١-١- عنصر پالادیوم. ٢
١-٢- خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم. ٢
١-٣- کاربردهای پالادیوم. ٣
١-٤- مشکل تعیین Pd در نمونه های محیطی.. ٤
١-٥- روش های اندازه گیری و شناسایی پالادیوم. ٥
١-٥-١- روش های اسپکتروفتومتری.. ٥
١-٥-٢- روش فلورسانس اشعه ایکس… ٥
١-٥-٣- روش اسپکتروسکوپی جذب اتمی الکتروترمال. ٥
١-٥-٤- اسپکتروسکوپی جذب اتمی شعله ای.. ٦
١-٥-٥- اسپکتروسکوپی جرمی ترکیب شده  با پلاسما ٦
١-٥-٦- روش های الکتروشیمیایی.. ٦
١-٦- رودانین.. ٧
١-٧- سورفاکتانت.. ٧
فصل دوم. ۹
بر روش های میکرواستخراج مایع- مایع پخشی.. ۹
٢-١- مقدمه. ١۰
٢-٢- میکرواستخراج مایع– مایع پخشی ) (DLLME. ١٢
٢-٣- انواع روش های میکرواستخراج. ١٤
٢-٣-١-  استخراج فاز جامد پخشی (DSPE) ١٤
٢-٣-٢- میکرواستخراج تک قطره (SDME) ١٥
٢-٣-٣- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی کمک شده با مگنت آهنربایی (MSA-DLLME) ١٥
٢-٣-٤- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی با کاهش مصرف حلال (DLLME-LSC) ١٥
٢-٣-٥- میکرواستخراج مایع-مایع پخشی مایع یونی کنترل شده دمایی (TIL-DLLME) ١٦
٢-٣-٦- میکرو استخراج مایع مایع پخشی بر اساس انجماد قطرات آلی شناور (SFO-DLLME) ١٧
٢-٣-٧- کاربردهای میکرو استخراج مایع- مایع پخشی.. ١٧
فصل سوم. ١٨
بخش تجربی.. ١٨
٣-١- مقدمه. ١۹
٣-٢- مواد و تجهیزات.. ١۹
٣-٢-١- مواد شیمیایی.. ١۹
٣-٢-٢- تجهیزات و وسایل.. ١۹
٣-٣- تهیه محلولهای استاندارد. ٢٠
٣-٤- نحوه تشکیل کمپلکس پالادیوم-رودانین و استخراج آن. ٢٠
٣-٥- بهینه سازی شرایط استخراج. ٢٢
٣-٥-١- جنس حلال استخراجی.. ٢٢
٣-٥-٢- حجم حلال استخراجی.. ٢٣
٣-٥-٣- نوع حلال پخشی.. ٢٤
٣-٥-٤- حجم حلال پخشی.. ٢٥
٣-٥-٥- اثرpH.. ٢٦
٣-٥-٦- تعیین غلظت بهینه سورفاکتانت.. ٢٧
٣-٥-٧- تعیین غلظت بهینه لیگاند. ٢٨
٣-٦- ارقام شایستگی روش… ٣۰
٣-٦-١- منحنی کالیبراسیون. ٣۰
٣-٦-٢- حد تشخیص… ٣١
٣-٦-٣- فاکتور تغلیظ.. ٣٢
٣-٧- تجزیه نمونه های حقیقی.. ٣٢
٣-٧-١- اندازه گیری پالادیوم در نمونه آب شهر. ٣٢
٣-٧-٢- آماده سازی نمونه کاتالیزور اتومبیل.. ٣٣
٣-٧-٣- اندازه گیری پالادیوم در کاتالیزور اتومبیل.. ٣٤
٣-٨- مقایسه روش پیشنهادی با سایر روش های اندازه گیری پالادیوم. ٣٤
3-9- نتیجه گیری.. ٣٥
 
 
فهرست شکل ها

شکل ١-١.ساختار مولکولی رودانین ………………………………………………………………………………………………………………………….٧ شکل ١-٢. شماتیکی از ساختار سورفاکتانت  مورد استفاده در این تحقیق (CpC) ……………………………………………٨ شکل ٢-١. شماتیکی از میکرو استخراج مایع- مایع پخشی…………………………………………………………………………………….١٤ شکل ٢-٢. مقاله های چاپ شده در ارتباط با تکنیک میکرو استخراج مایع- مایع پخشی برای استخراج یونهای   فلزی و ترکیبات آلی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………..١٧ شکل ٣-١. مراحل انجام میکرو استخراج مایع- مایع پخشی در سرنگ ………………………………………………………………..٢١ شکل ٣- ٢.کمپلکس رودانین با فلزات پالادیوم, نقره, طلا…………………………………………………………………………………….٢١ شکل ٣-٣.  طیف مربوط به شاهد و کمپلکلس پالادیوم-رودانین ………………………………………………………………………..٢٢ شکل٣-٤. اثر نوع حلال استخراجی بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………………………..٢٣ شکل ٣-٥. اثر تغییر حجم حلال استخراجی بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………….٢٤ شکل٣-٦. اثر نوع حلال پخشی بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………………………………٢٥ شکل ٣-٧.اثر تغییر حجم حلال پخشی بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………………….٢٦ شکل ٣-٨. اثر pH بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………………………………………………….٢٧ شکل ٣-۹. اثر تغییر غلظت لیگاند رودانین بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ……………………………………٢٨ شکل ٣-١۰. اثر تغییر غلظت لیگاند رودانین بر میکرواستخراج کمپلکس پالادیم-رودانین ………………………………….٢۹ شکل ٣-12. منحنی کالیبراسیون استخراج پالادیوم توسط تکنیک میکرو استخراج مایع- مایع پخشی با بهره گرفتن از لیگاند رودانین ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….٣۰ شکل ٣-١3. طریقه آماده سازی نمونه…………………………………………………………………………………………………………………….٣٣ شکل ٣-١4. منحنی افزایش استاندارد در کاتالیزور اتومبیل توسط تکنیک میکرو استخراج مایع- مایع پخشی با استفاده از لیگاند رودانین………………………………………………………………………………………………………………………………………….٣٤

 
فهرست علائم
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مولاریته	M
طول موج	λ)nm(
قسمت در میلیون (میلی گرم بر لیتر)	ppm(mg.L-1)
قسمت در بیلیون (میکرو گرم بر لیتر)	ppb(μg.L-1)
چگالی (گرم بر سانتیمتر مکعب)	d(g.cm-3)
فلورسانس اشعه ایکس	XRF
اسپکترومتری پلاسمای القایی جفت شده	ICP
اسپکترومتری جذب اتمی	AAS
کروماتوگرافی گازی	GC
اسپکتروفوتومتری جذبی ماوراء بنفش- مرئی	UV-VIS
میکرو استخراج مایع- مایع پخشی	DLLME
میکرو استخراج فاز مایع	LPME
میکرو استخراج با قطره	SDME
میکرو استخراج فاز جامد	SPME
میکرو استخراج با جریان پیوسته	CFME
میکرو استخراج با قطره شناور مستقیم	DSDME
میکرو استخراج با قطره در فضای فوقانی	HS-SDME
میکرو استخراج براساس انجماد قطره شناور آلی	SFDME
میکرو استخراج مایع مایع پخشی بر اساس انجماد قطرات آلی شناور	SFO-DLLME
میکرواستخراج مایع-مایع پخشی با حلال	LLME-LSC
میکرواستخراج مایع-مایع پخشی همراه با مگنت آهنربایی	MSA-DLLME
سیتیل پریدینیوم کلراید منو هیدرات	CPC

رودانین                                                                                       PDR
 
 فهرست جداول

جدول ١–١– خواص اتمی، فیزیکی و شیمیایی پالادیم………………………………………………………………………………………………………………………………………٣

جدول ٣-١- شرایط بهینه برای استخراج کمپلکس پالادیوم-رودانین………………………………………………….٢۹

جدول ٣-٢-ارقام با ارزش در اندازه گیری پالادیوم به روش میکرواستخراج مایع-مایع پخشی…………..٣١

جدول ٣-٣-مقایسه روش میکرواستخراج مایع-مایع پخشی با سایر روشها…………………………………………٣٥

 

فصل اول

 

پالادیوم و روش های تجزیه آن

١-١- عنصر پالادیم
پالادیم عنصری فلزی به رنگ سفید است که در سال١٨٣٠ توسط ویلیام ولاستون دانشمند انگلیسی کشف گردید. این ماده معمولأ همراه کانیهای پلاتین، مس و جیوه یافت می شود. نام  این عنصر از آستروئید پالاس گرفته شده است. پالاس نام یک الهه یونانی است، الهه حکمت و فرزانگی. پالادیم همراه با پلاتین و دیگر فلزات گروه پلاتین در نهشته های پلاسر روسیه و آمریکای جنوبی، آمریکای شمالی، اتیوپی و استرالیا یافت می شود. این عنصر همچنین در نهشته های مس – نیکل در آفریقای جنوبی و اونتاریو یافت می شود. پالادیم را میتوان از فلزات گروه پلاتین نیز جدا نمود. آفریقای جنوبی و روسیه، تولید کنندگان بزرگ جهانی فلزات اصلی گروه پلاتین بخصوص پالادیم هستند. در شوروی سابق، پلاتین به عنوان محصول فرعی از استخراج پالادیم و در کانادا، پلاتین به عنوان محصول فرعی از استخراج نیکل، تولید می شود. آفریقای جنوبی تنها کشوری است که پلاتین را به عنوان ماده اولیه استخراج می کند. اگر در بازار جهانی در عرضه آنها وقفه رخ دهد لازم است که همه کشورهای مصرف کننده حداقل برای مصرف یک سال این ماده ذخیره داشته باشند [1].

١-٢- خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم

 

 

 

 

 

 

 

 

 

همانگونه که ذکر شد، پالادیوم یک فلز سفید – نقره ای متالیک و نرم است که شبیه پلاتین بوده، در مجاورت هوا سیاه نمی‌شود. این فلز با چگالی اندک خود، پایین‌ترین نقطه ذوب را در میان فلزات گروه پلاتین دارد. زمانی که به آن حرارت داده شود، به میزان زیاده کشیده و نرم شده، در دمای سرد سفت و محکم می‌شود. پالادیوم به‌شدت با ترکیبات گوگردی و اسید نیتریک ترکیب شده، به‌آرامی در اسید کلریدریک حل می‌شود. همچنین این فلز در دماهای معمولی با اکسیژن ترکیب نمی‌شود و به طرز غیر معمول و بسیار عجیبی خاصیت جذب هیدروژن را تا ۹۰۰  برابرحجم خود در دمای اتاق داشته است. حالتهای معمولی اکسیداسیون پالادیوم +۲، +۳ و +۴ می‌باشد. اخیرا ترکیبات پالادیوم که در آن، این عنصر اکسیداسیون +۶ دارد هم سنتز شده است[1].
در جدول ١-١ مطالبی در مورد خواص فیزیکی و شیمیایی پالادیوم آورده شده است [2].
 

1  

مقدمه

 

2  

 

فصل اول :کلیات

 

3 1-1

 

معرفی گیاهان دارویی

 

5-4 2-1

 

آویشن

 

6 3-1

 

گیاه شناسی

 

7 4-1

 

شیمی گیاه

 

8-7 5-1

 

اکولوژی

 

9 6-1

 

مصارف گیاه آویشن

 

10-9 7-1

 

گونه های مختلف آویشن

 

11 1-7-1

 

آویشن باغی

 

11 2-7-1

 

آویشن دنایی

 

12-11 3-7-1

 

بررسی گونه های دیگر

 

12 8-1

 

اسانس

 

15-13 9-1

 

طبقه بندی ترکیبات شیمیایی موجود در اسانس

 

15 10-1

 

ترکیبات شیمیایی اسانس

 

21-15 11-1

 

ترپنوئید ها

 

21 12-1

 

هیدرو کربن های معطر

 

22-21 13-1

 

مهیا سازی اندامهای گیاهی برای استخراج اسانس

 

23 14-1

 

روش های استخراج اسانس

 

24 1-14-1

 

روش تقطیر

 

24 2-14-1

 

ریز استخراج با فاز جامد فوقانی

 

25 3-14-1

 

ریز استخراج با حلال از فضای فوقانی

 

25 4-14-1

 

استخراج به کمک امواج مافوق صوت

 

26 5-14-1

 

استخراج با سیال فوق بحرانی

 

26 15-1

 

تاریخچه استفاده از مایکروویو

 

27 1-15-1

 

اصول گرم کردن به وسیله امواج مایکروویو

 

29-27 2-15-1

 

دستگاهوری در مایکروویو

 

30 3-15-1

 

سیستم های سر بسته

 

31-30 4-15-1

 

سیستم های باز

 

31 16-1

 

اسکن الکترونی

 

32 1-2

 

فصل دوم : بر پژوهش های گذشته

 

34 1-1-2

 

کاربردهای MAE برای استخراج مواد طبیعی

 

37-35 2-1-2

 

گلیکوزید پیر یمیدین

 

38-37 3-1-2

 

گوسیپدل

 

38 4-1-2

 

آلکا لوئید ها

 

38 5-1-2

 

ترپن ها

 

39-38 6-2-1

 

اسانس ها

 

39  

 

فصل سوم : تجربی

 

 

40 1-3

 

مواد و روشها

 

41 2-3

 

دستگاهوری

 

41 1-2-3

 

مشخصات دستگاه مایکروویو

 

41 2-2-3

 

مشخصات آون

 

42 3-2-3

 

مشخصات GC

 

42 4-2-3

 

مشخصات GC/MS

 

42 3-3

 

روش اسانس گیری

 

43 4-3

 

مراحل کار

 

44 1-4-3

 

بررسی تاثیر روش استخراج بر روی کمیت و کیفیت اسانس

 

44 2-4-3

 

مقایسه اسانسهای حاصل از گونه های مختلف گیاه آویشن

 

44 3-4-3

 

بررسی تاثیر روش خشک کردن بر روی اسانس

 

45 4-4-3

 

بهینه سازی قدرت

 

45 5-4-3

 

بهینه سازی زمان

 

45 6-4-3

 

بهینه سازی حجم حلال

 

45  

 

فصل چهارم : بررسی داده ها

 

46 1-4

 

مقایسه دو روش استخراج اسانس برای آویشن دنایی گل بنفش

 

48-47 2-4

 

مقایسه ترکیبات موجود در اسانس دو گونه های آویشن توسط مایکروویو استخراج شده

 

50-49 3-4

 

بررسی تاثیر روش های خشک کردن بر روی اسانس

 

55-51 4-4

 

بهینه سازی قدرت دستگاه

 

56 1-4-4

 

رابطه میان قدرت دستگاه با بازده اسانس

 

56 2-4-4

 

رابطه میان توان دستگاه و مواد خروجی

 

57 3-4-4

 

بررسی سطح زیر پیک برای چند ماده مهم اسانس در توانهای مختلف

 

62-58 5-4

 

بهینه سازی زمان

 

63 1-5-4

 

رابطه میان زمان با مواد خروجی

 

63 2-5-4

 

رابطه میان زمان با غلظت اجزای مهم تشکیل دهنده اسانس

 

68-64 6-4

 

بهینه سازی حجم حلال

 

69 1-6-4

 

رابطه میان حجم حلال با حجم مختلفی از آب

 

73-70 2-6-4

 

رابطه بازده اسانس آویشن با حجم آب

 

73  

 

فصل پنجم :نتیجه گیری

 

74  

 

فهرست منابع

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست جداول		شماره صفحه
1	ترکیبات موجود در 100 گرم پیکر رویشی خشک آویشن	8
2	خصوصیات تیمول	17
3	ویژگی­های کارواکرول	18
4	ثابت دی الکتریک حلالها	28
5	استفاده از روش MAE در استخراج مواد طبیعی	36-34
6	ترکیبات شیمیایی موجود در اسانس آویشن با دو روش مختلف اسانسگیری	46
7	مقایسه ترکیبات شیمیایی موجود در دو گونه آویشن	48
8	ترکیبات موجود در اسانس آویشن دنایی برای سه شیوه مختلف خشک کردن	50
9	بازده اسانس در شیوه های مختلف خشک کردن	53
10	رابطه میان توان دستگاه با بازده	55
11	رابطه میان قدرت دستگاه با تعداد مواد خروجی	56
12	رابطه میان زمان اسانس گیری با مواد خروجی با قدرت 800 وات	62
13	رابطه میان زمان اسانس گیری با مواد خروجی با قدرت 400وات	62
14	سطح زیر پیک برای مواد مختلف در زمان های متفاوت در دو قدرت	63
15	سطح زیر پیک برای مواد مختلف در حجم های متفاوت آب	64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست نمودارها			شماره صفحه
1		سطح زیر پیک برای ترکیبات اسانس با دو شیوه مختلف اسانس­گیری	47
2		درصد ترکیبات شیمیایی موجود در دو گونه آویشن	49
3		سطح زیر پیک برای گاماترپینن برای شیوه های مختلف خشک کردن	51
4		سطح زیر پیک برای تیمول برای شیوه های مختلف خشک کردن	51
5		سطح زیر پیک برای کارواکرول برای شیوه های مختلف خشک کردن	52
6		سطح زیر پیک برای کاریئوپیلن برای شیوه های مختلف خشک کردن	52
7		رابطه میان توان دستگاه با بازده	55
8		رابطه میان توان دستگاه با مواد خروجی	56
9		سطح زیر پیک برای بتامیرسن در توان­های مختلف دستگاه	57
10		سطح زیر پیک برای پاراسیمن در توان­های مختلف دستگاه	58
11		سطح زیر پیک برای لینالول در توان­های مختلف دستگاه	59
12		سطح زیر پیک برای تیمول در توان­های مختلف دستگاه	60
13		سطح زیر پیک برای کارواکرول در توان­های مختلف دستگاه	61
14		رابطه میان مواد خروجی با زمان های مختلف اسانس گیری	62
15		سطح زیر پیک برای بتا میرسن در زمان های مختلف اسانس گیری	64
16		سطح زیر پیک برای پاراسیمن در زمان های مختلف اسانس گیری	64
17		سطح زیر پیک برای گاماترپینن در زمان های مختلف اسانس گیری	65
18		سطح زیر پیک برای کارواکرول در زمان های مختلف اسانس گیری	65
19		سطح زیر پیک برای کاریئوپیلن در زمان های مختلف اسانس گیری	66
20		غلظت های متفاوت از مونوترپنها و ترکیبات اکسیژن دارو سسکوئی ترپن ها	67
21		سطح زیر پیک برای بتا میرسن در حجم های مختلف آب	69
22		سطح زیر پیک برای پاراسیمن در حجم های مختلف آب	69
23		سطح زیر پیک برای گاماترپینن در حجم های مختلف آب	70
24		سطح زیر پیک برای بورنئول در حجم های مختلف آب	70
25		سطح زیر پیک برای کارواکرول در حجم های مختلف آب	71
26		سطح زیر پیک برای کاریئوپیلن در حجم های مختلف آب	71
27		رابطه میان بازده با حجم های متفاوت آب	72
	فهرست اشکال		شماره صفحه
1	گیاه آویشن		6
2	دستگاه کلونجر		23
3	محدوده فرکانس و طول موج امواج الکترومغناطیس		27
4	نحوه گرم شدن به روش کلاسیک و روش مایکروویو		27
5	دیاگرام بسته دستگاه مایکروویو		29
6	سیستم باز مایکروویو		30
7	میکروگراف اسکن الکترونی غدد آویشن شیرازی		32
8	دستگاه مایکروویو – کلونجر		40
9	دستگاه GC/MS		42

 
چکیده
روش استخراج اسانس های گیاهی می تواند درصد و نوع ترکیبات شیمیایی موجود در آن را تغییر دهد.
در این تحقیق اسانس حاصل از آویشن با دو روش تقطیر با آب و استخراج با مایکروویو، استخراج گردیده و ترکیب شیمیایی اسانس های حاصل به کمک دستگاه کروماتوگرافی گازی – اسپکتروسکپی جرمی GC/MS شناسایی شد. همچنین اثر قدرت، زمان وحجم حلال در این کار بهینه شد. در این کار تاثیر روش های مختلف خشک کردن بر روی کمیت و کیفیت اسانس نیز بررسی شد.
یافته ها نشان داد که اجزای اصلی اسانس آویشن دنایی در روش تقطیر با آب به صورت زیر بود : پاراسیمن(16/1٪)، گاماترپینن (96/0٪)، تیمول (15/66٪)، کارواکرول(20/18٪) و کاریئوپیلن(20/2٪)
و در روش استخراج به کمک مایکروویودرصد اجزا به صورت زیر بود. پاراسیمن(05/3٪)، ­گاما ترپینن(92/2٪)، تیمول (48/78٪)، کارواکرول (57/6٪) وکاریئوپیلن (22/4٪)
همچنین مشخص شد که آویشن دنایی گل بنفش نسبت به آویشن پابسن دارای تیمول بیشتری می­باشد.
هنگام بهینه سازی توان دستگاه مشخص شد که در توانهای بالای دستگاه مقدار ترکیبات اکسیژن دار افزایش می­یابد. همچنین با گذشت زمان غلظت ترکیبات مونوترپنی کاهش یافته و غلظت ترکیبات اکسیژن دار افزایش می­یابد، زیرا ترکیبات مونوترپنی به شدت به گرما و نور حساس هستند.
نتیجه آن که این دو تحقیق نشان می­دهد تفاوت در روش استخراج به ویژه از جهت درجه حرارت و زمان فرایند سبب تغییر در ترکیبات شیمیایی به دست آمده، می­ شود.
همچنین مشاهده شد که هنگامی که گیاه در مایکروویو خشک می­گردد،  به علت سرعت بالای خشک شدن کیفیت اسانس حفظ می­گردد.
 
واژگان کلیدی
اسانس، مایکروویو، ترکیب شیمیایی، گیاه آویشن، دستگاه کروماتوگرافی گازی/ جرمی
                             
مقدمه
 تحقیقات در زمینه استخراج ترکیبات فعال بیولوژیکی از گیاهان به سرعت در حال انجام می­باشد. در روش های قدیمی مثل تقطیر با بخار آب، با توجه به مدت زمان طولانی حرارت دادن برای رسیدن به دمای لازم جهت تبخیر ترکیبات فرار، بسیاری از این ترکیبات از دست می­روند، ترکیبات غیر اشباع و استری تجزیه و انرژی و زمان زیادی تلف خواهد شد. در روش هایی نیز که برای استخراج نهایی از حلالهای شیمیایی استفاده می­ کنند، خطر ایجاد مسمومیت توسط حلال وجود دارد.
به این دلیل که از اسانس های اکثر گیاهان آروماتیک در صنایع مختلف استفاده میشود، یافتن بهترین روش استخراج برای بهبود کیفیت اسانس ها در راستای رسیدن به مناسبترین ترکیب شیمیایی مورد نظر، برای هر نوع کاربرد خاص که با قوانین سازگاری داشته باشد، ضروری است. برای مثال در صنایع غذایی علاوه بر این که کیفیت عطر و طعم اسانس مهم است، حلالیت آن در مواد غذایی نیز مطرح است.
در سالهای اخیر استفاده از امواج الکترو مغناطیس در ناحیه امواج ریز موج کاربرد زیادی را در زمینه های مختلف از جمله آون های خانگی ودستگاهی و کاربردهای زیست پزشگی فراهم نموده است.
کاهش حلال مورد استفاده و تشکیل مقدار ناچیز محصول جانبی وکاهش آلودگی و کاهش زمان واکنش همچنین استفاده از واکنشگرها در مقیاس میکرو و کاهش انرژی مورد نیاز در مقایسه با روش های حرارتی معمولی و افزایش انتخاب پذیری واکنش از مزایای این تکنیک شیمی سبز محسوب می­ شود. از آنجا که شیشه و بسیاری از ترکیبات پلیمری تقریبا قابلیت عبور امواج ریز موج را دارند می­توانند به عنوان سلهای واکنش استفاده شوند. این خواص ریز موج

1-1-           بخش اول : مقدمه. 8
1-1-1- جذب سطحی.. 8
1-1-2-        مقایسه کلی انواع جذب سطحی.. 12
1-1-3- معیار انتخاب فرایندهای جذب سطحی.. 12
1-1-4-            پارامترهای مؤثر بر جذب.. 13
1-1-5-            جاذب ها 16
1-1-6-            روش های احیای جاذب.. 18
1-1-7-            تعادل : منحنی هم دمای جذب.. 18
1-1-8-            ایزوترم های جذب سطحی.. 21
1-2-           بخش دوم: بررسی ویژگی اورانیوم. 27
1-2-1-    اورانیوم. 27
1-2-2-                     کاربردهای فلز اورانیوم. 28
1-2-3-            تولید و توزیع. 29
1-2-4-    هشدارها 29
1-2-5-        هگزافلوراید اورانیوم. 30
1-2-6-            روش های تولید انرژی هسته ای.. 31
1-2-7-        غنی سازی.. 31
1-2-8- غنی سازی با دستگاه سانتریفیوژ 33
1-2-9- غنی سازی اورانیوم از طریق میدان مغناطیسی بسیار قوی.. 33
1-2-10-            تله شیمیایی.. 34
1-2-11- بررسی انواع جاذب مورد استفاده در سیستم غنی سازی اورانیوم. 35
1-2-12-      کربن فعال. 36
1-2-13-            فلورید سدیم. 41
1-3-           بخش سوم: بررسی جاذب های مورد استفاده در صنایع غنی سازی.. 42
روی آلومینا و فلورید سدیم. 43
1-3-2-            سرعت واکنش… 44
1-3-3-            احیا و قابلیت های بازیافت.. 46
1-3-4- تاثیر دیگر اجزای خوراك گازی.. 46
1-3-5-            مطالعه افت فشار 47
1-3-6- نمودار شکست و مدل سازی آن. 47
49
2-1-           بخش اول: مقدمه. 50
2-1-1-            اثر ناپذیرسازى.. 51
2-1-2-            آزمایش جذب استاتیك… 52
2-1-3-            نتایج تجربی.. 55
نسبت به زمان در هنگام جذب سطحی.. 56
2-3-           بخش سوم:ایزوترم جذب UF6 توسط سدیم فلوراید. 62
2-4-           بخش چهارم:آزمایش های واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلوراید. 64
2-4-1-            واجذب: 65
2-4-2-            جذب: 66
2-4-3-            مراحل آزمایش: 67
2-5-           بخش پنجم: آزمایش های جذب و واجذب متوالی UF6 بر روی نانو جاذب سدیم فلوراید. 73
2-5-1-                          آزمایش اول جذب و واجذب.. 73
2-5-2-            آزمایش دوم جذب و واجذب.. 75
2-5-3-            آزمایش سوم جذب و واجذب.. 77
2-5-4-            آزمایش چهارم جذب و واجذب.. 79
2-5-5-            آزمایش پنجم جذب و واجذب.. 81
2-5-6-            نتایج آزمایشات جذب و واجذب متوالی.. 82
2-5-7-            جذب در دمای بالا: 83
85
3-1-           نتایج جذب سطحی.. 86
3-2-           نتایج واجذب.. 87
89
4-1-           نتیجه گیری.. 90
4-2-           پیشنهادات.. 91
: 92
پیوست الف : اورانیوم. 94
پیوست (ب) سدیم فلورید. 101
 
فهرست جدول ها
روی چهار جاذب در آزمایش شولتز 44
جدول ‏2‑1داده های جذب در فشار های اولیه مختلف.. 56
جدول ‏2‑2تغییرات گرم جذب شده به گرم جاذب با فشار تعادلی برای جذب UF6 بر روی نانوجاذب سدیم فلورید  62
جدول ‏2‑3داده های جذب برای شروع فرایند واجذب.. 66
جدول ‏2‑4در صد واجذب در دماهای مختلف.. 72
جدول ‏2‑5 در صد واجذب در دماهای مختلف.. 73

جدول ‏2‑7داده های جذب برای سدیم فلورید. 74
جدول ‏2‑8داده های جذب برای سدیم فلوریدی که یکبار واجذب شده 76
جدول ‏2‑9داده های جذب برای سدیم فلوریدی که دوبار واجذب شده 78
جدول ‏2‑10 جذب برای سدیم فلوریدی که سه مرتبه واجذب شده 80
جدول ‏2‑11داده های جذب برای سدیم فلوریدی که چهار مرتبه واجذب شده 82
جدول ‏2‑12نتایج جذب و واجذب متوالی گاز UF6 بر روی نانوجاذب سدیم فلورید. 83
 
فهرست نمودارها
 نمودار ‏1‑1 )مقایسه تغییرات جذب هگزافلورید اورانیوم برای NaF و آلومینا H –151.. 45
 نمودار ‏2‑1)سامانه مورد استفاده جهت انجام آزمایشات جذب و دفع استاتیکی.. 53
نمودار ‏2‑2) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 14.03. 57
نمودار ‏2‑3) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 21.62. 57
نمودار ‏2‑4) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 28.70. 58
نمودار ‏2‑5) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 40.96. 58
نمودار ‏2‑6) تغییرات فشار برحسب زمان در فشار اولیه 53.68. 59
نمودار ‏2‑7) تغییرات فشار بر حسب زمان در فشارهای اولیه مختلف… 59
نمودار ‏2‑8) تغییرات درصد جذب بر حسب فشار اولیه. 60
نمودار ‏2‑9) تغییرات گرم جذب شده به گرم جاذب بر حسب فشار اولیه. 60
نمودار ‏2‑10) تیءوری لانگمویر و فرندلیچ.. 63
نمودار ‏2‑11) نمودار تجربی ایزوترم جذب سطحی UF6 بر روی سدیم فلوراید. 63
نمودار ‏2‑12) تغییرات فشار UF6 با زمان در دمای 100 درجه سانتی گراد. 68

 

نمودار ‏2‑13) تغییرات فشار UF6 با زمان در دمای 180 درجه سانتی گراد. 69
نمودار ‏2‑14) تغییرات فشار UF6 با زمان در دمای200 درجه سانتی گراد. 70
نمودار ‏2‑15) تغییرات فشار UF6 با زمان در دمای250 درجه سانتی گراد. 71
نمودار ‏2‑16) تغییرات فشار UF6 با زمان در دماهای مختلف… 72
نمودار ‏2‑17) تغییرات فشار UF6 بر حسب زمان.. 74
نمودار ‏2‑18) تغییرات فشار بر حسب زمان در فرایند واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلورید. 75
نمودار ‏2‑19) تغییرات فشارUF6 برحسب زمان بر روی سدیم فلورایدی که یک مرتبه واجذب شده 76
نمودار ‏2‑20) تغییرات فشار بر حسب زمان در فرایند واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلورید در دمای 200 درجه سانتی گراد. 77
نمودار ‏2‑21) تغییرات فشار UF6 برحسب زمان بر روی سدیم فلوریدی که دوبار واجذب شده. 78
نمودار ‏2‑22) تغییرات فشار بر حسب زمان در فرایند واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلورید در دمای 200 درجه سانتی گراد. 79
نمودار ‏2‑23 ) تغییرات فشار UF6 برحسب زمان بر روی سدیم فلوریدی که سه مرتبه واجذب شده است. 80
نمودار ‏2‑24) تغییرات فشار بر حسب زمان در فرایند واجذب UF6 از روی نانو جاذب سدیم فلورید در دمای 200 درجه سانتی گراد. 81
نمودار ‏2‑25) تغییرات فشار UF6 برحسب زمان بر روی سدیم فلوریدی که چهارمرتبه واجذب شده است. 82
 

1-     فصل نخست:

  
مطالعات کتابخانه ای
 

1-1-بخش اول : مقدمه

گاهی در صنعت لازم است که یک جزء و یا اجزاء مختلف را از یک مخلوط به وسیله روش های مناسب جدا کرد. نوع روش انتخاب شده برای جداسازی به عوامل مختلفی مانند ماهیت ماده و مخلوط، اندازه، غلظت، فاز ماده و … بستگی دارد. به طور كلی جداسازی بر اساس نیروی محركه شیمیایی به پنج دسته كلی تقسیم می­ شود كه هر مخلوط را می توان با بهره گرفتن از یكی از این روش ها و یا تركیبی از آنها جداسازی كرد.
روش های عمومی جداسازی عبارتند از :
1- جداسازی از طریق ایجاد یک فاز جدید ( تقطیر)
2- جداسازی از طریق افزودن یک فاز جدید (استفاده از حلال)
3- جداسازی از طریق ایجاد مانع ( استفاده از غشاء)
4- جداسازی با بهره گرفتن از ذرات جامد ( جذب سطحی)
5- جداسازی به وسیله میدان مغناطیسی یا الكتریكی

1-1-1-               جذب سطحی

جذب سطحی نوعی فرایند جداسازی است كه در آن برخی از اجزای یک فاز سیال به سطح جاذب منتقل می شود. به طور كلی در مواد جامد، ساختار سطح با ساختمان توده جامد متفاوت است، به طوریكه سطح از لحاظ انرژی كاملاً اشباع نبوده و زمانیكه جامد در معرض یک گاز قرار می گیرد، مولكولهای گاز به مراكز موجود در سطوح متصل شده و جذب می گردند، این پدیده جذب گاز توسط جامد[1] نامیده می شود.
یک دستگاه ساده جذب سطحی متشكل از یک سیلندر است كه جاذب در آن قرار گرفته، و جریان گاز و مایع بر روی آنها برقرار است. در حالت معمول، ذرات كوچك جامد در یک بستر، ثابت نگه داشته می شوند و گاز به طور پیوسته از آن بستر عبور می كند. در نهایت جامد تقریباً اشباع شده و جداسازی دیگر قابل انجام نیست. در این هنگام، جریان به بستر دوم انتقال می یابد تا اینكه جاذب اشباع شده، تعویض یا احیا شود.
جذب سطحی به عنوان مهمترین فرایند در جداسازی برای غلظت های پایین مطرح می­ شود. در جذب سطحی بر خلاف فرایند جذب كه در آن جداسازی در توده ی سیال اتفاق می­افتد جداسازی در سطح جامد صورت می پذیرد،.
نكته مهمی كه در جذب سطحی باید مورد توجه قرار گیرد این است كه این شیوه جداسازی زمانی به عنوان یک روش کارامد مورد استفاده قرار می گیرد، كه جداسازی در غلظت های پایین مدنظر باشد. از آنجا كه ذراتی كه در جذب سطحی مورد استفاده قرار می گیرند پس از مدتی اشباع شده و توانایی جذب اولیه را از دست می دهند، بنابراین این روش در غلظت های بالا كاربرد چندانی ندارد زیرا جاذب ها به سرعت اشباع شده و قابلیت خود را از دست می دهند. اکثر جاذب ها موادی بسیار متخلخل هستند و جذب سطحی عمدتاً روی دیواره حفره ها یا مکان های مشخص در داخل ذره صورت می گیرد. از آنجایی که حفره ها عموما بسیار کوچکند، مساحت سطح داخلی چندین مرتبه بزرگتر از مساحت سطح خارجی بوده و تقریبا بین 500 تا 1000 متر مربع بر گرم می رسد. اختلاف در جرم مولکولی، شکل و یا قطبیت، باعث می شود برخی مولکول ها محکمتر روی سطح حفظ شوند. همچنین ممکن است حفره ها کوچکتر از آن باشند که مولکول های درشت تر را بپذیرند، در نتیجه مواد از هم جدا می شوند. در بسیاری از موارد، جزء جذب شونده به اندازه کافی محکم نگه داشته شده و جدا سازی کامل آن جز از سیال همراه با جذب بسیار کم سایر اجزا ممکن می­ باشد. در این صورت می توان با احیا جاذب، ماده جذب شده را به صورت غلیظ یا تقریبا خالص فراوری کرد.
كاربردهای جذب سطحی در فاز بخار شامل بازیافت حلال های آلی به كار رفته در رنگها، مركب چاپ و محلولهای مورد مصرف برای چدن ریزی است.
از جذب سطحی روی كربن برای جدا كردن مواد آلوده كننده ای مانند CO2،N2O و دیگر تركیبات بدبو از هوا استفاده می­ شود به طوریکه در اكثر اتومبیل های جدید از قوطی های زغالی استفاده می شود تا مانع ورود بنزین به هوای داخل ماشین شود. خشك كردن گازها اغلب با جذب سطحی آب روی سیلیكاژل، آلومینا یا دیگر جامدات متخلخل معدنی صورت می­گیرد. زئولیت ها یا غربالهای مولكولی، آلومینا و سیلیكاتهای طبیعی یا مصنوعی هستند كه در تهیه گازهای با نقطه شبنم پایین مؤثرند. از جذب سطحی روی غربالهای مولكولی برای تفكیک اكسیژن و نیتروژن، تهیه هیدروژن خالص به منظور تفكیک پارافین های معمولی از پارافین های شاخه دار و تركیبات آروماتیک نیز استفاده می شود.
جهت انتقال جرم در این فرایند، از فاز سیال به فاز جامد است و عكس آن، به فرایند دفع سطحی مشهور است. به منظور بازیابی برخی مواد ارزشمند (نظیر فلزات گرانقیمت) از سطوح جاذب، فرایند دفع با راندمان مناسب كاربرد فراوان دارد.
سرعت جریان گاز و زمان مورد نیاز برای چرخه مطلوب، اندازه بستر جاذب را تعیین می کند. با بهره گرفتن از بسترهای طویل تر، چرخه جذب را می توان به چند روز افزایش داد ولی افزایش افت فشار و سرمایه گذاری اولیه بالاتر ستون جذب، آن را غیر اقتصادی خواهند کرد.
فرایندهای جداسازی از طریق جذب سطحی تقریباً مشابه هستند، به این ترتیب كه مخلوطی كه باید جدا شود در تماس با یک فاز غیرقابل حل (جاذب) قرار گرفته و توزیع ناهماهنگی از اجزاء اصلی بین فاز جذب شده روی سطح جامد و تودة سیال اتفاق افتاده و جداسازی انجام می شود. دو نوع جداسازی در جذب سطحی مطرح است:
-1 جذب سطحی فیزیكی یا واندروالس
-2 جذب سطحی شیمیایی

1-1-1-1-    جذب سطحی فیزیكی یا واندروالس

این نوع جذب مربوط به فرایند برگشت پذیری است که نتیجة جذب از طریق نیروهای بین مولكولی بین جامد و مواد جذب سطحی شده حاصل می شود. به عنوان مثال، زمانیكه نیروهای بین مولكولی بین یک جامد و یک گاز بزرگتر از نیروهای بین مولكولی گاز به تنهایی باشد، حتی اگر فشار گاز پایین تر از فشار بخار در دمای جامد باشد، مولکول های گاز روی سطح جامد جذب می شوند. این جذب شدن معمولاً با گرما همراه بوده و کمی بزرگتر از گرمای نهان تبخیر است. مادة جذب شده در ساختمان كریستالی جامد جایگزین نشده و در آن حل نمی شود بلکه به طور كامل روی سطح جامد باقی می ماند.
در بیشتر مواقع در حالت تعادل، فشار جزئی ماده جذب شده مساوی با فشار فاز گاز در حال تماس بوده و با پایین آوردن فشار گاز یا با افزایش دما، گاز جذب شده به راحتی دفع می­ شود. جذب فیزیکی اختصاصی نمی ­باشد و مانند چگالش بطور کلی با هر سامانه گاز جامد اتفاق می افتد و به نوع جاذب یا جذب شونده بستگی ندارد به شرطی که ترکیب دما و فشار مناسب باشد. جذب سطحی برگشت پذیر (فیزیکی)، به گازها محدود نمی شود بلکه در مایعات نیز مشاهده شده است.

1-1-1-2-   جذب شیمیایی

جذب سطحی شیمیایی یا جذب سطحی فعال شده، نتیجه پیوند شیمیایی بین جامد و مادة جذب شده است. قدرت پیوندهای شیمیایی متفاوت بوده و ممکن است تركیبات شیمیایی تشكیل نشوند، اما در هر صورت نیروی چسبندگی در این نوع جذب از جذب فیزیكی بیشتر است. به دلیل واكنش شیمیایی، گرمای آزاد شده در طی جذب شیمیایی معمولاً بزرگتر از جذب فیزیكی است. این فرایند غالباً برگشت ناپذیر بوده و در مرحله دفع، مواد اصلی اغلب دچار تغییر شیمیایی می شوند. جذب شیمیایی بیشتر در كاتالیزورها مشاهده می شود.
مقدار گرمای جذب فیزیکی با مقدار گرما برای مایع شدن گاز جذب شده برابر است در حالی که گرمای جذب شیمیایی تقریبا با گرمای واکنش شیمیایی برابر است. از سوی دیگر فرایند جذب شیمیایی معمولا توسط مقاومت واکنش سطحی کنترل می شود و سرعت جذب با افزایش درجه حرارت افزایش می یابد.
در جداسازی و خالص سازی مواد، جزء مورد نظر توسط جاذب، جذب می گردد و در نزدیکی نقطه اشباع بستر دیگر کارایی لازم را جهت جداسازی مطلوب نخواهد داشت در این مرحله بستر بایستی توسط روش های دفع سطحی احیاء گردیده و سپس جاذب مورد استفاده قرار گیرد.

1-1-2-              مقایسه کلی انواع جذب سطحی

مقایسه خصوصیات جذب فیزیکی و شیمیایی ما را به تفاوت های زیر بین این دو نوع سازوکار رهنمون می سازد.
جذب فیزیکی پدیده ای برگشت پذیر است در صورتی که جذب شیمیایی برگشت پذیر نمی ­باشد.
در جذب فیزیکی تمام سطوح جامد در عمل جذب دخالت می کنند.
گرمای جذب فیزیکی کمتر از گرمای جذب شیمیایی است.
جذب فیزیکی می تواند در دماهای پایین صورت گیرد زیرا انرژی فعالسازی جذب فیزیکی کم می باشد.
جذب فیزیکی به نوع جاذب و نوع جذب شونده بستگی ندارد و در هر حالتی ممکن است انفاق بیافتد ولی جذب شیمیایی هم به نوع ماده و هم به نوع جاذب بستگی دارد. در جذب فیزیکی همیشه می توان جاذب را بازیابی کرده و دوباره استفاده کرد.

1-1-3-             معیار انتخاب فرایندهای جذب سطحی

مقایسه بین فرایندهای مختلف جداسازی در جهت انتخاب مناسب ترین فرایند، از اهمیت خاصی برخوردار است. سهولت جداسازی توسط تقطیر بوسیله ضریب فراریت α مشخص می شود كه برای یک مخلوط دوتایی ایده آل نسبت بین فشار بخارهای دو جزء می باشد. علی رغم فواید تقطیر، اساساً این فرایند انرژی زیادی مصرف می كند.
مواردی که فرایند جذب نسبت به تقطیر دارای ارجحیت است مشتمل بر موارد زیر می باشد:
1- جداسازی ترکیباتی که ضریب فراریت اجزای كلیدی آنها در حدود 5/1 یا كمتر باشد. مانند جداسازی ایزومرهای مختلف یک تركیب.
2- در صورتی که جریان خوراك ارزش كمی داشته باشد. در این موارد مقدار جزء غیرفرار بالا بوده و غلظت محصول موردنظر نسبتاً كم است، بنابراین جریان برگشتی از نسبت بالایی برخوردار است و در نتیجه نیاز به انرژی زیاد خواهد بود.
3- برای جداسازی دو گروه از اجزاء كه محدودة جوش آنها دارای محدودة هم پوشانی باشد. در این موقع حتی اگر ضریب فراریت نیز بزرگ باشد به چندین ستون تقطیر نیاز داریم.
4- جداسازی در دمای پایین و فشار بالا كه در عملیات تبدیل گاز به مایع مورد نیاز است.
5- موارد خاص جداسازی كه در آنها هزینه فرایند جذب به مراتب كمتر از هزینه فرایند تقطیر خواهد بود.

1-1-4-             پارامترهای مؤثر بر جذب

بر طبق تئوریهای موجود، ظرفیت جذب تعادلی به عوامل زیر بستگی دارد:
نوع جاذب
نوع جذب شونده
شرایط فرایند

1-1-4-1-  تأثیر نوع جاذب

جاذبها مواد جامد خلل و فرج داری هستند كه بدلیل خاصیت جذبی كه روی سطح خود دارند اجازه می دهند مولكولهای برخی مواد روی آنها مجتمع شده و جذب گردند. این خلل و فرج به شكل ها و اندازه های متفاوتی بوده و به شدت در میزان جذب و نوع ماده ای كه می تواند جذب كند تاثیر دارد.
نوع جاذب به دو صورت بر ظرفیت جذب مؤثر است:
1-حجم كل حفره جاذب
هرچه حجم حفره بیشتر باشد جذب شونده بیشتر جذب می شود و اگر جریان گاز (یا هوا) به طور كامل با جذب شونده اشباع باشد، ظرفیت جذب تعادلی ماكزیمم حاصل می شود.
2-توزیع اندازه حفره
مطابق تقسیم بندی IUPAC كه بر اساس سایز حفره ها می باشد حفره ها را براساس قطر به سه گروه زیر تقسیم كرده اند:
– میکروپور: حفره های ریز با قطر كمتر از 2 نانو متر
– مزوپور: حفره های متوسط با قطر بین 2 تا 50 نانو متر
– ماکروپور: حفره های بزرگ با قطر بیشتر از 50 نانو متر
جذب واقعی تقریباً فقط در حفره های ریز اتفاق می افتد. حفره های متوسط وظیفه انتقال جذب شونده را از فاز گاز به حفره های ریز بر عهده داشته و حفره های بزرگ قابلیت دسترسی جاذب را تعیین می كنند. در غلظتهای پایین جذب شونده، جذب تقریباً فقط در كوچكترین حفره های ریز اتفاق می افتد كه بالاترین انرژی جذب را دارا هستند.
جامدهای جاذب معمولا به شكل گرانول مصرف می شوند و قطر آنها از ۱۲میلی متر تا ۵۰ میكرومتر متغیر است. جاذب ها بر اساس كاربرد و موقعیت مصرف دارای ویژگی متفاوتی می باشند. مثلا اگر از آنها در یک بستر ثابت با جریان گاز یا مایع استفاده می شود، نباید اختلاف فشار زیادی ایجاد كنند و همچنین نباید توسط جریان سیال به خارج حمل شوند. آنها باید از مقاومت و سختی خوبی برخوردار باشند تا در اثر حمل و نقل و همچنین در اثر وزن خود در بستر خرد نشوند. در صورتی كه بخواهیم آنها را از ظروف نگهداری به داخل و خارج انتقال دهیم باید به راحتی جریان پیدا كنند. این ویزگی به راحتی قابل شناسایی هستند.
جذب یک پدیده عمومی است و تمام جامدها مقداری از گازها و بخارات را جذب می كنند ولی در اهداف صنعتی تنها بعضی جامدات ظرفیت جذب لازم را دارند. در جامداتی كه دارای خاصیت جذب بسیار ویژه ای هستند و به مقدار زیاد جذب انجام می دهند، طبیعت شیمیایی آنها با ویژگی جذب رابطه دارد ولی صرف شناسایی شیمیایی برای بیان مفید بودن آنها كافی نیست. وجود سطح زیاد در واحد جرم، برای جاذب های مفید ضروری است. در جذب گازی، سطح واقعی، سطح ذرات گرانول نیست بلكه سطح بزرگتری است كه داخل سوراخها و شكافها را شامل می شود. سوراخها خیلی كوچك بوده و معمولا در حدود چند مولكول قطر دارند ولی تعداد زیاد آنها باعث تولید سطح بزرگتری برای جذب می­ شود. ویژگی دیگری وجود دارد كه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد ولی همه آنها شناخته شده نیستند و برای بررسی قابلیت جذب باید به مشاهده و تجربه اتكا كرد.
فشار بخار یک مایع یا گاز در حفره های موئینه با فشار بخار آن در شرایط عادی متفاوت است. اگر لوله موئینه داشته باشیم فشار بخار كمتر از فشار بخار در سطح آزاد است. به عبارت دیگر نقطه جوش آن در فشار ثابت بالاتر است. یعنی اینكه در لوله های موئینه بخار زودتر میعان می شود. هر چه سوراخهای یک جاذب ریزتر باشد فشار بخار در آن كمتر بوده و عمل میعان زودتر صورت می گیرد بنابراین در جاذبهای میكروپور و مزوپور علاوه بر اینكه روی سطح جامد عمل جذب صورت می گیرد، بدلیل وجود خلل و فرج ریزتر، كندانس شدن گاز نیز صورت می گیرد. هرچند در جاذبهای میكروپور عمل دفع نیز سخت صورت می گیرد.

1-1-4-2- تأثیر نوع جذب شونده

روشن است كه جذب شونده باید به اندازه كافی كوچك باشد تا در حفره های جاذب جای گیرد و دانسیته نیز روی ماكزیمم جرم جذب شونده مؤثر است. دو پارامتر اول روی میزان جذب شده مؤثرند، در حالیكه نقطه جوش و ساختار جذب شونده روی توان جذب مؤثر هستند. اساساً یک جذب شونده با نقطه جوش بالاتر بیشتر از یک جذب شونده با نقطه جوش پائین تر جذب می شود. شكل جذب شونده نیز تأثیر زیادی دارد. مثلاً بنزن نسبت به هگزان بهتر به درون حفره ها نفوذ می كند.

• مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………2
• آلودگی آب ها …………………………………………………………………………………………………….3
• روش‌های نوین تصفیه آب‌های آلوده……………………………………………………………………….4

1-3-1- استفاده از فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته …………………………………………………………4
1-3-2- کاربرد امواج التراسونیک در تصفیه آب ……………………………………………………………6

• قوانین التراسوند ………………………………………………………………………………………………..6

1-4-1- انرژی صوت …………………………………………………………………………………………………7
1-4-2- اهمیت فراصوت توانی در صنعت …………………………………………………………………….9
1-4-3-جوش فراصوتی …………………………………………………………………………………………….11
1-4-4-تمیزکاری فراصوتی ………………………………………………………………………………………..12
1-4-5-استفاده های فراصوت در تلفیق با روش های دیگر …………………………………………….12
1-5-کاتالیز نمودن ……………………………………………………………………………………………………….13
1-6- تولید فراصوت ……………………………………………………………………………………………………15
1-7- آستانه‌ی حفره‌سازی …………………………………………………………………………………………….15
1-7-1-تعیین آستانه‌ی حفره‌سازی براساس آشکارسازی حباب‌ها …………………………………16
1-7-2-تعیین آستانه‌ی حفره‌سازی با آشکارسازی سونولومینسانس ……………………………….16
1-7-3-تعیین آستانه‌ی حفره‌سازی با شروع واکنش‌های شیمیایی ………………………………….17
1-8- حفره‌سازی – اساس تأثیرات سونوشیمیایی …………………………………………………………….17
1-8-1- پارامترهایی که در سونوشیمی تأثیر دارند ……………………………………………………….19
1-8-2- مکانیسم فرایند التراسونیک  ………………………………………………………………………..23
1-8-3- نمونه‌هایی از تجهیزات سونوشیمیایی ……………………………………………………………25
1-9- سونوشیمی زیست محیطی ……………………………………………………………………………………29
1-10- پیشینه پژوهش ………………………………………………………………………………………………….30
1-11- اهداف پژوهش …………………………………………………………………………………………………36
فصل دوم : مواد و روش ها
2-1- نرم‌افزارها و دستگاه‌های مورد استفاده …………………………………………………………………..38
2-2- مواد مورد نیاز …………………………………………………………………………………………………….39
2-3- روش تهیه محلول‌ها ……………………………………………………………………………………………40
2-3-1- محلول مادر MG ………………………………………………………………………………………40
2-3-2- محلول مادر پرسولفات ………………………………………………………………………………40
2-3-3- محلول مادر کبالت (Π) ……………………………………………………………………………..40
2-3-4- محلول مادر آهن (Π) ………………………………………………………………………………..41
2-3-5- رزین کاتیونی اشباع‌شده کبالت ……………………………………………………………………41
2-3-6- رزین کاتیونی اشباع‌شده آهن ………………………………………………………………………41
2-4- روش اندازه‌گیری غلظت MG ……………………………………………………………………………..42
2-5- روش کار…………………………………………………………………………………………………………….44
2-5-1- روش کار بررسی اثر غلظت اولیه MG در فرایند تخریب سونوشیمیایی ……………44
2-5-2- روش کار بررسی اثر امواج ماورا صوت در تخریب سونوشیمیایی MG ……………44
2-5-3- روش کار بررسی اثر پرسولفات در تخریب التراسونیکی MG …………………………44
2-5-4- روش کار بررسی اثر آهن در فرایند تخریب سونوشیمیایی MG ………………………45
2-5-5- روش کار بررسی اثر پرسولفات فعال‌شده توسط آهن در تخریب سونوشیمیاییMG ……………………………………………………………………………………………………………………………..45
2-5-6- روش کار بررسی اثر رزین آهن در فرایند تخریب سونوشیمیایی MG ……………..45
2-5-7- روش کار بررسی اثر کبالت در فرایند تخریب سونوشیمیایی MG …………………..46
2-5-8- روش کار بررسی اثر پرسولفات فعال شده توسط کبالت در تخریب سونوشیمیایی MG ……………………………………………………………………………………………………………………46
2-5-9- روش کار بررسی اثر رزین کبالت در فرایند تخریب سونوشیمیایی MG …………46
2-5-10- روش کار بررسی اثر pH ……………………………………………………………………….47
2-6- نحوه ارائه نتایج ……………………………………………………………………………………………….47
فصل سوم : نتایج و بحث
3-1- تأثیر پارامترهای مختلف در تخریب MG توسط فرایند US …………………………………….49
3-1-1- اثر غلظت اولیه MG در فرایند US ……………………………………………………………..49
3-1-2- اثر کاتالیزورها …………………………………………………………………………………………..52
3-1-2-1- اثر پرسولفات در فرایند سونوشیمیایی MG …………………………………………54
3-1-2-2- اثر آهن درفرایند تخریب سونوشیمیایی MG ………………………………………55
3-1-2-3- اثر پرسولفات توسط آهن در تخریب سونوشیمیایی  MG……………………..57
3-1-2-4- اثر رزین آهن در تخریب سونوشیمیایی MG ………………………………………58
3-1-2-5- اثر کبالت در فرایند سونوشیمیایی MG ……………………………………………….60
3-1-2-6- اثر پرسولفات فعال شده توسط کبالت در تخریب سونوشیمیایی MG ……..62
3-1-2-7- اثر رزین کبالت در تخریب سونوشیمیایی MG …………………………………….63
3-1-3- اثر pH در تخریب سونوشیمیایی MG در حضور رزین آهن ………………………….65
3-1-4- اثر pH در تخریب سوتوشیمیایی MG در حضور رزین کبالت ……………………….66
3-1-5- اثر مقدار پرسولفات در حضور رزین آهن در تخریب سونوشیمیایی MG ………..67
3-1-6- اثر مقدار پرسولفات در حضور رزین کبالت در تخریب سونوشیمیایی MG ………68
3-1-7- اثر مقدار رزین آهن در تخریب سونوشیمیایی MG ……………………………………….70
3-1-8- اثر مقدار رزین کبالت در تخریب سونوشیمیایی MG …………………………………….71
3-1-9- اثر زمان در تخریب سونوشیمیایی MG در حضور کاتالیزور آهن ……………………72
3-1-10- اثر زمان در تخریب سونوشیمیایی MG در حضور کاتالیزور کبالت ………………72
3-2- FT-IR  …………………………………………………………………………………………………………..73
3-2-1- بررسی تغییرات طیف‌سنجی  FT-IR برای تخریب سونوشیمیایی MG در حضور کاتالیزور آهن……………………………………………………………………………………………………….73
3-2-2- بررسی تغییرات طیف‌سنجی FT-IR برای تخریب سونوشیمیایی MG در حضور کاتالیزور کبالت …………………………………………………………………………………………………..75
3-3- نتیجه‌گیری ……………………………………………………………………………………………………..77
3-4- پیشنهادات ……………………………………………………………………………………………………..78
فهرست منابع …………………………………………………………………………………………………………………..79
چکیده انگلیسی
 

 

 
فهرست جدول ها
عنوان………………………………………………………………………………………………………صفحه
جدول 1-1- ثابت سرعت درجه دوم رادیکال‌های هیدروکسیل با ترکیبات آلی متعدد ……………………4
جدول1-2- کاربردهای فراصوت تشخیصی در شیمی ……………………………………………………………….9
جدول 1-3- بعضی کاربردهای صنعتی توانی ………………………………………………………………………….10
جدول 1-4- کاربردهای صنعتی اختلاط فراصوتی …………………………………………………………………..19
جدول 2-1- داده‌های جذب در غلظت‌های متفاوت اولیه از MG …………………………………………….43
جدول 3-1- تأثیر پرسولفات در میزان تخریب سونوشیمیایی MG ……………………………………………54 جدول 3-2- تأثیر آهن در میزان تخریب سونوشیمیایی MG ……………………………………………………56
جدول 3-3- تأثیر پرسولفات فعال شده توسط آهن در میزان تخریب سونوشیمیایی MG …………….57 جدول 3-4- تأثیر رزین آهن در میزان تخریب سونوشیمیایی MG ……………………………………………59
جدول 3-5- تأثیر کبالت در میزان تخریب سونوشیمیایی MG ………………………………………………….61 جدول 3-6- تأثیر پرسولفات فعال شده توسط کبالت  در میزان تخریب سونوشیمیایی MG …………62
جدول 3-7- تأثیر رزین کبالت در میزان تخریب سونوشیمیایی MG …………………………………………64 جدول3-8 – تأثیر pH در میزان تخریب سونوشیمیایی MG در حضور  Fe………………………………..65 جدول3-9 – تأثیر pH در میزان تخریب سونوشیمیایی MG در حضور Co ……………………………….66 جدول3-10- تأثیر پرسولفات در حضور رزین آهن در میزان تخریب سونوشیمیایی   MG……………68 جدول3-11- تأثیر پرسولفات در حضور رزین کبالت در میزان تخریب سونوشیمیایی MG ………….69
جدول3-12- تأثیر رزین آهن در تخریب سونوشیمیایی MG …………………………………………………..70 جدول3-13- تأثیر رزین کبالت در تخریب سونوشیمیایی MG …………………………………………………71
فهرست اشکال
عنوان………………………………………………………………………………………………………صفحه
شکل 1-1- فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته ……………………………………………………………………………..6
شکل1-2- نمایش حرکت صوت ……………………………………………………………………………………………8
شکل 1-3- محدوده‌های فرکانس صوت ………………………………………………………………………………….8
شکل 1-4- رشد و فروریختن حباب های ناشی از حفره سازی ………………………………………………..19
شکل 1-5- تخریب مکانیکی پلیمرهای حل شده ……………………………………………………………………25
شکل 1-6-حمام تمیزکاری ماورای صوتی مورد استفاده در سونوشیمی ……………………………………..27
شکل1-7- سیستم پروب ماورای صوتی مورد استفاده در سونوشیمی ………………………………………..28
شکل 2-1-ساختمان مالاشیت سبز اسیدی ……………………………………………………………………………..39
شکل 2-2- طیف UV-Vis محلول MG با غلظت اولیه از mgL-130 ……………………………………….42
شکل 2-3- نمودار کالیبراسیون محلول MG در λmax=617nm ……………………………………………..43
شکل 3-1- تأثیر غلظت اولیه در میزان تخریب MG در فرایند  US…………………………………………..50
شکل3-2-نمودار نیمه لگاریتمی غلظت  MG بر حسب زمان سونیکاسیون در فرایند US ……………51
شکل3-3-درصد رنگ زدایی برحسب زمان سونیکاسیون در تخریب سونوشیمیایی MG …………….51
شکل 3-4-تأثیر PS در میزان تخریب سونوشیمیاییMG …………………………………………………………55
شکل3-5 :درصد رنگ زدایی برحسب زمان سونیکاسیون در حضور Fe در تخریب سونوشیمیاییMG  …………………………………………………………………………………………………………………………………………56
شکل3-6 :درصد رنگ زدایی برحسب زمان سونیکاسیون در حضور PS+Fe در تخریب سونوشیمیایی MG ………………………………………………………………………………………………………………………………….58
شکل3-7 :درصد رنگ زدایی برحسب زمان سونیکاسیون در حضور زرین Fe در تخریب سونوشیمیایی  MG …………………………………………………………………………………………………………………………………60
شکل3-8 :درصد رنگ زدایی برحسب زمان سونیکاسیون در حضور Co در تخریب سونوشیمیاییMG  …………………………………………………………………………………………………………………………………………61
شکل3-9 :درصد رنگ زدایی برحسب زمان سونیکاسیون در حضور PS+Co در تخریب سونوشیمیایی MG …………………………………………………………………………………………………………………………………..63
شکل3-10 :درصد رنگ زدایی برحسب زمان سونیکاسیون در حضور زرین Co در تخریب سونوشیمیایی MG  …………………………………………………………………………………………………………………………………64
شکل 3-11:طیف FT-IR برای تخریب سونوشیمیایی MG در حضور کاتالیزور آهن …………………..74
شکل 3-12:طیف FT-IR برای تخریب سونوشیمیایی MG در حضور کاتالیزور کبالت ………………..76
 
فصل اول
    
کلیات
   
1-1- مقدمه
آلودگی آب عبارت است از افزایش مقدار هر معرف اعم از شیمیایی، فیزیکی یا بیولوژیکی که موجب تغییر خواص و نقش اساسی آن در مصارف ویژه‌اش شود. آلودگی آب‌ها بوسیله ضایعات کارخانجات تولید پارچه، کاغذ، چرم و صنایع داروسازی بوجود می‌آیند که این پساب‌ها درصد حذف مواد آلی ( COD ) و رنگ بالایی داشته و محیط زیست را شدیدا آلوده می‌کنند]1[.
رنگ‌ها مهم ترین آلوده‌کننده‌ها هستند و علت بوجود آمدن مشکلات زیستی، بهداشتی و سلامتی برای انسان‌ها و سایر موجودات زنده می‌باشند. مصرف این آب‌های آلوده تهدیدی جدی برای محیط زیست است ]3،2[. برای مثال، صنایع نساجی باعث تولید آلودگی آب‌ها می‌شوند. پساب خروجی‌ صنایع نساجی شامل مواد رنگی، جامدات سوسپانسه، ترکیبات آلی کلردار و برخی فلزات سنگین است که دارای pH و دمای گوناگونی هستند]4[.
در طی فرایند رنگ‌سازی %15-1 آلودگی رنگ وارد محیط زیست می‌شود. تصفیه این آب‌های آلودگی رنگی یک مسأله‌ی مهم برای صنایع می‌باشد. همچنین ترکیبات سمی بطور قابل توجهی از طریق فاضلاب‌های صنایع مختلف وارد محیط زیست می‌شود. این ترکیبات عمدتا قابلیت تجزیه حیاتی پایینی دارند و باعث آلودگی شدید محیط زیست می‌گردند]2،5،6[.
3 نوع روش تصفیه آب‌های آلوده شناخته شده‌اند: فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی]7[ .
اغلب ترکیبات آلی آروماتیک نسبت به تخریب بیولوژیکی مقاوم هستد و روش‌های بیولوژیکی تصفیه مانند جذب سطحی توسط کربن فعال و یا روش انعقاد شیمیایی و لخته‌سازی و تکنیک اسمز معکوس بدین منظور چندان موثر نیستند چرا که این روش‌ها عمدتا آلودگی را از فاز آبی به پساب جامد انتقال می‌دهند و پسماند ثانویه‌ای تولید می‌شود که نیاز به تصفیه بیشتر دارد]8،9،6[ .
در دو دهه گذشته تلاش‌های زیادی برای حذف این ترکیبات آلاینده از محیط‌های آبی صورت گرفته است. از جمله‌ی این روش‌ها می‌توان به فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) و استفاده از روش امواج التراسونیک اشاره نمود]10 [.
سونوشیمی زیست‌محیطی به عنوان یک شاخه علمی رو به رشد می‌باشد که به بحث در مورد تخریب ترکیبات آلی در محلول‌های آبی توسط امواج ماورای صورت می‌پردازد، این روش به عنوان یکی از روش‌های اکسیداسیون پیشرفته طبقه‌بندی می‌شود]11[. کارایی امواج ماورای صوت (US) در حذف ترکیبات آلی به تنهایی قابل توجه نمی‌باشد، بنابراین تلاش‌های زیادی برای افزایش سرعت فرایند صورت گرفته است]12 [.
 
1-2- آلودگی آب‌ها
با توجه به مطالب فوق جلوگیری از آلودگی آب‌ها و تصفیه آب‌های آلوده به عنوان یک ضرورت حیاتی مطرح است که در قدم نخست باید عوامل آلوده‌کننده را شناخت که این عوامل در سه گروه اصلی طبقه‌بندی می‌شوند:

• فاضلاب‌ها و پساب‌ها
• آلودگی‌های کشاورزی
• سایر آلوده‌کننده‌ها

 
1-3- روش‌های نوین تصفیه آب‌های آلوده
1-3-1- استفاده از فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته
محققین متعددی فعالیت خود را بر روی دسته‌ای از روش‌های اکسیداسیون تحت عنوان فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته متمرکز نموده‌اند. ویژگی عمده این فرایند‌ها این است که در دما و فشار محیط قابل انجام هستند. اگرچه فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته به دستجات متعددی مانند: UV/O3، UV/H2O2، UV/TiO2، US و فتولیز مستقیم توسط اشعه UV تقسیم می‌شوند، ولی ویژگی مشابه عمده آن‌ ها تولید حد واسط‌های فعال با عمر کوتاه حاوی اکسیژن مانند رادیکال هیدروکسیل می‌باشد. رادیکال‌های هیدروکسیل گونه‌های اکسیدکننده بسیار فعالی هستند که با ثابت سرعت بالا (106-109M-1s-1) به ترکیبات آلی حمله نموده و آن‌ ها را تخریب می‌نمایند. (جدول1-1).
 
جدول1-1: ثابت سرعت درجه دوم رادیکال‌های هیدروکسیل با ترکیبات آلی متعدد

 

 

 

 

 

 

 

 

ترکیبات آلی	ثابت سرعت (M-1 s-1)
بنزن	109×8/7
تولوئن	109×8/7
کلروبنزن	109×4
تری‌کلرواتیلن	109×4
تتراکلرواتیلن	109×7/1
n- بوتانول	109×6/4
t- بوتانول	109×4/0

 
انتخاب‌گری رادیکال‌های هیدروکسیل در حمله به آلاینده‌های آلی خیلی کم است، این ویژگی در واقع یک خاصیت مفید برای یک اکسیدکننده است است که در تصفیه پساب و به منظور حل مسایل و مشکلات آلاینده‌ها استفاده می‌شود. از آنجا که فرایند‌های اکسیداسیون پیشرفته از واکنشگر‌های گران‌قیمتی نظیر H2O2 و یا O3 استفاده می‌کنند، بنابراین در مواقعی که از فرایند‌های اقتصادی‌تری نظیر تخریب بیولوژیکی نتوان برای حذف آلاینده‌ها بهره برد،

 
 
 
فهرست مطالب
1-1معرفی مجتمع پتروشیمی جم  2
1-1-1واحد كراكینگ   6
1-1-2قسمت گـــــرم  8
1-1-3كمپرسور 9
1-1-4متان زدایی  12
1-1-5اتان زدایی  13
1-1-6جدا سازی برش سه كربنی  13
1-1-7جدا سازی برش چهار كربنی  14
1-2مقدمه ای  بر رآکتورهای بستر چکه­ای  18
1-2-1مقایسه با سایر رآکتورهای سه فازی  22
بر تحقیقات انجام شده در زمینه­ مدلسازی رآکتور بستر چکه­ای  31
بر تحقیقات انجام شده در زمینه­ سینتیک هیدروژناسیون بوتادین  33
3-1شرح مدل ریاضی  37
3-1-1مراحل انتقال جرم و فرضیات حاکم  37
3-1-2معادلات جرم و انرژی  39
3-2خواص فیزیکی  40
3-3معادلات سینتیکی  43
3-3-1کاتالیست   45
3-4حل عددی و روش بهینه سازی  46
4-1ارزیابی مدل  49
4-2نتایج  51
4-2-1پروفیل دما در طول رآکتور 55
4-2-2توزیع شدت جریان مولی اجزای موجود در فاز مایع  56
4-2-3توزیع شدت جریان مولی هیدروژن فاز گازی در طول رآکتور 62
4-2-4توزیع مشخصه­های فیزیکی در طول رآکتور 63
4-2-5بررسی تأثیرات تغییر دمای ورودی  65
4-2-6تغییرات درصد تبدیل و بازده تحت تأثیر دما و شدت جریان ورودی  68
5نتیجه گیری و پیشنهادات   70
 
 
فهرست جداول
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

شماره صفحه	عنوان
19	جدول 1- شرایط عملیاتی و ترکیب نسبی اجزاء در ورودی رآکتور
36	جدول2– خلاصه­ای از مقالات منتشر شده با موضوع مدلسازی سینتیکی هیدروژناسیون 1و3-بوتادین
42	جدول3- روابط فیزیکی مورد استفاده در مدلسازی رآکتور
47	جدول4- مشخصات کاتالیست پوسته-تخم مرغی مورد استفاده
51	جدول 5- مقادیر متوسط Keq و ΔG° در طول رآکتور برای واکنش­های پیشنهادی
51	جدول 6- مقایسه بین نتایج مدلسازی و نتایج رآکتور صنعتی
54	جدول 7- ثوابت سرعت و عبارات دقیق سینتیکی به کار گرفته شده

 
 
 
فهرست شکل­ها و نمودارها
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شماره صفحه	عنوان
6	تصویر1- نمودار کنده­ای واحد الفین دهم
16	تصویر 2- شمایی از نمودار جریان فرایند واحد بوتان زدایی
18	تصویر 3- نمودار جریان فرایند واحد هیدروژناسیون
22	تصویر 4- شمایی از یک رآکتور بستر چکه­ای
24	تصویر 5- شمایی از یک رآکتور دوغابی ]17[
27	تصویر 6- شمایی از یک رآکتور ستون حبابی بستر آکنده ]17[
39	تصویر7- مراحل انتقال جرم برای المانی از رآکتور به طول ΔZ
44	تصویر8- شبکه­ واکنش­های هیدروژناسیون 1و3-بوتادین
47	تصویر9- شمایی از کاتالیست پوسته-تخم مرغی
53	تصویر10- میانگین سرعت واکنش­ها
56	تصویر 11- پروفایل دما  در طول رآکتور
57	تصویر12- تغییرات شدت جریان مولی بوتادین نسبت به طول بدون بعد رآکتور
58	تصویر13- تغییرات شدت جریان مولی 1BE نسبت به طول بدون بعد رآکتور
59	تصویر 14- تغییرات سرعت واکنش­های r9 و r7 و r1 در طول رآکتور
60	تصویر15- تغییرات شدت جریان مولی نرمال بوتان نسبت به طول بدون بعد رآکتور
61	تصویر 16- تغییرات سرعت واکنش­های r11 و r10 و r9 و r8 در طول رآکتور
62	تصویر17- تغییرات شدت جریان مولی IB نسبت به طول بدون بعد رآکتور
63	تصویر18- تغییرات شدت جریان مولی IBA نسبت به طول بدون بعد رآکتور
64	تصویر19- تغییرات شدت جریان مولی هیدروژن گازی نسبت به طول بدون بعد رآکتور
65	تصویر20- تغییرات نفوذپذیری هیدروژن در طول رآکتور
65	تصویر21- تغییرات ویسکوزیته فاز مایع در طول رآکتور
66	تصویر 22- تأثیر دمای ورودی بر دمای سیستم در طول بدون بعد رآکتور
67	تصویر 23- تأثیر دمای ورودی بر شدت جریان مولی BD در طول بدون بعد رآکتور
68	تصویر 24- تأثیر دمای ورودی بر شدت جریان مولی نرمال بوتان در طول بدون بعد رآک تور
70	تصویر25- شمای سه بعدی از درصد تبدیل BD به عنوان تابعی از دما و شدت جریان مولی ورودی
71	تصویر26- شمای سه بعدی از بازده BA به عنوان تابعی از دما و شدت جریان مولی ورودی

 


 
 
 
 
فهرست نشانه­ های اختصاری
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نشانه	تعریف	واحد
	سطح مقطع رآکتور	m2
	غلظت مولی	mol.m-3
	ظرفیت گرمایی استاندارد جزئ iام در دمای استاندارد	j.mol-1.k-1
	قطر ذره­ی کاتالیستی	m
	قطر رآکتور	m
	نفوذپذیری هیدروژن در فاز مایع	m2.s-1
	انرژی فعالسازی	j.mol-1
	شدت جریان مولی	mol.s-1
	انرژی آزاد گیبس جزئ i ام در فشار استاندارد	j.mol-1
	انرژی استاندارد آزاد گیبس جزئ i ام در دمای استاندارد	j.mol-1
	ثابت هنری	pa.m3.mol-1
	آنتالپی استاندارد تولید جزء i ام در دمای استاندارد	j.mol-1
	ضریب نوسان	مراجعه به جدول 8
	ضریب حجمی انتقال جرم گاز-مایع	s-1
	ضریب حجمی انتقال جرم مایع-جامد	s-1
	ثابت تعادلی	–
	ضریب نوسان در دمای مرجع	مراجعه به جدول 8
	وزن مولکولی	gr.mol-1
	فشار کاهش یافته	–
	ثابت جهانی گازها	J.mol-1.K-1
	عدد رینولدز	–
	سرعت واکنش	mol.s-1.kgcat-1
	عدد اشمیت	–
	ضریب شکل	–
	دما	K
	دمای کاهش یافته	–
	دمای مرجع	K
	دمای استاندارد	K15/298
	سرعت ظاهری	m.s-1
	حجم مولی گاز هیدروژن در شرایط استاندارد	m3.mol-1
	طول دیفرانسیلی رآکتور	m

 


 
 
 
نشانه­ های اختصاری یونانی
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نشانه	تعریف	واحد
	تغییر انرژی آزاد گیبس در شرایط فشار استاندارد	j.mol-1
	گرمای واکنش j ام	j.mol-1
	گرمای تبخیر	j.mol-1
	ماندگی مایع	–
	عدد استوکیومتری جزء iام	–
	دانسیته­ی بستر کاتالیستی	kgcat.m3
	ویسکوزیته	kg.m-1.s-1
	حلالیت هیدروژن در مخلوطی از هیدروکربن­ها	m3.kg-1.pa-1
	دانسیته­ی فاز مایع در شرایط عملیاتی	kg.m-3
	دانسیته­ی فاز مایع در دمای 20 درجه سانتیگراد	kg.m-3
	پارامتر همبستگی	–
	حجم مولی در نقطه­ی جوش نرمال	m3.mol-1

 
 
 
زیرنویس­ها و بالانویس­ها
 
 

 

 

 

 

 

 

 

i	شمارنده­ی اجزای شیمیایی
ig	گاز ایده­آل
j	شمارنده­ی واکنش­ها
g	گاز
l	مایع
S	جامد
T	کل

1        مقدمه

 

1-1     معرفی مجتمع پتروشیمی جم

       صنعت پتروشیمی در ایران تحولات ودگرگونی های فراوانی داشته است . تحولاتی كه این صنعت عظیم را رفته رفته به صنعت اول كشور تبدیل می­كند. صنعت پتروشیمی به عنوان یكی از منابع تامین نیازهای بسیاری از صنایع داخلی ، صدور وتولید فرآورده ­های خود و منبع مهم ارزآوری و اشتغال­زایی برای كشور ، از جایگاه ویژه­ای برخوردار است . براین اساس در چهار چوب برنامه سوم توسعه اقتصادی كشور، طرح­های پتروشیمی در منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس جنوبی پیش بینی شده است. طرح مجتمع الفین دهم (پتروشیمی جم) یكی از طرح­های برنامه استراتژیک توسعه صنایع پتروشیمی كشور می باشد.
این مجتمع كه در منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس جنوبی قرار دارد شامل واحد های الفین، پلی اتیلن سبك خطی، پلی اتیلن سنگین، پلی پروپیلن هر كدام به ظرفیت 300 هزار تن در سال، واحد منواتیلن گلایكول  به ظرفیت 400 هزار تن در سال و دی تری اتیلن گلایكول، جمعاً به میزان 43 هزار تن در سال می باشد.
ضمناً واحدهای آلفا الفین به ظرفیت 200 هزار تن و واحد بوتادین به ظرفیت 130 هزار تن در سال، واحدهای دیگر این مجتمع می باشد.
واحد الفین مجتمع پتروشیمی جم، با ظرفیت یک میلیون و320 هزار تن در سال اتیلن، در حال حاضر بزگ­ترین واحد الفین جهان است. این واحد كه به واحد كراكینگ نیز معروف می­باشد از قسمت ­های مختلفی تشكیل یافته است كه عبارتند از:

• كوره های كراكینگ
• قسمت گرم
• كمپسور گاز، شستشو با كاستیک وخشك كردن
• بازیابی اتیلن و متان زدایی
• جداسازی برش دوکربنه
• جداسازی برش سه کربنه
• جداسازی برش چهار کربنه
• سیستم­های تبرید
• سیستم­های كمكی
• مخازن محصول

خوراك واحد از قسمت ­های مختلف تهیه می­ شود كه از طریق چندین خط لوله به واحد ارسال می­ شود كه به سه دسته تقسیم می گردد: