آخرین ویرایش: 1395/08/09
تجهیزات نفت و گاز و پتروشیمی (Oil, Gas, and Petrochemichal Equipment)
اهمیت صنعت پتروشیمی در اقتصاد ملی بر هیچ کس پوشیده نیست. از امتیازات مهم صنعت پتروشیمی، تأمین مواد اولیه آن در داخل کشور است. صنعت پتروشیمی جزء صنایعی است که در کشور ما دارای مزیت نسبی است.
صنعت پتروشیمی ایران در سالهای اخیر در زمینه تولید محصولات متعارف و پایه پتروشیمی به موفقیت های عظیمی دست یافته است.
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی_ تانسیومتر (Tensiometer)
تانسیومترها (Tensiometer) دارای انواع مختلفی هستند. دو نوع متداول از تانسیومترها به قرار زیرند:
تانسیومترها یا کشش سنج هایی که برای اندازه گیری کشش سطحی مایعات استفاده می شوند.
تانسیومترهایی که برای اندازه گیری پتانسیل ماتریک آب (کشش رطوبت خاک) مورد استفاده قرار می گیرند. این دستگاه ها دربردارنده لوله های شیشه ای و یا پلاستیکی هستند که به همراه فنجان های سرامیکی خلل و فرج دار است و با آب پر می شود.
کاربرد تانسیومترها در زمین های کشاورزی است. چرا که با زمان بندی این دستگاه ها، و رطوبت سنجی خاک، به کشاورزان اجازه می دهند، زمان و مدت آبیاری زمین های کشاورزی را برنامه ریزی کنند. تانسیومترها حتی میتوانند میزان آب مصرفی را محاسبه کنند و در مطالعات علمی خاک و گیاهان مورد استفاده قرار بگیرند
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی_ حمام سیرکولاتور (Bath Circulator)
حمام های سیرکولاتور در نوع اصلی عرضه می شوند: دسته اول حمام های سیرکولاتور گرمایشی (Heating circulator bath) هستند و دسته دوم حمام های سیرکولاتور سرمایشی (Refrigerated circulator Bath) را شامل می شوند.
کاربرد حمام های سیرکولاتور، تامین سیال گرما و یا سرما به صورت دمایی کنترل شده و برای انواع راکتورهای شیمیایی و سیستم های دو جداره و تک جداره است. حمام های سیرکولاتور در حجم های مختلف ساخته می شوند و دامنه دمایی متفاوتی را هم ایجاد می کنند. در سیستم گرمایشی آنها، علاوه بر آب، می تواند روغن نیز مورد استفاده قرار گیرد.
حمام های سیرکولاتور سرمایشی نیز قادرند با حبس رطوبت و یا متراکم ساختن رطوبت، سرمایش سریعی را موجب شوند.
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی_سوکسله
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی_تعیین نقطه اشتعال
نقطهٔ اشتعال (Flash point) به پایین ترین دمایی اطلاق می شود که تحت شرایط مشخص، و توسط بخارهای تولید شده از نمونه، اشتعال نمونه رخ می دهد. در زمانی که نمونه را در معرض دما و حرارت بگذاریم، به علت ایجاد بخار، ترکیبات می توانند با اکسیژن موجود در هوا مشتعل شوند. این دمای اشتعال برای مواد مختلف و در فضاهای جوی مختلف متفاوت است. در این دمای اشتعال کافی است شعله کوچکی زده شود تا نمونه شعله ور گردد.
دستگاه های تعیین کننده نقطه اشتعال دارای حمام آب گرم، هیتر و ترمو متر هستند تا موجبات گرم کردن نمونه را فراهم اورند و دمای اشتعال نمونه را به دست بیاورند.
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی_ تعیین نقطه ذوب
دستگاه تعیین نقطه ذوب، ابزاری جهت تعیین نقطه ذوب مواد است و دارای انواع مختلفی مانند thiele tube، دستگاه فیشر- جان (Fisher- Johns aparatus)، گالن کمپ (Galenkamp) (از نوع الکترونیکی) و دستگاه تعیین کننده نقطه ذوب از نوع اتوماتیک است.
نقطه ذوب هر ماده‌ای، دمایی را گویند که در آن حالت، ماده جامد در آن فشار جوی، به حالت مایع تبدیل می شود.
دستگاه هایی که برای تعیین نقطه ذوب ایجاد شده اند، تقریبا روش و طراحی یکسانی دارند. بدین ترتیب که نمونه را درون لوله های مویی سربسته ای قرار می دهند و سپس این لوله ها در دستگاه های دیگری وارد می شود. در مرحله بعد، حمام روغن گرم و یا توده ای حرارت دهنده، از روی نمونه رد خواهد شد و همچنان که دما افزایش می یابد، محدوده دمایی که در آن ماده مورد نظر شروع به ذوب شدن می کنند، ثبت می شود.
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی_ ویسکومتر
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی_ دستگاه هضم کجلدال
در سال 1883، شیمیدانی دانمارکی، روشی را برای تعیین مقادیر نیتروژن در ترکیبات آلی به دست آورد که از آن پس به روش کجلدال گه گهگاه کلدال نیز نامیده می شود.
کجلدال در این روش از فرایند دو مرحله ای استفاده کرد: تقطیر و تیتراسیون عقب گرد. او متوجه شد که نمک های آمونیومی می توانند به واسطه واکنش های بین ترکیبات آلی و اسید سولفور به دست می آیند. این مرحله، مرحله هضم خواهد بود. نمک های آمونیومی که در این مرحله به دست می آیند، جمع آوری می شوند و در مرحله دوم، با آب قلیایی واکنش می دهند. آمونیاکی که در این مرحله تولید می شود، تقطیر خواهد شد و در محلول استانداری که از دسته اسیدها هیدروفوب است و یا اسید سولفوریک حل می شود. در نهایت، این محلول با جوش شیرین تیتر می شود تا مقادیر نیتروژن اندازه گرفته شود.
در سال 1880 کجلدال، از سولفات پتاسیم برای افزایش نقطه جوش اسید استفاده کرد که به عنوان کاتالیست، منجر به افزایش سرعت تجزیه می شد.
تجهیزات نفت، گاز و پلیمر_ تعیین نقطه ابری شدن (Cloud point and pour point)
صنعت نفت و گاز با علم شیمی و پلمیر عجین شده است. نقطه ابری شدن چیست؟ آن دمایی که ماده مورد نظر، قادر به سرد شدن بوده و بلورهای موم یا همان وکس (wax)، در مایع مورد نظر به شکل ابری تشکیل می شوند، نقطه ابری شدن نامیده می شود که برای مواد مختلف متفاوت خواهد بود. یعنی روغن های سیاه، روغن سیلندر، و نفت کوره تقطیر شده و نشده، دارای نقاط ابری متفاوتی هستند.
نقطه ابری شدن، همواره در کنار مورد دیگری به نام نقطه ریزش قرار می گیرد: بدین معنی که زمانی که نمونه نفتی مورد نظر شروع به سرد شدن می کند، تا دمای معینی، نمونه نفتی، سیالیت و روانی خواهد داشت. به این آخرین نقطه و یا پایین ترین نقطه ای که در آن هنوز، ماده مایع است، نقطه ریزش گویند و بعد از این دما، ماده شروع به جامد شدن خواهد کرد که از اصطلاح بسته شدن ماده استفاده می کنند.
حال سوال آنجاست که کدام یک از این نقاط، اهمت بیشتری برای مصرف کننده دارند، نقطه ابری شدن و یا نقطه ریزش (cloud point or pour point): پاسخ در نقطه ریزش خلاصه می شود. برای بهتر فهمیده شدن موضوع، مثالی ارائه شده است. در طول روزهای زمستان که دمای هوا کاهش پیدا می کند، ماده های سوختنی که در انواع اتومبیل ها وجود دارد، مانند بنزین و گازوئیل، در معرض یخ زدگی قرار خواهند گرفت، اگر نقطه ریزش بنزین و یا گازوئیل به حد کافی پایین نباشد. از همین رو، نقطه ریزش حداقل باید 10 درجه سانتیگراد پایین تر از محدوده دمای پیش بینی شده باید باشد.
تجهیزات نفت، گاز و پلیمر_ رنگ سنج مواد نفتی
چرا نیاز به رنگ سنجی داریم؟
شرایط مختلفی وجود دارد که ما در آن نیاز به سنجیدن رنگ مواد و محصولات مختلف داریم. در اینجا تعدادی از دلایلی که ما نیاز به رنگ سنجی داریم را بیان می کنیم:
1. برای اطمینان از یکنواخت بودن رنگ در محصولات تولید شده
2. دستیابی به کیفیت های مطلوب زیبا شناختی
3. رنگ ها به عنوان یک نشانگر اجرایی عمل می کنند. برای مثال، رنگ سنجی روشی برای تعیین میزان پایداری محصولات در جهت دستیابی به اهداف ویژه عمل می کند.
4. برای پیش بینی شرایط و وضعیت محصولات مورد استفاده قرار می گیرند. برای مثال، تغییر رنگ در طول زمان، نشان از میزان ماندگاری و طول عمر محصول می دهد
مقیاس های اندازه گیری رنگ
انواع محصولات دارای استانداردهای مختلف اندازه گیری رنگ هستند. آنالیز رنگ به واسطه دستگاه هایی که به این منظور ساخته شده اند، به روش و راه آسانی تبدیل شده است. بسیاری از این دستگاه ها فاقد نیاز به کالیبره کردن هستند.
یکی از موادی که نیاز به تعیین رنگ دارند، مواد نفتی هستند. چرا که تعیین رنگ یک ماده نفتی، می تواند عاملی کنترل کننده در عملیات پالایش نفت در نظر گرفته شود. همانطور که در بالا نیز اشاره شد، رنگ هر ماده ای می تواند مشخصه قابل رویت و تعیین کننده ای برای مصرف کننده باشد. به عنوان مثال آلوده شدن یک ماده با ماده ای دیگر منجر به تغییر رنگ آن خواهد شد و همین تغییر رنگ خود می تواند عاملی بر وجود چنین آلودگی در ماده اولیه باشد. گرچه شرایطی نیز وجود دارد که تعیین رنگ، میتواند ابهام ایجاد کند و یا آنکه شناسایی ماده را اشتباه ارزیابی کند.
به همین منظور انواع دستگاه های رنگ سنجی در صنعت نفت مورد استفاده قرار می گیرند.
تجهیزات نفت، گاز و پلیمر_ دستگاه طیف سنج مادون قرمز فوریه (FT- IR)
برای اطلاعات بیشتر در زمینه دستگاه طیف سنج مادون قرمز فوریه، میتوانید به صفحه "همه چیز درباره FT-IR" مراجعه فرمایید. اما به طور کلی باید گفت که در روش مادون قرمز ارتعاش پیوندها بررسی می‌شود که در اثر تغییر طول پیوند و یا زاویه پیوند در مولکولها صورت می‌گیرد. ارتعاش مولکول‌هایی با ممان دو قطبی دایم ایجاد میدان الکتریکی متغیر بر حسب زمان می‌کند و موجب تاثیر متقابل آن با تابش می‌شود. بنابراین نیاز به این است که ممان دو قطبی آن در حین ارتعاش تغییر کند لذا اکثر مواد به جز مواد غیر قطبی نظیر Cl2 در این ناحیه جذب دارند و در نهایت از نسبت درصد عبور برحسب عدد موجی طیف IR حاصل می‌شود.
تجهیزات نفت، گاز و پلیمر_ پتانسیومتر (Potentiometer)
در الکترونیک، پتانسیومتر (به انگلیسی: Potentiometer) (در محاوره POT) یک مقاومت سه پایانه با یک اتصال یا دکمه متحرک قابل تنظیم برای تقسیم جریان است. اگر تنها دو ترمینال استفاده شود (یک سمت و جاروب کن) به عنوان یک مقاومت متغیر یا رئوستات عمل می‌کند. پتانسومترها معمولا برای کنترل دستگاه‌های الکتریکی مانند کنترل صدا در تجهیزات صوتی استفاده می‌شود. پتانسیومترهای مورد استفاده اگر توسط یک مکانیزم عمل کنند میتوانند مانند مغییر موقعیت برای مثال در یک اهرمک مورد استفاده قرار گیرند.
پتانسومترها به طور مستقیم برای کنترل قدرت قابل توجه (بیش از یک وات) به ندرت استفاده می‌شوند، توان تلف شده در پتانسیومتر با توان در بار کنترل شده مقایسه می‌شود. در عوض از آنها برای تنظیم سطح سیگنال آنالوگ (مانند کنترل صدا در تجهیزات صوتی)، به عنوان کنترل ورودی مدارهای الکترونیکی استفاده می‌شود. برای مثال دیمر (تیره کننده) نور لامپ از پتانسیومتر برای کنترل سوئیچینگ ترایاک و به طور غیر مستقیم برای کنترل نور لامپ مورد استفاده می‌شود.
کاربرد پتانسیومترها در صنایع نفت و گاز
-
تعیین عدد صابونی به روش حجم سنجی پتانسیومتری
-
تعیین آب به روش حجم سنجی پتانسیومتری کارل فیشر
-
اندازه گیری گوگرد مرکاپتان در بنزین، نفت سفید، سوخت موتور جت هواپیما و سوخت های تقطیری به روش پتانسیومتری
-
تجهیزات نفت، گاز و پتروشیمی_ کارل فیشر (Karl Fisher)
کارل فیشر که در سال های 1901 تا 1958، می زیست، شیمیدانی آلمانی بود. او توانست در سال 1935، متدی را برای تعیین مقادیر کم آب در نمونه های مختلف به دست آورد. این متد، تیتراسیون کارل فیشر نامیده شد و در اصل به صورت دستی انجام می گرفت، اما هم اکنون به صورت خودکار انجام می گیرد. این روش، اولین روش تعیین محتوای آب است که در آزمایشگاه های صنعتی، مانند کارخانجات شیمیایی و پالایشگاه های نفت انجام می گیرد.
امروزه روش کارل فیشر که تیتراسیون کارل فیشر نامیده می شود، روش کلاسیک تیتراسیون در آزمایشگاه آنالیز شیمی است که برای تیتراسیون حجمی و یا coulometric استفاده می شود تا مقادیر اندک آب را در نمونه ها به دست آورد.
اساس کار به دو روش حجم سنجی ( Volumetric ) و کولنسنجی ( Culometric ) و هر دو بر مبنای واکنشگر کارل فیشر است.
کارل فیشر کولومتر
قسمت اصلی یک سل تیتراسیونی شامل آند به شکل محلول و آنالیت می باشد. محلول آند متشکل از یک الکل، یک باز، گوگرد دی اکسید و ید است. نوعاً الکلی که ممکن است به کار رود متانل یا دی اتیلن گلیکول مونومتیل اتر، و یک باز رایج ایمیدازول یا پیریدین است.
همچنین سل تیتراسیون از یک قسمت کوچکتر که با یک (آند) شناور درون محلول آندِ قسمت اصلی قرار دارد، نیز تشکیل یافته است. دو قسمت به وسیله یک غشای یونگزین (یونپذیر) از یکدیگر جدا شدهاند.
آند پلاتینی هنگامی که جریان الکتریکی درون مدار برقرار می شود تولید می کند.
سیستم دستگاه به شکلی است که نمونه جامد همراه با ویال داخل دستگاه و در جای مخصوص خود قرار می گیرد ؛ این قسمت خود داخل یک آون قرار دارد . سوزنی از طریق درب لاستیکی ویال وارد آن شده و با عبور گاز خشک ، رطوبت نمونه را خارج و با خود وارد ظرف واکنش می‌کند . گاز خشک ، جریان گاز N2 یا هوایی است که با عبور از میان مواد جاذب الرطوبه ، رطوبت خود را از دست داده است.
به محض ورود آب به ظرف واکنش ، آب در سطح الکترود با واکنشگر واکنش می دهد . برخلاف کارفیشر (KF) تیتراتور ، واکنشگر در سطح الکترود مخصوص عمل کرده و در همان جا می ماند.
این دستگاه مجهز به یک الکترود مولد و یک الکترود شناساگر است. الکترود مولد با سطح نسبتاً بزرگ و توری شکل که در آن از KI تولید و پس از آن اکسید شده و به حالت قبل خود برمیگردد.
کارل فیشر حجم سنجی (تیتراتور)
دستگاه از دو الکترود شناساگر پلاتینی ساکن تشکیل شده است. تیتراسیون حجم سنجی هم بر اساس همان اصول تیتراسیون کولنسنجی است؛ با این تفاوت که محلول آند در این جا به عنوان محلول تیتران مورد استفاده قرار می‌گیرد، و نقطه پایانی مانند بالا می تواند به طور همزمان و به وسیله پتانسیومتری تعیین شود.
برای بررسی دستگاه ها به بخش "فروشگاهی تجهیزات نفت و گاز و پتروشیمی" مراجعه کنید.