دنیای شیمی و مهندسی مدرن

⚜ گاز ترش و گاز شیرین چیست؟

✅ گازی که هیدروژن سولفات (ترکیبات گوگردی) و دی اکسید کربن در آن موجود نباشد را گاز شیرین(Sweet Gas) می گویند. عمل یا اعمالی که باعث خارج ساختن ترکیبات گوگردی از نفت و یا گاز می گردند را شیرین ساختن گاز می گویند.

✅ گاز ترش (Sour gas) در خود گوگرد و یا ترکیباتی از گوگرد دارد که حتما باید از آن خارج شود زیرا هم محصول پالایش شده را نامرغوب می سازد و هم برای وسایل و دستگاه ها زیان آور هستند. البته گوگرد خارج شده در صنعت مورد استفاده قرار می گیرد.
مهمترین ترکیب سمی در گاز ترش H2S هست.

⚜شناسایی یون ها

✔️شناسایی یون کلرید:
▶️AgNO3(aq) + NaCl(aq) ----> AgCl(s) + NaNO3(aq)
رسوب سفید رنگ AgCl تولید میشود

✔️شناسایی یون کلسیم:
▶️CaCl2(aq) + Na3PO4(aq) ----> Ca3(PO4)2(s) + NaCl(aq)
رسوب سفید رنگ Ca3(PO4)2 تولید میشود

✔️شناسایی یون باریم:
▶️BaCl(aq) + Na2SO4(aq) ----> BaSO4(s) + NaCl(aq)
رسوب سفید رنگ BaSO4 تولید میشود

⚜کشنده ترین مواد معدنی جهان

🔹كروسيدوليت (آزبست آبي)

كروسيدوليت يا آزبست آبي از سوي بسياري به عنوان خطرناكترين ماده معدني دنيا شناخته مي‌شود. قرار گرفتن در معرض اين ماده معدني موجب بيماريهاي مرگباري مانند سرطان ريه و مزوتليال مي‌شود.

كروسيدوليت هم مانند انواع ديگر آزبست براي ساختن محصولات تجاري و صنعتي مانند كاشي‌هاي سقف و پنلهاي عايق به كار مي‌رود با اينهمه به دليل مقاومت ضعيف در برابر حرارت، چندان مورد علاقه نيست.

معدنكاري كروسيدوليت آزبستي در گذشته بيشتر در ايالت استرالياي غربي، بوليوي و آفريقاي جنوبي صورت مي‌گرفت اما توليد آن به دليل مخاطرات جدي براي سلامت انسان، متوقف شد.

در يكي از بدترين حوادث مربوط به اين ماده، شهر ويتنوم در منطقه پيلباراي استرالياي غربي كه در آن معدنكاري كروسيدوليت در فاصله سال ۱۹۴۳ تا ۱۹۶۶ انجام مي‌گرفت،پس از اينكه بيش از هزار معدنچي و ساكنان آن بر اثر ابتلا به مزوتليوما و بيماريهاي ديگر ناشي از استخراج اين ماده، جانشان را از دست دادند تقريبا نابود شد.

⚜در زیر برخی از تست‌های متداول آزمایشگاهی بر روی پلیمریزاسیون در صنعت پتروشیمی را با جزئیات بیشتری بررسی می‌کنیم:

1⃣. آنالیز مونومرهای ورودی:
قبل از شروع پلیمریزاسیون، کیفیت مونومرهای ورودی باید به‌دقت بررسی شود. این امر شامل موارد زیر است:

🔻خلوص: تعیین میزان ناخالصی‌ها در مونومر با استفاده از تکنیک‌هایی مانند کروماتوگرافی گازی (GC)، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) و طیف‌سنجی جرمی (MS). ناخالصی‌ها می‌توانند بر فرآیند پلیمریزاسیون و خواص پلیمر نهایی تاثیر منفی بگذارند.

🔻رطوبت: اندازه‌گیری میزان رطوبت در مونومر با استفاده از روش‌های کاوچو متری و یا تیتراسیون کارل-فیشر. رطوبت می‌تواند واکنش پلیمریزاسیون را کند یا مختل کند.

🔻مواد بازدارنده: شناسایی و اندازه‌گیری مواد بازدارنده که می‌توانند سرعت پلیمریزاسیون را کاهش دهند یا به طور کلی آن را متوقف کنند.

2⃣. آنالیز فرآیند پلیمریزاسیون:
در طول فرآیند پلیمریزاسیون، پارامترهای مختلف باید به‌طور مداوم نظارت شوند:

🔻دمای واکنش: دمای واکنش با استفاده از ترموکوپل یا حسگرهای دما به‌طور دقیق کنترل و ثبت می‌شود. دمای واکنش بر سرعت پلیمریزاسیون و خواص پلیمر نهایی تاثیر می‌گذارد.

🔻فشار واکنش: در پلیمریزاسیون‌های تحت فشار، فشار واکنش با استفاده از گیج فشار اندازه‌گیری می‌شود.

🔻سرعت واکنش: سرعت پلیمریزاسیون با استفاده از روش‌های مختلفی مانند اندازه‌گیری میزان مصرف مونومر یا تولید گرما تعیین می‌شود.

🔻ویسکوزیته: ویسکوزیته مخلوط واکنش با استفاده از ویسکومتر اندازه‌گیری می‌شود. ویسکوزیته بالا می‌تواند نشان‌دهنده پیشرفت پلیمریزاسیون و یا تشکیل پلیمر با وزن مولکولی بالا باشد.

3⃣. آنالیز پلیمر تولیدی:
پس از تکمیل فرآیند پلیمریزاسیون، پلیمر تولیدی تحت آزمایش‌های مختلفی قرار می‌گیرد:

🔻وزن مولکولی: وزن مولکولی پلیمر با استفاده از روش‌های کروماتوگرافی نفوذ ژل (GPC) یا ویسکوزی‌متری تعیین می‌شود. وزن مولکولی بر خواص فیزیکی و مکانیکی پلیمر تاثیر می‌گذارد.

🔻توزیع وزن مولکولی: توزیع وزن مولکولی نشان می‌دهد که آیا زنجیره‌های پلیمر دارای طول یکسانی هستند یا نه. این امر با استفاده از روش GPC تعیین می‌شود. پلیمرهایی با توزیع وزن مولکولی باریک‌تر معمولا خواص بهتری دارند.

🔻شاخص جریان مذاب (Melt Flow Index - MFI): MFI میزان روان شدن پلیمر در حالت مذاب را نشان می‌دهد. این تست برای پلیمرهای ترموپلاستیک مهم است و با استفاده از دستگاه MFI اندازه‌گیری می‌شود.

🔻دانسیته: دانسیته پلیمر با استفاده از روش‌های شناوری یا پیکرومتر اندازه‌گیری می‌شود. دانسیته در ارتباط با ساختار بلوری و میزان شاخه‌دار بودن پلیمر است.

🔻کریستالیسیته: میزان کریستالیسیته پلیمر با استفاده از روش‌های مختلفی مانند پراش اشعه ایکس (XRD) یا کالریمتر تفاضلی روبشی (DSC) تعیین می‌شود. کریستالیسیته بر خواص مکانیکی و حرارتی پلیمر تاثیر می‌گذارد.

🔻خواص مکانیکی: خواص مکانیکی پلیمر، مانند مقاومت کششی، مقاومت فشاری، مدول یانگ و استحکام ضربه با استفاده از دستگاه‌های کشش، فشردگی و ضربه اندازه‌گیری می‌شود.

🔻خواص حرارتی: خواص حرارتی پلیمر، مانند دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) و دمای ذوب ™ با استفاده از DSC یا آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) تعیین می‌شود.

🔻تجزیه حرارتی: تجزیه حرارتی پلیمر با استفاده از روش‌های ترموگرویمتری (TGA) و آنالیز حرارتی به وسیله‌ی حرارت‌دهی (DTA) برای تعیین پایداری حرارتی پلیمر انجام می‌شود.

🔻طیف‌سنجی: طیف‌سنجی مادون قرمز (FTIR) و طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR) برای شناسایی ساختار شیمیایی و گروه‌های عاملی در پلیمر استفاده می‌شود.

🛑این آزمایش‌ها تنها تعدادی از آزمایش‌های متداول در صنعت پتروشیمی برای کنترل کیفیت پلیمریزاسیون هستند. انتخاب آزمایش‌های خاص بستگی به نوع پلیمر، کاربرد آن و نیازهای کیفیت دارد. همچنین، پیشرفت‌های اخیر در زمینه تکنیک‌های تجزیه و تحلیل، امکان ارزیابی دقیق‌تر و با جزئیات بیشتری از فرآیند پلیمریزاسیون و محصول نهایی را فراهم آورده است.

☑️ @SHIMI95_IR