پايان تحصيلات ميتوانند در پالايشگاههاي كشور و يا در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند. در حال حاضر زمينه كار براي فارغالتحصيلان به دليل ملي بودن صنعت نفت و گاز، در بخش دولتي مهياست. برخي شركتهاي مشاورهاي و پيمانكاري نيز كه در اين زمينه فعاليت ميكنند، فارغالتحصيلان اين رشته را ميتوانند جذب كنند.

صنايع پتروشيمي
فارغالتحصيلان رشته مهندسي شيمي صنايع پالايش پس از پايان تحصيلات ميتوانند در شرکت های پتروشیمی كشور و يا در ديگر صنايع مربوط به اين رشته مشغول به كار شوند. در حال حاضر زمينه كار براي فارغالتحصيلان به دليل ملي بودن صنعت نفت و گاز، در بخش دولتي فراهم است. برخي شركتهاي مشاورهاي و پيمانكاري نيز كه در اين زمينه فعاليت ميكنند، فارغالتحصيلان اين رشته را ميتوانند جذب كنند.

وضعيت نياز كشور به اين رشته در حال حاضر
هر كارخانه توليدي اعم از كوچك يا بزرگ نياز به يك مهندس شيمي دارد. چرا كه تقريبا در تمام فرآيندهاي نوين از مواد شيميايي استفاده ميكنند و در حقيقت رشد شگرف صنعت در قرن گذشته تا حدود زيادي مديون مهندسي شيمي بوده است. به همين دليل در كشورهاي صنعتي اين رشته اهميت ويژهاي دارد. تا جايي كه ميزان توليد و مصرف اسيد سولفوريك يك كشور را ، شاخص گستردگي صنايع آن كشور ميدانند. چون اسيد سولفوريك در صنايع شيميايي كار برد بسياري دارد و مصرف آن در هر كشور نشانگر گستردگي صنايع شيميايي و در نهايت كل صنعت آن كشور است.

رشته مهندسي شيمي در كشور ما نيز يكي از رشتههاي مهم و پركاربرد ميباشد. چرا كه ما به عنوان يك كشور نفتخيز براي استخراج، پالايش ، انتقال نفت و همچنين براي تبديل نفت به فرآوردههاي شيميايي كه داراي ارزش افزوده بسيار زيادي هستند، نياز به تخصص مهندسين شيمي داريم.

فعاليت در دو بخش مهم صنعت تنها منحصر به مهندسين شيمي ميشود. يعني تنها يك مهندس شيمي ميتواند در يكي از اين دو بخش فعاليت داشته باشد كه اين دو بخش عبارتند از:

الف ) طراحي راكتورها ؛ به عبارت ديگر دستگاههايي كه در آنها واكنشهاي شيميايي اتفاق ميافتد. مثل راكتورهاي صنعت پتروشيمي كه در آنها از تركيب دو يا چند ماده ، ماده جديد به وجود ميآيد.

ب ) طراحي دستگاههايي كه به جداسازي مواد ميپردازند. براي مثال نفت خام، مخلوط پيچيدهاي است كه از تركيب مواد بسياري تشكيل شده است و به همين دليل به صورت اوليه قابل استفاده نميباشد. بلكه بايد تجزيه شده و از آن نفت سفيد، گازوئيل، بنزين، مازوت و ... به دست بيايد. كار فوق توسط دستگاه تقطير انجام ميگيرد كه طراحي آن بر عهده مهندسين شيمي است. البته فرآيند جداسازي منحصر به تقطير نيست بلكه انواع و اقسام تحولات را داريم كه در آن تحولات، جداسازي مواد انجام ميگيرد مثل استخراج مايع از مايع ،دستگاه جذب سطحي ، ليچينگ و موارد متعدد ديگر.

به عبارت ديگر مهندس شيمي دستگاههايي را طراحي ميكند كه در آنها واكنشهاي شيميايي و يا فرآيند جداسازي انجام ميگيرد كه البته محصول هر يك از دستگاههاي فوق ارزش افزوده بسيار زيادي دارد.

صنايع شيميايي نه تنها باعث افزايش سرمايه و بهبود وضعيت اقتصادي يك كشور ميشود بلكه در ايجاد بازار كار نيز بسيار موثر است. براي مثال با ايجاد هر شغلي در صنعت پتروشيمي حدود بيست شغل در صنايع پاييندستي و وابسته به وجود ميآيد. در اين ميان مهندسين شيمي به عنوان گردانندگان اين صنايع نقش بسيار مهمي دارند. در واقع اگر در كشور ما سرمايهگذاري صنعتي زياد شود، جامعه به شدت نياز به مهندس شيمي دارد، چون علاوه بر صنايع نفت و گاز و پتروشيمي ، همه كارخانهها از جمله كارخانههاي سيمان، سراميك، صنايع غذايي و حتي نيروگاهها به مهندس شيمي نياز دارند.

رشته مهندسي شيمي با 8 گرايش صنايع غذايي، صنايع شيميايي معدني، صنايع گاز ، صنايع پتروشيمي ، صنايع پليمر، طراحي فرآيندهاي صنايع نفت، صنايع پالايش و شيميايي سلولزي؛ يكي از رشتههاي گسترده دانشگاهي است.

البته در دوره كارشناسي هر يك از گرايشهاي فوق، تنها 12 يا 13 واحد تخصصي دارند و بيشتر واحدهايشان مشترك است. چرا كه اصول مهندسي در صنايع بسيار متنوع و گسترده شيميايي، يكسان ميباشد.

صنايع شيميايي معدني
گرايش صنايع شيميايي معدني، مواد معدني و غيرآلي را به فرآوردههايي مثل سيمان، لعاب، آجرهاي نسوز و ... تبديل ميكند.
اكتشاف و استخراج مواد معدني به رشته معدن باز ميگردد، اما فرآوردههاي مواد معدني در حيطه مهندسي شيمي گرايش شيميايي معدني قرار دارد.
هر كارخانه توليد مواد غيرآلي مثل سيمان، گچ، شيشه نسوز و ديرگداز داراي يك فرآيند است. يعني از زماني كه مواد اوليه وارد كارخانه ميشود تا زماني كه محصول خارج ميگردد، فرآيندي روي آن انجام ميگيرد كه طراحي اين فرآيند بر عهده مهندس شيمي صنايع شيميايي معدني ميباشد. همچنين توليد هر ماده معدني مثل كودهاي شيميايي معدني، حشرهكشها، نمكها ، رنگهاي معدني و حتي لعاب روي كاشيها در حيطه كار مهندسي شيمي گرايش شيميايي معدني قرار دارد.

صنايع پتروشيمي
پس از اكتشاف نفت، به تدريج مواد شيميايي مختلفي از آن به دست آمد و صنعت جديدي به نام صنعت پتروشيمي بنيان گذاشته شد. صنعتي كه ماده اوليه آن مشتقات نفت و گاز است يعني با انجام واكنشهاي فيزيكي و شيميايي در هيدروكربنهاي مايع و گاز ميتوان به فرآوردههاي پتروشيمي دست پيدا كرد. فرآوردههايي كه داراي ارزش افزوده بسياري است . چون هر يك دلار نفتي كه به فرآوردههاي پتروشيمي تبديل ميشود، ارزش افزوده آن حدود صد دلار خواهد شد. اما متاسفانه در كشور ما ميليونها تن از اين ماده گرانقدر بدون اين كه ارزش افزودهاي به آن اضافه شود، صادر ميگردد و گاه همين ماده با مختصر عملياتي، با قيمت صدها برابر وارد كشور ميگردد.
از همينجا ميتوان به اهميت مهندسي شيمي گرايش پتروشيمي پيبرد چون وظيفه مهندسي پتروشيمي طراحي دستگاهها و فرآيند توليد مواد مختلف از جمله كودهاي شيميايي، شويندهها و فرآوردههاي پليمري (مواد اوليه پلاستيكها ، لاستيكها و الياف مصنوعي) و مواد شيميايي (اسيدها ، حلالها) از نفت و برشهاي نفتي است.
گفتني است كه دروس تخصصي دانشجويان اين رشته بيشتر در مورد كاتاليزورهاي صنعتي است كه در رآكتورها به كار ميرود.

صنايع گاز
مهندسي شيمي گرايش گاز شامل تمام فرآيندهايي است كه بر روي گاز انجام ميشود، تا اين ماده قابل مصرف گردد. براي مثال عمق چاهي كه براي استخراج گاز زده ميشود، قطر لولهاي كه گاز را از چاه به پالايشگاه و يا از پالايشگاه به شبكههاي شهري منتقل ميكند، نحوه انتقال گاز از چاه به پالايشگاه، نحوه گرفتن گاز دياكسيد كربن از اين ماده (براي جلوگيري از خورده شدن لولهها) ، نحوه شيرين كردن گاز (به گاز اوليه كه از چاه استخراج ميشود، گاز ترش ميگويند كه قابل مصرف نيست و بايد طي فرآيندهايي آن را به گاز شيرين كه قابل استفاده در مصارف شهري و ... است تبديل كرد) همه در حيطه فعاليت يك مهندس شيمي گرايش گاز قرار دارد.

صنايع پليمر
مهندس پليمر وظيفه ساخت فرآوردههاي پليمري مصنوعي از جمله رنگهاي شيميايي، پوشش كابلها، لاستيكها و پلاستيكها را از مواد نفتي برعهده دارد. اين رشته كه تا سال 1362 يكي از گرايشهاي مهندسي شيمي بود، در حال حاضر به عنوان يك رشته مستقل با دو گرايش صنايع پليمر و تكنولوژي و علوم رنگ در دانشگاهها و مراكز آموزش عالي ارائه ميشود. اما با اين وجود هنوز در تعداد محدودي از دانشگاههاي كشور، مهندسي پليمر يك رشته مستقل نيست بلكه يكي از گرايشهاي مهندسي شيمي ميباشد.
يك مهندس پليمر حداقل 12 يا 13 درس تخصصي در زمينه گرايش صنايع پليمر و يا تكنولوژي و علوم رنگ گذرانده است و در نهايت نيز كارشناس در يكي از دو گرايش فوق ميشود. اما مهندسي شيمي گرايش صنايع پليمر بيشتر دروسي كه ميخواند با مهندسي شيمي در مفهوم عام آن ارتباط دارد و در نهايت در يكي از زمينههاي پليمر مثل فرآيند شكلدهي پليمر يا طراحي واحدهاي صنعتي توليد پليمر، تبحر پيدا ميكند.

شيميايي سلولزي
با وجود اين كه قرن حاضر ، دوران رشد روزافزون تكنولوژي كامپيوتر و فرآوردههاي آن است، اما هنوز فرهنگ، تمدن و دانش بشري نيازمند يك وسيله ابتدايي انتقال دانش يعني كاغذ ميباشد و براي دستيابي به اين فرآورده مهم بايد مجهز به دانشي گردد كه در رشته مهندسي شيمي گرايش شيميايي سلولزي ميتوان به آن دست يافت. چون يك مهندس شيمي گرايش شيميايي سلولزي در زمينه تبديل چوب به كاغذ تخصص دارد و دروس تخصصي آن بيشتر در مورد خميرگيري و يا تبديل چوب به كاغذ ميباشد. به هميندليل نيز تحصيل دانشجويان اين رشته در دانشكده فني پرديس واقع در استان گيلان رضوانشهر (چوكا)ميباشد.
همچنين اين گرايش داراي كاربردهاي جديدي در صنعت امروز ميباشد.
همان طور كه ميدانيم قسمت عمده چوب از سلولز تشكيل شده است. همچنين ضايعات كشاورزي مثل پوست برنج و يا سبوس برنج و ضايعات برگ درختان داراي مقادير قابل توجهي سلولز است كه اين ضايعات در بسياري از نقاط به عنوان يك عنصر مزاحم سوزانده شده و باعث آلودگي محيط زيست ميشود. اما امروزه در كشوري مثل آمريكا از همين ضايعات براي توليد يك نوع سوخت به نام اتانول كه در تركيب با بنزين، سوخت بسيار خوبي است؛ استفاده ميشود. و در اين فرآيند مهندسين شيميايي سلولزي نقش بسيار مهمي را بر عهده دارند.

صنايع غذايي
يكي از كاربردهاي مهندسي شيمي در توليد مواد غذايي و بخشهاي صنايع غذايي مانند ميكروبيولوژي غذا، شيمي غذا و كنترل كيفي صنايع غذايي است. براي مثال در سوپرماركتها و فروشگاهها، موادغذايي بيشتر به حالت كنسرو وجود دارد كه تهيه اين كنسروها با حفظ اصول ايمني و بهداشتي نياز به يكسري محاسبات دارد كه اين محاسبات توسط يك مهندس شيمي صنايع غذايي انجام ميگيرد.
همچنين طراحي دستگاههايي كه فرآيند خشك كردن را انجام ميدهند مثل غذاهاي بچه كه به صورت پودر تهيه ميشود و طراحي دستگاههاي استريليزه، پاستوريزه و يا منجمد كننده بر عهده متخصصين همين رشته ميباشد.
در كل اگر كسي دوست دارد بداند كه غذاهاي كنسرو شده، منجمد شده و ... چگونه تهيه ميشود و يا چه مواد باارزشي در غذاها هست و كدام غذاها براي سلامت بدن خوب است، ميتواند وارد رشته صنايع غذايي بشود.

پالايش
دانشجوي گرايش پالايش در پالايشگاههاي كشور كه نفت خام را به فرآوردههاي نفتي تبديل ميكنند، مشغول به كار شده و در اصل وظيفه طراحي پالايشگاهها را بر عهده دارد.
گرايش پالايش به طراحي پالايشگاهها باز ميگردد. يعني دانشجوي اين گرايش شيوه طراحي دستگاههايي مثل برجهاي تقطير، دستگاههاي جداكننده مايعات از مايعات و گازها از مايعات را ميآموزد. دستگاههايي كه مشتقات ئيدروكربني مثل بنزين و گازوئيل و مواد سنگينتر مثل قير و شويندهها را از نفت خام جدا ساخته و به دست ميآورند.

طراحي فرآيندهاي صنايع نفت
فرآيند يعني عملكرد با روش و طريقي كه بتوان به ياري آن مادهاي را از حالتي به حالت ديگر تغيير شكل داد و منظور از مهندس طراحي فرآيندهاي صنايع نفت يعني فردي كه روش اين تغيير و تحول را طراحي كند چون براي تبديل يك ماده از حالت اوليه به حالتي خاص لازم است كه دستگاههايي طراحي شده و محاسباتي انجام بگيرد تا بتوان به نتيجه مطلوب دست يافت.

طراحي صنايعي كه بطور مستقيم يا غير مستقيم وابسته به نفت خام يا فرآوردههاي پالايشگاه و يا صنايع پتروشيمي است به مهندس شيمي گرايش طراحي فرآيندها مربوط ميشود.
همانطور كه ميدانيد گرايشها در سطح ليسانس تفاوتي با هم ندارند و حتي نميتوان بين بعضي از گرايشها مرز مشخصي قائل شد. اما در كل ميتوان گفت كه گرايش پالايش صرفا به پالايش نفت و گاز بر ميگردد همچنين گرايش پتروشيمي فقط در زمينه توليد مواد پتروشيمي است در حالي كه گرايش طراحي فرآيندها در كليه امور از جمله نفت و گاز و مواد پتروشيمي دخالت دارد همچنين تهيه بعضي مواد منحصرا متعلق به اين گرايش ميباشد مثل تركيب دو ماده پارافين و كلر و ايجاد يك محصول جديد به نام پارافين كلره كه به عنوان يك ماده خاموش كننده حريق مورد استفاده قرار ميگيرد و توليد آن نيز به گرايش پالايش و يا پتروشيمي باز نميگردد.
يك مهندس شيمي گرايش طراحي فرآيندهاي صنايع نفت، واكنشهاي خاصي را از شيميستها ميگيرد و با توجه به شرايط محيطي ، اقتصادي و ... بهترين روش توليد مواد شيميايي و خالصسازي آنها را پيدا كرده و پياده ميكند، كه البته در اين راه بايد عوامل مهمي مثل انتقال جرم، انتقال حرارت و روابط ترموديناميكي را محاسبه كرده و به طراحي راكتور و مبدلهاي حرارتي بپردازد.

وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر
امكان ادامه تحصيل در مقاطع كارشناسي ارشد و دكترا ميسر است.

رشتههاي مشابه و نزديك به اين رشته
بيشتر دروس مهندسي شيمي با رشتههاي مهندسي ديگر، بخصوص مهندسي مكانيك گرايش حرارت و سيالات مشترك است.

» منبع: گزينه 2

تقطیر، در واقع ، جداسازی فیزیکی برشهای نفتی است که اساس آن ، اختلاف در نقطه جوش هیدروکربنهای مختلف است. هر چه هیدروکربن سنگینتر باشد، نقطه جوش آن زیاد است و هر چه هیدروکربن سبکتر باشد، زودتر خارج میشود. اولین پالایشگاه تاسیس شده در جهان ، در سال 1860 در ایالت پنسیلوانیای آمریکا بوده است. نفت خام ، از کورههای مبدل حرارتی عبور کرده، بعد از گرم شدن وارد برجهای تقطیر شده و تحت فشار و دما به دو صورت از برجها خارج میشود و محصولات بدست آمده خالص نیستند. انواع برجهای تقطیر در زیر توضیح داده میشوند.

« برجهای تقطیر با سینی کلاهکدار»

در برجهای تقطیر با سینی کلاهکدار ، تعداد سینی ها در مسیر برج به نوع انتقال ماده و شدت تفکیک بستگی دارد. قطر برج و فاصله میان سینیها به مقدار مایع و گاز که در واحد زمان از یک سینی میگذرد، وابسته است. هر یک از سینیهای برج ، یک مرحله تفکیک است. زیرا روی این سینی ها ، فاز گاز و مایع در کنار هم قرار میگیرند و کار انتقال ماده از فاز گازی به فاز مایع یا برعکس در هر یک از سینیها انجام میشود. برای اینکه بازدهی انتقال ماده در هر سینی به بیشترین حد برسد، باید زمان تماس میان دو فاز و سطح مشترک آنها به بیشترین حد ممکن برسد.

بخشهای مختلف برج تقطیر با سینی کلاهکدار:

1) بدنه و سینی ها : جنس بدنه معمولا از فولاد ریخته است. جنس سینیها معمولا از چدن است. فاصله سینیها را معمولا با توجه به شرایط طراحی ، درجه خلوص و بازدهی کار جداسازی بر میگزینند. در بیشتر پالایشگاههای نفت ، برای برجهای تقطیر به قطر 4 ft فاصله میان 50 - 18 سانتیمتر قرار میدهند. با بیشتر شدن قطر برج ، فاصله بیشتری نیز برای سینیها در نظر گرفته میشود.

2) سرپوشها یا کلاهکها : جنس کلاهکها از چدن میباشد. نوع کلاهکها با توجه به نوع تقطیر انتخاب میشود و تعدادشان در هر سینی به بیشترین حد سرعت مجاز عبور گاز از سینی بستگی دارد.

3) موانع یا سدها : برای کنترل بلندی سطح مایع روی سینی ، به هر سینی سدی به نام وییر (Wier) قرار میدهند تا از پایین رفتن سطح مایع از حد معنی جلوگیری کند. بلندی سطح مایع در روی سینی باید چنان باشد که گازهای بیرون آمده از شکافهای سرپوشها بتوانند از درون آن گذشته و زمان گذشتن هر حباب به بیشترین حد ممکن برسد. بر اثر افزایش زمان گذشتن حباب از مایع ، زمان تماس گاز و مایع زیاد شده ، بازدهی سینیها بالا میرود.

« برجهای تقطیر با سینیهای مشبک»

در برجهای با سینی مشبک ، اندازه مجراها یا شبکهها باید چنان برگزیده شوند که فشار گاز بتواند گاز را از فاز مایع با سرعتی مناسب عبور دهد. عامل مهمی که در بازدهی این سینی ها موثر است، شیوه کارگذاری آنها در برج است. اگر این سینی ها کاملا افقی قرار نداشته باشند، بلندی مایع در سطح سینی یکنواخت نبوده و گذر گاز از همه مجراها یکسان نخواهد بود.
خورندگی فلز سینی ها هم در این نوع سینی ها اهمیت بسیار دارد. زیرا بر اثر خورندگی ، قطر سوراخها زیاد میشود که در نتیجه مقدار زیادی بخار با سرعت کم از درون آن مجاری خورده شده گذر خواهد کرد. و میدانیم که اگر سرعت گذشتن گاز از حد معینی کمتر گردد، مایع از مجرا به سوی پایین حرکت کرده بازدهی کار تفکیک کاهش خواهد یافت.

« برجهای تقطیر با سینیهای دریچهای»

این نوع سینی ها مانند سینی های مشبک هستند. با این اختلاف که دریچهای متحرک روی هر مجرا قرار گرفته است. درصنعت نفت، دو نوع از این سینی ها بکار میروند:

1) انعطاف پذیر : همانطور که از نام آن برمیآید، دریچهها میتوانند بین دو حالت خیلی باز یا خیلی بسته حرکت کنند.

2) صفحات اضافی : در این نوع سینیها ، دو دریچه یکی سبک که در کف سینی قرار میگیرد و دیگری سنگین که بر روی سه پایهای قرار گرفته ، تعبیه شده است. هنگامی که بخار کم باشد، تنها سرپوش سبک به حرکت در میآید. اگر مقدار بخار از حد معینی بیشتر باشد، هر دو دریچه حرکت میکنند.

« مقایسه انواع گوناگون سینیها»

در صنعت نفت ، انواع گوناگون سینیها در برجهای تقطیر ، تفکیک و جذب بکار برده میشوند. ویژگیهایی که در گزینش نوع سینی برای کار معینی مورد توجه قرار میگیرد، عبارت است از: بازدهی تماس بخار و مایع ، ظرفیت سینی ، افت بخار در هنگام گذشتن از سینی ، زمان ماندن مایع بر روی سینی ، مشخصات مایع و ... . چون در صنعت بیشتر سینیهای کلاهکدار بکار برده میشوند، برای مقایسه مشخصات سینیهای دیگر ، آنها را نسبت به سینیهای کلاهکدار ارزیابی میکنند.

« برجهای انباشته»

در برجهای انباشته ، بجای سینیها از تکهها یا حلقههای انباشتی استفاده میشود. در برجهای انباشته حلقهها یا تکههای انباشتی باید به گونهای برگزیده و در برج ریخته شوند که هدفهای زیر عملی گردد:

1) ایجاد بیشترین سطح تماس میان مایع و بخار

2) ایجاد فضا مناسب برای گذشتن سیال از بستر انباشته

« جنس مواد انباشتی»

این مواد باید چنان باشند که با سیال درون برج ، میل ترکیبی نداشته باشند.

« استحکام مواد انباشتی»

جنس مواد انباشتی باید به اندازه کافی محکم باشد تا بر اثر استفاده شکسته نشده و تغییر شکل ندهد.

« شیوه قرار دادن مواد انباشتی»

مواد انباشتی به دو صورت منظم و نامنظم درونبرج قرار میگیرند.

1) پر کردن منظم: از مزایای این نوع پر کردن، کمتر بودن افت فشار است که در نتیجه میشود حجم بیشتر مایع را از آن گذراند.

2) پر کردن نامنظم: از مزایای این نوع پر کردن ، میتوان به کم هزینه بودن آن اشاره کرد. ولی افت فشار بخار در گذر از برج زیاد خواهد بود.

« مقایسه برجهای انباشته با برجهای سینیدار»

در برجهای انباشته ، معمولا افت فشار نسبت به برجهای سینیدار کمتر است. ولی اگر در مایع ورودی برج ذرات معلق باشد، برجهای سینیدار بهتر عمل میکنند. زیرا در برجهای انباشته ، مواد معلق تهنشین شده و سبب گرفتگی و برهم خوردن جریان مایع میگردد. اگر برج بیش از حد متوسط باشد، برج سینیدار بهتر است. زیرا اگر در برجهای انباشته قطر برج زیاد باشد، تقسیم مایع در هنگام حرکت از بستر انباشته شده یکنواخت نخواهد بود .در برجهای سینیدار میتوان مقداری از محلول را به شکل فرایندهای کناری از برج بیرون کشید، ولی در برجهای انباشته این کار، شدنی نیست. کارهای تعمیراتی در درون برجهای سینیدار ، آسانتر انجام میگیرد. تمیز کردن برجهای انباشته ، از آنجا که باید پیش از هرچیز آنها را خالی کرده و بعد آنها را تمیز نمایم، بسیار پرهزینه خواهد بود.

کوره دستگاهی است که در آن سوخت در مجاورت هوا یا اکسیژن محترق می شود و شعله های طولانی ایجاد می کند. این شعله ها دیواره کوره و اجسام مجاور را گرم می کنند.

«ساختمان دیواره کوره ها»

ساختمان دیواره کوره از موادی ساخته می شوند که دمای ذوب و نرم شدن آن ها خیلی زیاد باشد و بتواند حرارت هایی را که در کوره به وجود می آید تحمل کند و هم چنین مقاومت مکانیکی داشته باشد و تحت تاثیر فعل و انفعالات شیمیایی قرار نگیرد. این گونه اجسام را به طور عام نسوز می گویند. نسوزهای خوب معمولا گران تمام می شوند لذا دیواره کوره ها را نازک اختیار می کنند و برای استحکام، پشت دیواره ها را با آجرهای نسوز و ارزان قیمت می سازند.

«معرفی کوره های الکتریکی»

اگر سیمی به مقاومت R اهم جریانی به شدت I آمپر در مدت t ثانیه که اختلاف پتانسیل دو سر آن V ولت باشد عبور کند، مطابق قانون ژول انرژی مصرفی عبارت است از:

W =VIt = RI²t

و اگر قسمتی از مدار که انرژی نامبرده مصرف می شود هیچ گونه فعل و انفعال شیمیایی صورت نگیرد تمام انرژی به گرما تبدیل می شود و به اندازه Q= RI²t کالری گرما تولید می کند.

کوره های الکتریکی مانند کوره های شعله ای متنوع و با توجه به موارد کاربرد آن ها، شکل و کارشان تغییر می کند و با توجه به سه عامل زیر ساخته می شوند:

1) تاثیر شدت جریان الکتریکی

2) شکل و جنس ماده گرماده

3) فشار داخل کوره

«ساختمان کوره های الکتریکی»

کوره های الکتریکی از شش قسمت اصلی تشکیل می شوند:

1) محفظه خارجی

2) جسم عایق گرما

3) نسوز

4) ماده گرماده

5) محفظه داخلی یا بوته

6) وسایل لازم برای ورود و خروج جریان الکتریکی

« انواع کوره های الکتریکی»

1) کوره های مارپیچی نیکروم : در این کوره فلز گرماده از جنس نیکروم با مقطع 4 میلی متر، طول 15 متر و تعداد 58 عدد حلقه به وسیله سیمان مخصوصی روی لوله ثابت شده است که تا 1300 درجه سانتیگراد حرارت را تحمل می کند.

2) کوره مقاومتی با مارپیچ پلاتینی: برای دمای زیادتر از 1300 درجه از کوره دیگری استفاده می شود که فلز گرماده آن به جای نیکروم نوار بسیار نازک پلاتین است. باید مواظب بود که سیلیس خالص در مجاورت پلاتین قرار نگیرد.

3) کوره با مارپیچ مولیبدن: در این کوره قطر حلقه مارپیچ 6 سانتی متر، طول سیم 20 متر، مقاومت الکتریکی 10 اهم، توان 200 وات، ولتاژ 110 ولت و دمای حاصل 1560 درجه سلسیوس است.

4) کوره القایی :اگر یک جسم هادی الکتریسیته را داخل مدار مارپیچی شکل فلزی که از آن شدت جریان الکتریکی متناوب با فرکانس 2000 تا 5000 عبور می کند قرار دهیم، در جسم هادی، جریان های القایی موسوم به جریان فوکو ایجاد می شود. این جریان ها جسم را گرم می کند.

5) کوره قوسی:اگر میان دو قلم زغال که دو نوک آن در مقابل یکدیگر قرار گرفته اند اختلاف سطح الکتریکی برقرار کنیم، اثر پدیده های الکتریکی و حرارتی مقداری الکترون از کاتد خارج و به طرف آند متوجه می شود و در نتیجه، مثل این است که مدار به وسیله الکترون ها بسته و جریان الکتریکی در مدار بر قرار شده است.

6) کوره تابشی: اگر جسم سیّالی را در مقابل آفتاب قرار دهیم هر سانتی متر مربع آن در هر دقیقه 2 کالری انرژی از شعاع های نورانی آفتاب جذب می کند. با استفاده از این انرژی می توان کوره تابشی ساخت. ساختمان کوره های تابشی عبارت است از استفاده از یک یا چند آیینه مسطح و یک یا چند آیینه مقعر. شعاع های نورانی آفتاب نخست روی آیینه مسطح برخورد می کند و با امتداد موازی محور اصلی آیینه مقعر روی آن تابیده می شود.آیینه مقعر اشعه را بازگشت می دهد و در کانون خود متمرکز می کند. بوته را در کانون آیینه قرار می دهند با این دستگاه ممکن است چندین کیلووات انرژی به دست آورد و حرارتی متجاوز از 3000 درجه سانتیگراد کرد.

رآکتور شیمیایی دستگاهی است که در آن واکنش یا واکنش های شیمیایی نظیر تبدیل، ترکیب یا تجزیه به منظور تولید مواد مورد نظر انجام می شود.طبق قرارداد دستگاهی که در آن واکنش سوختن به منظور تولید انرژی انجام می شود، رآکتور نیست.

رآکتور شیمیایی دستگاهی است که در آن واکنش یا واکنش های شیمیایی نظیر تبدیل، ترکیب یا تجزیه به منظور تولید مواد مورد نظر انجام می شود.طبق قرارداد دستگاهی که در آن واکنش سوختن به منظور تولید انرژی انجام می شود، رآکتور نیست.

در یک واحد صنایع شیمیایی مواد خام ابتدا از یک رشته فرآیندهای تغییر فیزیکی اولیه از قبیل جداسازی، مخلوط کردن و ... عبور می کنند تا آماده ورود به مرحله بعدی یعنی تغییرات شیمیایی شوند. در این مرحله به کمک رآکتور یا راکتورهای مناسب واکنش های شیمیایی مورد نظر انجام و محصول تهیه می شود. به دلیل انجام بعضی از واکنش های ناخواسته یا وجود مقداری از مواد خام که در رآکتور فرصت انجام واکنش نداشته و همراه محصول از رآکتور خارج شده اند، این محصول غالبا قابل عرضه به بازار نمی باشد و لازم است عملیات فیزیکی نهایی از قبیل جداسازی، خالص سازی و... بروی آن انجام شود. در صنایع شیمیایی، آن بخش از عملیات شیمیایی که در رآکتورها صورت می گیرد مهمترین و حساس ترین عملیات کارخانه محسوب می گردد.

« تقسیم بندی رآکتورها»

براساس دیدگاه های متفاوت، تقسیم بندی های متنوعی برای رآکتورهای شیمیایی انجام شده است. یکی از مهمترین مشخصه های واکنش های شیمیایی تعداد و نوع فازهایی است که واکنش در آن صورت می گیرد. بر این مبنا می توان رآکتورهای شیمیایی را نیز تقسیم بندی نمود. این تقسیم بندی در زیر آمده است:

1) رآکتورهای تک فازی:

در این رآکتورها واکنش در فاز گاز یا در فاز مایع انجام می شود

2) رآکتورهای چند فازی:

در این رآکتورها واکنش میان فازهای گاز و مایع یا میان دو فاز مایع یا میان فازهای سیال و جامد انجام می شود

- تقسیم بندی دیگر رآکتورها براساس نوع عملیات آن ها است. این تقسیم بندی به شکل زیر است:

1) رآکتورهای ناپیوسته(Batch Reactors):

مثل رآکتور تولید پلی کلرید وینیل(PVC) از طریق پلیمر کردن کلرید وینیل

2) رآکتورهای پیوسته یا جریان پایدار(Continuous or Steady Flow Reactors):

مثل رآکتور تولید آمونیاک از طریق واکنش میان گازهای هیدروژن و نیتروژن

3) رآکتورهای نیمه پیوسته(Semi Batch Reactors):

مثل رآکتور هیدروژن دار کردن روغن مایع به منظور اشباع آن و تولید روغن جامد

راکتورهای ناپیوسته:

در این رآکتورها مواد اولیه به مقدار معین وارد رآکتور می شود، در زمان مشخص واکنش انجام می گیرد و سپس محصول از راکتور خارج می شود. بدین ترتیب یک دوره کار که شامل بارگیری، انجام واکنش و تخلیه است پایان می پذیرد و راکتور برای انجام واکنش در دوره بعد پاکسازی و آماده می شود.

این نوع راکتورها نسبتا ساده هستند و احتیاج به وسایل کمکی و سیستم های کنترل کمتری دارند. در صنعت از این نوع راکتورها برای انجام واکنش های کند، که احتیاج به زمان اقامت زیادی دارند، استفاده می شود. مدت اقامت واکنش دهنده ها در داخل راکتور، که طی آن واکنش گرها فرصت انجام واکنش پیدا می کنند، زمان اقامت گویند.

رآکتورهای پیوسته:

در این نوع راکتورها، مواد اولیه به طور دایم وارد راکتور می شود و پس ار انجام واکنش محصول، پیوسته از راکتور خارج می شود. این گونه راکتورها هنگامی در صنعت استفاده می شوند که هدف تولید مقدار زیادی محصول باشد در ضمن راکتورهای پیوسته برای انجام واکنش های سریع مناسب تر می باشند.

این نوع رآکتورها نیاز به سیستم های دقیق و متنوعی دارند. از این راکتورها در بسیاری از صنایع شیمیایی، به خصوص صنایع نفت،گاز و پتروشیمی استفاده می شود.

رآکتورهای نیمه پیوسته:

این نوع راکتورها دارای انواع متنوعی هستند. در نوع متداول آن یکی از مواد اولیه ابتدا در داخل راکتور بارگیری و سپس به تدریج ماده یا مواد اولیه دیگر به آن اضافه می شود. در نوع دیگر مواد اولیه به طور هم زمان وارد راکتور می شود ولی تا پایان واکنش هیچ ماده ای از راکتور خارج نمی شود. نوع دیگری از آن وجود دارد که یکی از مواد اولیه در داخل راکتور بارگیری شده است و ماده دیگر به تدریج به آن اضافه می گردد و همزمان با آن محصول نیز از راکتور خارج می شود.

آموزش كار و اندازه گيري با كوليس - چهارشنبه سوم آبان 1391
سال 2021 دیگر کسی پیر نمی شود ... - چهارشنبه سوم آبان 1391
دماسنج ـ تاریخچه و کالیبره - سه شنبه دوم آبان 1391
گزارش کار بررسی قوانین سقوط آزاد و اندازه گیری شتاب گرانشی - سه شنبه دوم آبان 1391
بررسی قوانین سقوط ازاد و اندازه گیری شتاب گرانشی - سه شنبه دوم آبان 1391
لیوان جالب جدول تناوبی - یکشنبه سی ام مهر 1391
تبریک به برندگان قرعه کشی مهر ماه فروشگاه شیمیران - جمعه بیست و هشتم مهر 1391
نمک های آب پوشیده و محاسبه ی تعداد مولکول آب تبلور - جمعه بیست و هشتم مهر 1391

1) یاتاقان (Bearing):

یاتاقان جز لازم برای هر محرک با حرکت گریز از مرکز می باشد که برای کم کردن نیروی اصطکاک و بهتر چرخیدن قسمت گردان به کار می رود.انواع آن عبارتند از:

الف- یاتاقان ساچمه ای (Ball Bearing):

بیشتر در اندازه های کوچک ساخته می شود. نقطه اثر آن با محور گردان، در اثر چرخش بصورت یک خط در می آید.

ب- یاتاقان غلطکی (Roller Bearing):

در اندازه های متوسط ساخته می شود. این یاتاقان ها از تعدادی استوانه توپر که در جعبه یاتاقان جای دارند تشکیل شده است. نقطه اثر آن با محور گردان در حال چرخش به صورت یک خط پهن درمی آید.

ج- یاتاقان لغزشی (Slide Bearing):

این یاتاقان ها بیشتر در اندازه های بزرگ ساخته می شوند. محور گردان در داخل دو نیم استوانه که قشر داخلی آن ها از یک لایه نرم به نام(Babbitt) پوشیده شده می چرخد. سختی بابیت به مراتب کمتر از سختی محور گردان است. این نرمی بابیت برای جلوگیری از خراب شدن محور در مواقعی که ذرات خارجی همراه روغن است می باشد. در ضمن اگر درجه حرارت بالا برود قبل از اینکه شفت(Shaft) و یا قسمت اصلی یاتاقان صدمه ببیند بابیت از بین می رود.

2) جعبه آب بند(Stuffing Box):

همان طور که از اسمش پیداست برای جلوگیری از نشت مایع به کار می رود. جعبه آب بند در پمپ های گریز از مرکز مفصل تر از پمپ های دیگر است. قدیمی ترین روش برای آب بندی کار گذاشتن لائی در اطراف محور گردان بود. ولی امروزه از آب بندی های مکانیکی(Mechanical Seal) استفاده می شود که احتیاج به لائی ندارد.

اجزا یک آب بند مکانیکی عبارتند از:

1- حلقه آب بندی ثابت (Stationery Seal Ring)

2- لائی ثابت آب بندی (Stationery Seal Ring Packing)

3- گیره (Gland)

4- لائی بین گیره و قسمت ثابت (Seal Plate Gasket)

5- حلقه آب بندی گردان (Rotary Seal Ring)

6- لائی گردان آب بندی (Rotary, Seal Ring Packing)

7- فنر (Spring)

8- محافظ فنر (Spring Sleeve)

9- پیچ تنظیم (Set Screw)

10- واشر (Washer)

راه اندازی پمپ ها (Start up):

برای راه اندازی پمپ ها باید نکات ذیل مورد توجه قرار گیرد:

1- بررسی سیستم روغن کاری

2- گریسکاری بعضی از قسمت ها در صورت لزوم

3- بررسی سیستم خنک کن یاتاقان ها

4- گرم کردن پمپ هایی که مایع گرم پمپ می کنند قبل از راه اندازی

5- چرخاندن محور پمپ ها با دست برای اطمینان از جام نبودن آن ها

6- تنظیم شیر ورودی و خروجی

7- پمپ گریز از مرکز را نباید بدون مایع پمپ شونده به کار انداخت.

8- هیچگاه نباید پمپ های رفت و برگشتی را با خروجی بسته به کار انداخت.

9- اگر پمپ گریز از مرکز را با خروجی بسته به کار انداختید، نگذارید مدت طولانی شود.

10- پمپ را باید هواگیری کرد.

خوابانیدن پمپ ها (Shut down):

برای خوابانیدن پمپ ها(از سرویس خارج کردن) باید نکات زیر را در نظر گرفت:

1- اگر پمپ گریز از مرکز است باید اول شیر خروجی را بست تا در موقع خوابانیدن به شیر یکطرفه پمپ ضربه وارد نشود. از طرفی ممکن است خوب کار نکند و با نشت آب پمپ در جهت عکس بچرخد.

2- اگر پمپ رفت و برگشتی است احتیاج به بستن شیر نیست. به عبارت دیگر نباید شیر خروجی پمپ های رفت و برگشتی را به هنگام خوابانیدن بست، زیرا با بستن آن فشار بالا می رود و امکان دارد که قسمتی از پمپ و خروجی پاره شود یا اینکه موتور پمپ بسوزد.

3- اگر پمپ به عنوان یدک خوابیده می شود باید دستگاه خودکار را مورد بررسی قرار داد که مطمئن شویم در صورت لزوم کار خواهد کرد.

4- اگر پمپ را برای تعمیرات کلی می خوابانیم باید شیر ورودی و خروجی را کاملا بسته نگه داشت و در صورت لزوم ورودی و خروجی را با صفحه کور(Blank) ببندیم.

5- اگر پمپ به عنوان یدک خوابیده است باید سیستم خنک کننده و سیستم روغن کاری آن ها همچنان در سرویس باقی بمانند.