دانلود کتب، جزوات و مقالات شیمی

سديم کلرات يکي از مواد شيميايي است که به وسيله فرايند برق كافت توليد مي شود و داراي کاربردهاي زيادي در صنايع شيميايي است. نوع طراحي سل برق كافت و جنس و ساختار الکترودها از مهم ترين عامل هاي تاثيرگذار بر ميزان مصرف انرژي الکتريکي و در نتيجه اقتصادي بودن فرايند توليد محسوب مي شوند. در اين پژوهش، اثر پارامترهاي فرايندي چگالي جريان، دما، و گذشت زمان بر اختلاف پتانسيل سل و نيز بر ميزان توليد سديم کلرات در يک سل آزمايشگاهي، از نوع سل هاي صافي پرسي با آندهاي داراي ابعاد هندسي پايدار،(Dimensionally Stable Anodes)  مورد پژوهش تجربي قرار گرفت. خوراک محلول شامل 1000 ميلي ليتر محلول نمک طعام با غلظت اوليه 300 گرم بر ليتر و آند مصرفي از نوع DSA با سطح مقطع 10 سانتي متر مربع مورد استفاده قرار گرفت. از روش تاگوچي براي طراحي سيستم آزمايش ها استفاده شد. نتيجه هاي اين مطالعه نشان داد که در شرايط عملياتي دماي سل 85 درجه سانتي گراد، pH=6.8-7، شدت جريان 4A و طي مدت زمان  2.5hمي توان به ميزان توليد 86/163 گرم ClO^-₃  و ميزان مصرف انرژي  7221.84kWhr/ton ClO^-₃دست يافت. همچنين ولتاژ سل 3/3 ولت بود که در زمان  2.5hدر حدود 2/0 تا 3/0 ولت افزايش يافت.

آسفالتين يکي از اجزاي نفت خام است که به علت داشتن يک سيستم آروماتيکي در ساختار خود، در نرمال آلکان ها (مانند نرمال پنتان و نرمال هپتان) نامحلول است. آسفالتين باعث رسوب، گرفتگي و تشکيل کک در تجهيزات فرايندهاي صنعت نفت مي شود. بنابراين، براي بررسي روش هاي کنترل و رفع اين مشكل نخستين قدم، شناسايي ساختار مولکولي آسفالتين است. در اين پژوهش، پراش پرتو ايکس بر روي سه نمونه آسفالتين استخراج شده از نمونه هاي نفت خام مناطق نفت خيز جنوب ايران به منظور هويت شناسي و تعيين پارامترهاي ساختاري آسفالتين  اندازه گيري و با يکديگر مقايسه شدند. پارامترهاي ساختاري مانند آروماتيسيته و پارامترهاي بلورينگي شامل فاصله بين لايه هاي آروماتيکي، فاصله بين زنجير هاي پارافيني، قطر هسته آروماتيکي خوشه آسفالتيني و تعداد لايه هاي آروماتيکي موجود در هر خوشه از جمله پارامترهاي مهمي بودند که با استفاده از الگوي پراش پرتو ايکس نمونه هاي آسفالتين محاسبه شدند. مقايسه نتيجه هاي ساختاري به دست آمده، با نتيجه هاي حاصل از کروماتوگرافي نمونه هاي نفت خام نشان مي دهد که افزايش ميزان آروماتيسيته آسفالتين نمونه ها متناسب با افزايش نسبت هيدروکربن هاي با وزن مولکولي بالا به هيدروکربن هاي با وزن مولکولي پايين است.

امروزه ژل هاي پليمري به منظور جلوگيري از توليد آب اضافي به صورت گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرد. پژوهش حاضر، به مطالعه و بررسي آزمايشگاهي عملكرد ژل پليمرها روي كاهش توليد آب اضافي مي پردازد. تركيب هاي متفاوت ژل پليمرها و تاثير پارامترهاي متفاوت (دما، فشار، pH، درصد شوري) به طور جداگانه مورد بررسي قرار گرفته است. ژل بهينه روي چندين مدل فيزيكي كه دربرگيرنده شرايط مخزن مورد نظر (اهواز-آسماري) بودند، مورد ارزيابي قرار گرفت. بر اساس نتيجه هاي به دست آمده، افزايش دما باعث كاهش زمان بندش ژل پليمر مي شود در حالي كه فشار، اثر چنداني روي زمان بندش ژل ندارد و از طرفي شوري باعث كاهش زمان بندش ژل مي شود. نتيجه هاي آزمايش هاي مدل فيزيكي بيانگر كاهش 40 الي 60 درصدي برش آب در شرايط مخزن است.

تزريق دوباره آب توليدي از مخازن نسبت به بقيه روش هاي دفع آب توليدي مطلوب تر است. اين روش هم از ديدگاه محيط زيستي و هم اقتصادي بهتر از ساير روش هاست و همچنين يکي از روش هاي حفظ فشار مخازن است. وجود ذره هاي کلوئيدي در آب توليدي باعث کاهش نفوذپذيري مخزن مي شود که به طور معمول تخريب سازند را در پي دارد. فرايند تخريب سازند با صاف كردن با جريان موازي سطح سيال (Cross flow filtration) مشابه است. در اين پژوهش، به مدل سازي تشکيل کيک خارجي در فرايند صاف كردن با جريان موازي سطح در چاه نفت براي شرايط پايدار پرداخته مي شود و پروفايل هاي ضخامت کيک، سرعت نفوذ، سرعت سيال در چاه و فشار در چاه نسبت به ارتفاع چاه به دست آمده و در نهايت هم آناليز حساسيت ضخامت کيک به پارامترهاي متفاوت مدل انجام مي شود. مزيت اين مدل نسبت به مدل هاي قبلي اين است که پيروي مکاني کميت هاي ذکر شده در نظر گرفته مي شود بر خلاف مدل هاي قبل که پروفايل هاي کميت هاي مذکور را تنها تابع زمان در نظر مي گرفتند.

امروزه با توجه به روند افزايش مصرف تيتانيم دي اکسيد و نيز كاهش منابع اوليه آن براي اين ماده معدني، كشورهاي متفاوت فعاليت هايي را براي بازيابي TiO₂ از رسوبات صنعتي انجام داده اند. گل قرمز (Red mud) توليد شده در فرايند آلومينا (روش باير) نمونه اي از اين رسوب هاي صنعتي است، كه حاوي مقدارهاي قابل توجهي TiO₂ است. نظر به اين که در رسوب هاي صنعتي و لجن ها بيشتر عنصرها به صورت ترکيب هاي کمپلکس وجود دارند، لذا روش هاي هيدرومتالورژي براي بازيابي عنصرهاي با ارزش از لجن ها بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. گل قرمز، باطل شستشوي قليايي بوكسيت در فرايند باير است كه حاوي عنصرهاي با ارزش همچون تيتانيم مي باشد. در شرايط معمولي به ازاي هر تن آلوميناي توليد شده از فرايند باير، يك تن باطله (گل قرمز) توليد مي شود. بنابراين، با توجه به حجم زياد گل قرمز در اين فرايند، در صورت بازيابي اقتصادي TiO₂ افزون بر كاهش آلودگي محيط زيست (گل قرمز خاصيت قليايي دارد) مي تواند نياز به واردات اين ماده را نيز كاهش دهد و سود فراواني را هم به عنوان فراورده جانبي براي طرح به همراه داشته باشد. براي بازيابي تيتانيم دي اكسيد از گل قرمز روش هاي متفاوتي وجود دارد كه روش هيدرومتالورژي يكي از اين روش ها بوده كه از سادگي و هزينه كم تري برخوردار است. براي بازيابي تيتانيم دي اکسيد از گل قرمز کارهاي متفاوتي در مقياس هاي آزمايشگاهي و يا نيمه صنعتي صورت گرفته است که به طور عمومي با روش هاي هيدرومتالورژي و ترکيبي از روش هاي هيدرو و پيرومتارلورژي بوده است. در اين پژوهش، ضمن شناسايي گل قرمز توليد شده در فرايند توليد آلومينا در کارخانه توليد آلوميناي جاجرم و بررسي ويژگي ها و کاربردهاي آن، برخي از روش هاي بازيابي TiO₂ از گل قرمز نيز مورد مطالعه قرار مي گيرد.

سديم مونوفلوئوروفسفات (SFP) Na₂PO₃F به عنوان يك ماده ضد باكتري و قارچ كش در ساخت خمير دندان هاي فلوئوردار كاربرد دارد. روش هاي متعددي براي توليد اين ماده مطرح است، اما در بسياري از موارد بهره واكنش فراورده كم گزارش شده است. با توجه به تنوع انواع فسفات ها، در اين پژوهش به منظور دستيابي به بهره عمل مطلوب، واكنش انواع فسفات ها و پلي فسفات ها با سديم فلوريد مورد بررسي قرار گرفته است. يافته هاي حاصل بيان گر آن است كه از واكنش سديم اورتوفسفات (1P) و سديم پيروفسفات (2p) و سديم تري پلي فسفات (3p) با سديم فلوريد، SFP با خلوص مورد نظر توليد نمي شود. وجود P₂O₅ موجب افزايش خلوص مي شود همچنين، از واكنش فسفات هاي حلقوي و بلند زنجيره SPF, (n?12) با خلوص مناسب به دست مي آيد. انجام واكنش در دماي بالا و مدت زمان طولاني به دليل تجزيه حرارتي SFP موجب تشكيل پيروفسفات مي شود. از نتيجه هاي آزمايش ها در گستره دمايي 800-600 درجه سانتي گراد مشخص شد كه در مدت زمان كم تر از 15 دقيقه، بهترين شرايط براي توليد فراورده مورد نظر با بالاترين بهره عمل (به تقريب 100 درصد) و خلوص (بالاي 95 درصد) به دست مي آيد. مناسب ترين شرايط دمايي حاصل از به كارگيري سديم فسفات خطي بلند زنجيره، 600 درجه سانتي گراد و براي 3M و 4M با NaF و 2P و 3P همراه با P₂O₅،  660درجه سانتي گراد است. آناليز نمونه ها بر مبناي روش استاندارد مرجع USP انجام شده است.

اسپينل اكسيد منگنز ليتيمي 0.4, 0.5 (Li_xMnO₂)  و X-0.3 به وسيله الکتروشيميايي به صورت لايه نازکي روي گرافيت به عنوان سوبسترا سنتز شد. در اين روش ابتدا MnO₂ به وسيله برق كافت روي گرافيت سنتز شد و سپس داخل سازي Li به MnO₂ به روش برق كافت معکوس صورت گرفت و سپس تا دماي 650^oC در مدت زمان 20 دقيقه در معرض عمليات حرارتي قرار گرفت. براي بررسي تبلور ذره هاي سنتز شده از XRD استفاده شد و براي درک بهتر ارتباط خواص الکتروشيميايي و شكل شناسي آنها، تصويرهاي SEM از نمونه هاي متفاوت تهيه شد. ويژگي هاي الکتروشيميايي Li_xMnO₂ سنتز شده و فرايند ورود و خروج ليتيم از ساختار آن، به وسيله کارايي كاتدي آن هنگام شارژ-دشارژ و همچنين به وسيله آزمايش هاي ولتامتري چرخه اي (CV) در محلول 1 مولار LiClO₄ در حلال EC:DMC به نسبت حجمي 1:1، مورد بررسي قرار گرفت. نتيجه ها نشان دادند كه فيلم نازك كاتدي سنتز شده روي گرافيت به وسيله فوق، مي تواند به صورت مستقيم در كاتد باتري و بدون استفاده از افزودني هاي دوده و بايندر استفاده شود.

برنامه COMSIM با هدف شبيه سازي مدارهاي آسياکردن صنعتي متشکل از آسياهاي گلوله اي و هيدروسيکلون در محيط صفحه گسترده اكسل توسعه يافته است. در اين برنامه براي شبيه سازي عملكرد آسياهاي گلوله اي از روش مدل سازي موازنه جمعيتي استفاده شده است. در مدل آسياي گلوله اي، پارامترهاي مورد نياز زمان هاي اقامت متوسط مربوط به مدل هاي توصيف کننده زمان اقامت ذره هاي درون آسيا، تابع انتخاب و تابع توزيع شكست هستند. براي شبيه سازي عملکرد هيدروسيكلون ها از دو مدل پليت و ناگسوارارائو كه از نوع مدل هاي تجربي هستند، استفاده شده است. اين دو مدل بر اساس ويژگي هاي هندسي هيدروسيكلون و ويژگي هاي پالپ ورودي، عملكرد هيدروسيكلون را پيش بيني مي كنند. در اين برنامه مي توان مدارهاي با چيدمان هاي متفاوت تشكيل شده از آسيا و هيدروسيكلون را شبيه سازي كرد. نتيجه هاي به دست آمده از شبيه ساز با داده هاي واقعي اندازه گيري شده در کارخانه مقايسه شده، درستي و دقت آن مورد بررسي و آزمون قرار گرفته است. شبيه سازي و نتيجه ها، نشان دهنده عملکرد قابل اطمينان نرم افزار در شبيه سازي هاي متفاوت است. از ويژگي هاي اين شبيه ساز كاربري آسان، تغيير سريع و آسان داده هاي ورودي، كنترل داده هاي اشتباه، نمايش چندگانه جريان هاي متفاوت و همچنين نمايش نموداري نتيجه هاي شبيه سازي است.

يكي از كليدي ترين و حساس ترين مراحل تصفيه در واحد شناور سازي به كمك هواي حل شده (DAF) صورت مي گيرد كه در اين واحد، ذره هاي معلق كلوئيدي و روغن از پساب حذف مي شود. در اين پژوهش، اثر پارامتر هاي گوناگون روي بازده جداسازي با استفاده از پلي آكريل آميد كاتيوني به عنوان لخته ساز مطالعه شده است. اين پارامتر ها عبارت اند از: غلظت پلي آكريل آميد كاتيوني،pH ، زمان اختلاط سريع، سرعت همزدن، زمان اختلاط آهسته، زمان اقامت و دما. بعد از طراحي آزمايش، كدورت نمونه هاي ساخته شده به وسيله دستگاه اسپكتروفتومتر اندازه گيري شد. نتيجه ها نشان مي دهد كه در تصفيه پساب پالايشگاهي به وسيله فرايند فلوكولاسيون فلوتاسيون، ميزان اثر pH و غلظت لخته ساز به ترتيب 75 درصد و 9 درصد و اثر دما در اين فرايند قابل اغماض است. وجود لخته ساز كاتيوني موجب افزايش بازده جداسازي گشته است.