دنیای شیمی و مهندسی مدرن

☑️4. پارامترهای طراحی و عملیاتی:
➖نسبت ریفلاکس (Reflux Ratio): نسبت مایع ریفلاکس شده به محصول خروجی از بالای برج.
➖تعداد سینی‌ها یا ارتفاع مواد پرکننده (Number of Trays or Packing Height): تعیین کننده میزان جداسازی مورد نیاز.
➖فشار برج (Tower Pressure): تأثیر مستقیم بر دماهای جوش و جداسازی.
➖دماهای برج (Tower Temperatures): دماهای نقاط مختلف برج که باید به دقت کنترل شوند.
➖نرخ خوراک (Feed Rate): میزان مخلوط ورودی به برج.
➖ترکیب خوراک (Feed Composition): ترکیب اجزای مختلف در مخلوط ورودی.
☑️5. کاربردها:
➖صنایع نفت و گاز: جداسازی نفت خام به فرآورده‌های مختلف مانند بنزین، نفت سفید، گازوئیل و نفت کوره.
➖صنایع شیمیایی: تولید مواد شیمیایی خالص مانند اتانول، استون و بنزن.
➖صنایع دارویی: جداسازی و خالص‌سازی مواد دارویی.
➖صنایع غذایی: تولید الکل و اسانس‌ها.
☑️6. مزایا و معایب هر نوع برج:
➖برج‌های سینی‌دار:
🔻مزایا:
راندمان بالا در جداسازی.
مقاومت بیشتر در برابر گرفتگی.
قابلیت استفاده در فشارهای بالا.
🔻معایب:
هزینه بالاتر.
افت فشار بیشتر.
وزن بیشتر.
➖برج‌های پرشده:
🔻مزایا:
افت فشار کمتر.
هزینه کمتر.
وزن کمتر.
🔻معایب:
راندمان جداسازی پایین‌تر.
حساسیت بیشتر به گرفتگی.
محدودیت در استفاده در فشارهای بالا.
☑️7. ملاحظات طراحی:
➖انتخاب نوع برج: بر اساس نوع سیال، میزان جداسازی مورد نیاز، فشار و دما.
➖محاسبه تعداد سینی‌ها یا ارتفاع مواد پرکننده: با استفاده از روش‌های McCabe-Thiele یا Fenske.
➖طراحی هیدرولیکی: تعیین قطر برج، فاصله سینی‌ها و ابعاد مواد پرکننده.
➖انتخاب جنس بدنه و تجهیزات داخلی: بر اساس خواص خورنده سیال.
➖طراحی سیستم کنترل: برای حفظ شرایط عملیاتی بهینه و جلوگیری از ناپایداری.
☑️8. بهینه‌سازی عملکرد:
➖بهینه‌سازی نسبت ریفلاکس: برای کاهش مصرف انرژی و افزایش راندمان جداسازی.
➖کنترل دقیق دما و فشار: برای حفظ شرایط عملیاتی بهینه.
➖استفاده از سیستم‌های کنترل پیشرفته: مانند کنترل مدل پیش‌بین (Model Predictive Control).
➖بازرسی و نگهداری دوره‌ای: برای جلوگیری از خرابی و کاهش راندمان.
☑️9. چالش‌ها و نوآوری‌ها:
➖کاهش مصرف انرژی: با استفاده از روش‌های نوین مانند تقطیر استخراجی (Extractive Distillation) و تقطیر واکنشی (Reactive Distillation).
➖استفاده از مواد پرکننده نانوساختار: برای افزایش سطح تماس و بهبود راندمان.
➖شبیه‌سازی و بهینه‌سازی با استفاده از نرم‌افزارهای پیشرفته: مانند Aspen Plus و HYSYS.

☑️ @SHIMI95_IR

☑️2. انواع برج‌های تقطیر:
➖برج‌های سینی‌دار (Tray Towers):
🔻عملکرد: بخار از طریق سوراخ‌ها یا دریچه‌های سینی‌ها عبور می‌کند و با مایع روی سینی در تماس قرار می‌گیرد. این تماس باعث انتقال جرم و حرارت بین فاز بخار و مایع می‌شود.
🔘انواع سینی‌ها:
✖️سینی‌های سوراخ‌دار (Sieve Trays): ساده‌ترین نوع که دارای سوراخ‌های متعدد است.
✖️سینی‌های دریچه‌دار (Valve Trays): دارای دریچه‌های متحرک که با جریان بخار باز و بسته می‌شوند.
✖️سینی‌های کلاه‌دار (Bubble-Cap Trays): دارای کلاه‌هایی که بخار را به داخل مایع هدایت می‌کنند و تماس بهتری ایجاد می‌کنند.
➖برج‌های پرشده (Packed Towers):
🔻عملکرد: به جای سینی، از مواد پرکننده (Packing) برای افزایش سطح تماس بین فاز بخار و مایع استفاده می‌شود.
🔘انواع مواد پرکننده:
✖️مواد پرکننده نامنظم (Random Packing): مانند حلقه‌های راشینگ (Raschig Rings) یا زین‌های برل (Berl Saddles).
✖️مواد پرکننده منظم (Structured Packing): دارای ساختار هندسی منظم برای ایجاد توزیع یکنواخت جریان و کاهش افت فشار.
☑️3. اجزای اصلی برج تقطیر:
➖بدنه برج (Tower Shell): استوانه‌ای شکل و معمولاً از جنس فولاد کربنی یا فولاد ضد زنگ.
➖تجهیزات داخلی (Internals): سینی‌ها یا مواد پرکننده که وظیفه ایجاد تماس بین فازها را دارند.
➖دیگ جوشان (Reboiler): برای تبخیر بخشی از مایع پایین برج و ایجاد بخار مورد نیاز.
➖کندانسور (Condenser): برای متراکم کردن بخار خروجی از بالای برج.
➖مخزن ریفلاکس (Reflux Drum): برای جمع‌آوری مایع متراکم شده و تقسیم آن به دو جریان: محصول نهایی و ریفلاکس.
➖پمپ‌ها (Pumps): برای انتقال مایعات در داخل و خارج برج.
➖تجهیزات کنترلی (Control Systems): شامل سنسورها، کنترل‌کننده‌ها و شیرها برای تنظیم دما، فشار، سطح مایع و جریان‌ها.

☑️ @SHIMI95_IR

☑️پلیمرزاسیون
LLD (Linear Low-Density Polyethylene)

⚜پلیمرزاسیون LLD به فرآیند تولید پلی‌اتیلن با چگالی پایین خطی (LLDPE) اشاره دارد که نوعی از پلی‌اتیلن است. این نوع پلاستیک به خاطر خواص منحصر به فردش در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
🔻۱. تعریف و ویژگی‌ها
پلی‌اتیلن با چگالی پایین خطی (LLDPE): LLDPE نوعی پلیمر ترموپلاستیک است که از اتیلن و مقدار کمی از سایر اولفین‌ها (مانند ۱-بوتن، ۱-هگزن یا ۱-اوکتن) به‌وجود می‌آید.
➕خصوصیات:
➖چگالی پایین: LLDPE معمولاً چگالی بین ۰.۹۰ تا ۰.۹۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب دارد.
➖قدرت کششی بالا: این نوع پلی‌اتیلن مقاومت خوبی در برابر کشش و مواد شیمیایی دارد.
➖انعطاف‌پذیری: LLDPE به خاطر ساختار خطی خود، انعطاف‌پذیری خوبی دارد و می‌تواند تحت فشار بدون شکستن تغییر شکل یابد.
🔻۲. فرآیند پلیمرزاسیون
روش‌های مختلف: پلیمرزاسیون LLD معمولاً با استفاده از روش‌های زیر انجام می‌شود:
➖پلیمرزاسیون زنجیره‌ای: در این روش، یک آغازگر (مثل رادیکال‌های آزاد) برای شروع واکنش مورد استفاده قرار می‌گیرد.
➖پلیمرزاسیون با کاتالیزورهای زئولیتی: این روش برای بهبود ویژگی‌های محصول نهایی بسیار مؤثر است.
➖شرایط واکنش: معمولاً تحت دما و فشار بالا انجام می‌شود که به ایجاد زنجیره‌های خطی طولانی و اتصال‌های عرضی بین زنجیره‌ها کمک می کند.


☑️ @SHIMI95_IR

☑️۲. مراحل کار با GC
عملکرد گاز کروماتوگرافی شامل مراحل کلیدی زیر است:
🔻آماده‌سازی نمونه: نمونه باید به درستی آماده و وارد کروماتوگراف شود.
🔻بخار کردن نمونه: پس از ورود، نمونه بخار می‌شود و توسط گاز حامل به ستون منتقل می‌شود.
🔻جداسازی آنالیت‌ها: اجزای مختلف در زمان‌های مختلف از ستون خارج می‌شوند.
🔻شناسایی و کمی‌سازی: آنالیت‌ها پس از خروج، از طریق دتکتور شناسایی و کمی‌سازی می‌شوند. خروجی دتکتور به شکل یک کروماتوگرام نمایش داده می‌شود که به شناسایی و کمی‌سازی ترکیبات مختلط کمک می‌کند.
☑️۳. اهمیت نگهداری و کالیبراسیون
برای حصول عملکرد بهینه و دقت در نتایج، آزمایشگاه‌های GC نیاز به انجام کالیبراسیون مناسب، اعتبارسنجی روش‌ها و نگهداری منظم از تجهیزات دارند. این توجه به جزئیات برای کسب داده‌های قابل اعتماد و تصمیم‌گیری‌های اساسی در تحقیقات، رعایت مقررات و کنترل کیفیت در فرآیندهای تولید بسیار مهم است.

☑️ @SHIMI95_IR

⚜رفلاکس در برج تقطیر به بخشی از محصول مایع متراکم شده از بالای برج گفته می شود که به برج بازگردانده می شود. این مایع به عنوان “رفلاکس” شناخته می شود و هدف آن بهبود جداسازی اجزای مختلف در برج است.

➕هدف از رفلاکس:
➖افزایش خلوص: رفلاکس به افزایش خلوص محصول بالای برج کمک می کند. با بازگرداندن مایع به برج، اجزای سنگین تر که ممکن است با بخارات به سمت بالا آمده باشند، دوباره به پایین برج برمی گردند. این فرآیند باعث می شود که اجزای سبک تر در بالای برج متمرکز شوند.
➖بهبود جداسازی: رفلاکس به بهبود جداسازی اجزای مختلف در برج کمک می کند. با ایجاد یک جریان برگشتی مایع، تماس بین بخار و مایع در برج افزایش می یابد. این تماس بیشتر به انتقال جرم بهتر بین فازها کمک می کند و در نتیجه جداسازی بهتری حاصل می شود.
➖کنترل دما: رفلاکس به کنترل دمای برج کمک می کند. با تبخیر بخشی از مایع رفلاکس در بالای برج، گرما جذب می شود و دمای برج کاهش می یابد. این امر به حفظ شرایط عملیاتی مناسب در برج کمک می کند.
➕نسبت رفلاکس:
نسبت رفلاکس، نسبت جریان رفلاکس به جریان محصول بالای برج است. این نسبت یکی از مهمترین پارامترهای طراحی و عملیاتی برج تقطیر است.
➖نسبت رفلاکس کم: نسبت رفلاکس کم به معنای بازگرداندن مقدار کمی از مایع به برج است. این امر می تواند منجر به کاهش خلوص محصول بالای برج و کاهش جداسازی شود.
➖نسبت رفلاکس زیاد: نسبت رفلاکس زیاد به معنای بازگرداندن مقدار زیادی از مایع به برج است. این امر می تواند منجر به افزایش هزینه های عملیاتی (به دلیل نیاز به انرژی بیشتر برای تبخیر مایع) و کاهش ظرفیت برج شود.

🔻نحوه عملکرد رفلاکس:
1⃣ بخارات حاصل از جوشاندن مایع در پایین برج به سمت بالا حرکت می کنند.
2⃣ بخارات در بالای برج متراکم می شوند.
3⃣بخشی از مایع متراکم شده به عنوان محصول از برج خارج می شود.
4⃣بقیه مایع متراکم شده به عنوان رفلاکس به برج بازگردانده می شود.
5⃣رفلاکس در بالای برج توزیع می شود و به سمت پایین جریان می یابد.
6⃣در حین جریان به سمت پایین، رفلاکس با بخارات در حال صعود تماس پیدا می کند.
7⃣اجزای سنگین تر در بخارات متراکم می شوند و به رفلاکس می پیوندند.
8⃣اجزای سبک تر در رفلاکس تبخیر می شوند و به بخارات می پیوندند.
9⃣این فرآیند به طور مداوم تکرار می شود و منجر به جداسازی اجزای مختلف در برج می شود

♻️ @SHIMI95_IR

⚜برج‌های تقطیر تجهیزات حیاتی در صنایع پتروشیمی، شیمیایی و دارویی هستند که برای خالص‌سازی و جداسازی مواد شیمیایی مختلف استفاده می‌شوند، این فرآیند بر اساس تفاوت در نقاط جوش اجزای درون یک مخلوط برای دستیابی به جداسازی تکیه دارد
در کارخانه‌های بزرگ پتروشیمی، برج‌های تقطیر برای پالایش نفت خام به محصولات با ارزش مانند بنزین، گازوئیل، سوخت جت و سایر مواد پتروشیمی ضروری هستند

☑️اجزای کلیدی و عملکردها:
🔻اجزا: برج‌های تقطیر معمولاً از یک مخزن استوانه‌ای عمودی، سینی‌ها یا پکینگ برای تماس فازی، ورودی خوراک و بخش‌های برداشت محصول، و مبدل‌های حرارتی مرتبط تشکیل شده‌اند
🔻طراحی: بسته به پیچیدگی و کاربرد خاص، برج‌های تقطیر ممکن است دارای ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند اینترنال‌ها برای افزایش کارایی تماس، سیستم‌های کنترل برای عملکرد بهینه و سیستم‌های رفلاکس برای بهبود کیفیت جداسازی باشند
🔻کارآیی: راندمان یک برج تقطیر تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله تعداد مراحل تئوری، قطر ستون، نوع پکینگ یا سینی‌ها و ترکیب خوراک است
🔻مواد: در زمینه پتروشیمی، انتخاب مواد برای ساخت برج‌های تقطیر به دلیل ماهیت خورنده جریان‌های خوراک بسیار مهم است. بنابراین، موادی مانند فولاد ضد زنگ، آلیاژهای نیکل و سایر آلیاژهای تخصصی معمولاً برای اطمینان از دوام و طول عمر استفاده می‌شوند

☑️انواع برج‌های تقطیر:

➖برج‌های پر شده (Packed bed columns): این نوع برج‌ها به دلیل توانایی خود در فراهم کردن سطح وسیعی برای تماس بخار-مایع، برای بازیابی حلال‌ها و در فرآیندهایی که دقت و کارایی در آنها اهمیت دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند

➖برج‌های سینی‌دار (Tray columns): این برج‌ها به دلیل توانایی خود در مدیریت جریان‌های بالا و فراهم کردن انتقال جرم خوب، معمولاً برای جداسازی‌های پیچیده‌تر که در آن تعداد مراحل بیشتری برای دستیابی به خلوص مورد نظر محصولات مورد نیاز است، استفاده می‌شوند


@SHIMI95_IR

💢 شير ایمنی فشار يا PSV:

این شیر (Pressure Safety Valve) يكي از تجهيزات ايمني در صنعت است. كه مانع از قرار گرفتن لوله ها، شيرآلات، مخازن تحت فشار و… در شرايط فشاري بيش از فشار طراحي مي شود. بنابراين انتخاب PSV بسيار مهم بوده و بايد با احتياط كامل صورت پذيرد.


🔹تعريف شير ایمنی فشار:

طبق استـاندارد API 520 Part 1 كه به بررسي نحوه انتخاب، محاسبه سايز، نحوه نصب تجهيزات ایمنی در پالايشگاه ها مي پردازد. در مورد شير اطمينان تعريف زير ارائه شده است: يك شير ایمنی شيري است كه توسط يك فنر بسته شده است و با رسيدن فشار پشت شير به يك فشار استاتيكي مشخص عمل كرده و به سرعت باز مي شود (به اين عملPOP كردن شير مي گويند). شيرهاي ایمنی معمولاً براي سيالات تراكم پذير كاربرد دارد. با مشخص بودن مساحت سطح مجرابند و اندازه نازل مي توان مشخص نمود كه چه حجم سيال از شير خارج خواهد شد. در ابتدا بايد اندازه نازل خروجي (كه اُرفيس ناميده مي شود) محاسبه گردد.


🔹انواع شیر ایمنی :

شیر ایمنی گاز
شیر ایمنی درون چاهی
شیر ایمنی سطحی
شیر ایمنی پیلوت دار
شیر ایمنی هوا
شیر ایمنی بخار

🔹برندهای مختلف انواع شیر ایمنی:

شیر ایمنی Leser
شیر ایمنی Crosby
شیر ایمنی Technical
شیر ایمنی Consolidated
شیر ایمنی Hisec


@SHIMI95_IR

⚜در صنعت پتروشیمی، اکسترودرها نقش حیاتی در فرآوری پلیمرها و تولید محصولات متنوع دارند. اکسترودرها دستگاه‌هایی هستند که مواد پلیمری را ذوب کرده، مخلوط می‌کنند و با فشار از یک قالب عبور می‌دهند تا شکل مورد نظر به دست آید. در ادامه به انواع اکسترودرهای صنعتی مورد استفاده در پتروشیمی اشاره می‌شود:
➖1. اکسترودرهای تک‌پیچه (Single Screw Extruders):
عملکرد: این نوع اکسترودرها از یک پیچ چرخان درون یک سیلندر برای انتقال، ذوب و مخلوط کردن مواد پلیمری استفاده می‌کنند. مواد از قیف وارد اکسترودر شده، در طول پیچ حرکت کرده و تحت تأثیر حرارت و فشار ذوب می‌شوند. سپس مواد مذاب از طریق یک قالب (die) به شکل مورد نظر خارج می‌شوند.
🔻کاربردها:
تولید لوله و پروفیل
تولید ورق و فیلم
روکش‌کاری سیم و کابل
تولید گرانول
➖2. اکسترودرهای دوپیچه (Twin Screw Extruders):
عملکرد: این نوع اکسترودرها دارای دو پیچ هستند که به صورت هم‌جهت (co-rotating) یا غیرهم‌جهت (counter-rotating) می‌چرخند. اکسترودرهای دوپیچه قابلیت مخلوط کردن و انتقال مواد بهتری نسبت به اکسترودرهای تک‌پیچه دارند.
🔻انواع:
هم‌جهت (Co-rotating): هر دو پیچ در یک جهت می‌چرخند. برای مخلوط کردن و همگن‌سازی مواد مناسب هستند.
غیرهم‌جهت (Counter-rotating): پیچ‌ها در جهت مخالف می‌چرخند. برای انتقال مواد و ایجاد فشار بالا مناسب هستند.
کاربردها:
تولید کامپاند (compound): مخلوط کردن پلیمرها با افزودنی‌ها
تولید مستربچ (masterbatch): مخلوط کردن رنگدانه‌ها و افزودنی‌ها با پلیمر پایه
واکنش‌های پلیمریزاسیون
تولید مواد فوم (Foam)
تولید لوله و پروفیل با کیفیت بالا
➖3. اکسترودرهای دیسکی (Disk Extruders):
عملکرد: در این نوع اکسترودرها، یک دیسک چرخان مواد را از طریق یک کانال باریک به جلو می‌راند.
🔻کاربردها:
معمولاً برای مواد حساس به حرارت یا موادی که نیاز به زمان ماندگاری کوتاهی دارند استفاده می‌شوند.
تولید فیلم و ورق‌های نازک
➖4. اکسترودرهای پیستونی (Ram Extruders):
🔻عملکرد: در این نوع اکسترودر، یک پیستون مواد را از طریق سیلندر و قالب به جلو می‌راند.
کاربردها:
معمولاً برای مواد با ویسکوزیته بالا یا موادی که نیاز به فشار بسیار زیادی برای اکسترود شدن دارند استفاده می‌شوند.
تولید لوله‌های ضخیم و قطعات خاص
➕مزایا و معایب هر نوع:
➖تک‌پیچه:
مزایا: ساده، ارزان‌تر، تعمیر و نگهداری آسان
معایب: کارایی مخلوط‌کنندگی کمتر، محدودیت در فرآوری مواد مختلف
➖دوپیچه:
مزایا: کارایی مخلوط‌کنندگی بالا، قابلیت فرآوری مواد متنوع، کنترل دقیق‌تر فرآیند
معایب: پیچیده‌تر، گران‌تر، تعمیر و نگهداری دشوارتر
➖دیسکی و پیستونی:
مزایا: مناسب برای مواد خاص، قابلیت ایجاد فشار بالا
معایب: محدودیت در حجم تولید، پیچیدگی بیشتر
🔻عوامل مهم در انتخاب اکسترودر:
➖نوع ماده پلیمری: خواص ماده پلیمری (مانند ویسکوزیته، حساسیت به حرارت) تعیین‌کننده نوع اکسترودر مناسب است.
➖نوع محصول: شکل و ابعاد محصول نهایی نوع قالب و اکسترودر را مشخص می‌کند.
➖ظرفیت تولید: میزان تولید مورد نیاز در واحد زمان تعیین‌کننده اندازه و توان اکسترودر است.
➖هزینه: هزینه اولیه خرید، هزینه نگهداری و تعمیرات، و هزینه‌های عملیاتی باید در نظر گرفته شوند.

@SHIMI95_IR