Intelligent inks

An ink that changes its colour when exposed to oxygen could help shoppers decide if their packaged food is fresh.

Oxygen is the enemy of fresh food because it causes food to degrade and bacteria need it to grow. Hence, much of today's packaged food comes in a protective atmosphere of gases such as nitrogen - with oxygen almost totally removed.

Andrew Mills and David Hazafy at University of Strathclyde, UK, have developed an irreversible solvent-based blue ink, which upon activation with UV light, loses all its colour and becomes oxygen sensitive; it will only gain its original colour upon exposure to oxygen.

The major advantages of the oxygen ink over most of the traditional methods for detecting oxygen are that it is cheap and easy to use, especially as it relies on a colour-change detectable by the human eye, said Mills. Solvent-based inks such as these are also easier to print on the common polymers used in food packaging, added Mills.

A solvent-based intelligence ink for oxygen
Andrew Mills and David Hazafy, Analyst, 2008, 133, 213

:: به باطری لپ تاپ خود جان دوباره ببخشید!

باتری های معمولی لپ تاپ نیز همانند سایر وسایل الکترونیکی برای خود عمر مشخصی دارند. این باتری ها معمولأ پس از 1 تا 2 سال کار مداوم ، کارایی اصلی خودشان را از دست میدهند و در نهایت تنها میتوانند 10 تا 15 دقیقه شارژ خود را حفظ کنند. در صورتی که باتری لپ تاپ شما نیز به این بلا دچار شده است پیش از هر اقدام دیگری دست نگاه دارید و این ترفند واقعأ اعجاب انگیز با روشی اعجاب انگیزتر را بر روی باتری خود را اعمال کنید! چرا که با این کار میتوانید جان دوباره ای به باتری ببخشید و به نوعی آن را احیا کنید ، چرا که مجددأ باتری میتواند 1 الی 2 ساعت شارژ خود را نگه دارد و دیگر نیازی به پرداخت هزینه اضافی ندارید.
برای اینکار ، روش کار را بدون ترس و واهمه انجام دهید!

کافی است باتری را به مدت 14 الی 15 ساعت در داخل فریزر قرار دهید تا باتری لپ تاپ شما کاملأ فریز شودسپس باتری را 3 الی 4 بار شارژ و دشارژ نمایید.اکنون باتری لپ تاپ شما پس از گذراندن یک خواب زمستانی جان تازه ای پیدا کرده است و میتوانید بیش از گذشته برای شما کار کند.

شاید از این عمل تعجب کنید و ارتباطی بین این دو کار نیابید.اما جالب است بدانید که این کار پایه و اساسی کاملأ علمی دارد ، چرا که همانطور میدانید به طور کلی در اجسام مختلف به دلیل لرزش طبیعی مولکولها جریان برق به راحتی از آنها عبور نمی کند. این مشکل در اجسام رسانا کمتر است ، زیرا مولکول ها به شکل منظم قرار می گیرند و جریان راحت تر عبور می کند ، اما برای ابر رسانا کردن باید جسم رو سرد نمود تا لرزش مولکولها کمتر شود (این لرزش هیچ گاه صفر نخواهد شد ، مگر در صفر مطلق یعنی 273- درجه سانتیگراد که البته تا امروز دست نیافتنی باقی مانده است) ، در نتیجه سرعت و کیفیت عبور جریان بهتر خواهد شود. دلیل بهتر کار کردن سی پی یو در درمای پایین نیز همین موضوع است.

از این موضوع و به نوعی نوآوری میتوان حتی در مورد هارد دیسک هم استفاده کرد ، هاردی که کار نمیکند را در صورتی که 10 تا 15 ساعت در فریزر فریز نمایید و سپس وصل نمایید را نیز میتوان با این روش بازیابی کرد.

لازم به ذکر است تا باتری شما دچار مشکل نشده است این ترفند را بر روی آن اجرا نکنید. همچنین این تنها بر روی باتری لپ تاپ تست شده است ، طبعأ امکان این کار بر روی همه باتری های لوازم الکترونیکی یا خود آنها وجود ندارد ، مگر دستگاه هایی که ساختاری همانند باتری های لپ تاپ داشته باشند.

Urea-formaldehyde

Urea-formaldehyde From Wikipedia, the free encyclopediaJump to: navigation, searchUrea-formaldehyde, also known as urea-methanal, named so for its common synthesis pathway and overall structure[1], is a transparent thermosetting resin or plastic, made from urea and formaldehyde heated in the presence of a mild base such as ammonia or pyridine. These resins are used in adhesives, finishes, MDF, and molded objects. Urea-formaldehyde resin's attributes include high tensile strength, flexural modulus and heat distortion temperature, low water absorption, mould, high surface hardness, elongation at break, and volume resistance.Urea formaldehyde was commonly used when producing electrical appliances casing i.e. desk lamps. It is now mostly replaced by melamine resin.[citation needed]. Urea-formaldehyde foam insulation started being used in the 1950s. In the 1980s, concerns began to develop about the toxic formaldehyde vapor emitted in the curing process, as well as from the breakdown of old foam. Consequently, its use was discontinued.[2]Urea formaldehyde is also used in agriculture as a controlled release source of nitrogen fertilizer.[edit] References^ Uses Of Formaldehyde ^ http://www.nsc.org/EHC/indoor/formald.htm

Urea-Formaldehyde Foam Insulation (UFFI)

What Is UFFI?

Urea-formaldehyde foam insulation (UFFI) was developed in Europe in the 1950s as an improved means of insulating difficult-to-reach cavities in house walls. It is typically made at a construction site from a mixture of urea-formaldehyde resin, a foaming agent and compressed air. When the mixture is injected into the wall, urea and formaldehyde unite and "cure" into an insulating foam plastic.
During the 1970s, when concerns about energy efficiency led to efforts to improve home insulation in Canada, UFFI became an important insulation product for existing houses. Most installations occurred between 1977 and its ban in Canada in 1980.
Why Was UFFI Banned?

In the insulating process, a slight excess of formaldehyde was often added to ensure complete "curing" with the urea to produce the urea-formaldehyde foam. That excess was given off during the curing, almost entirely within a day or two of injection. Properly installed, UFFI might not have resulted in any problem. Unfortunately, however, UFFI was sometimes improperly installed or used in locations where it should not have been. Enough complaints were received, particularly from people living in small, well-sealed homes, that Canadian authorities became concerned about possible health implications. The further use of UFFI was banned in 1980.
What Is Formaldehyde?

Formaldehyde is a pungent, colourless gas commonly used in water solution as a preservative and disinfectant. It is also a basis for major plastics, including durable adhesives. It occurs naturally in the human body and in the outdoor environment. Formaldehyde is used to bond plywood, particleboard, carpets and fabrics, and it contributes to "that new house smell." Formaldehyde is also a by product of combustion; it is found in tobacco smoke, vehicle exhaust and the fumes from furnaces, fireplaces and wood stoves.
While small amounts of formaldehyde are harmless, it is an irritating and toxic gas in significant concentrations. Symptoms of overexposure to formaldehyde include irritation to eyes, nose and throat; persistent cough and respiratory distress; skin irritation; nausea; headache; and dizziness.
Health Canada has determined that 0.1 parts per million (ppm) is a safe level of formaldehyde in the home. Sensitivity to this level may vary based on individual age and health.
Should You Be Concerned About UFFI Today?

Tests show that UFFI is not a source of over-exposure to formaldehyde after the initial curing and release of excess gas. As it was last installed in 1980, it would certainly not be causing excess indoor formaldehyde today. Houses with UFFI show no higher formaldehyde levels than those without it. However, if UFFI comes in contact with water or moisture, it could begin to break down. Wet or deteriorating UFFI should be removed by a specialist and the source of the moisture problem should be repaired.
In new or other well-sealed houses, significant indoor formaldehyde levels may still occur when new carpets or wood composite materials, such as plywood, particleboard and waferboard, are used in home construction, cabinetry and furnishings. These are the most likely sources of high formaldehyde levels in the home today.
If you are asked for a UFFI declaration

Since 1993, a UFFI declaration has not been required for mortgage insurance under the National Housing Act. However, a UFFI declaration may still be requested as part of a real estate listing or an agreement of purchase and sale. Even though UFFI should not be a cause for concern, you may, depending on where you live in Canada, be asked to declare whether or not it is in your home.
Some home inspectors will have the training or experience to identify UFFI. You can make a physical check of the home yourself. Look for a series of small patched holes, 1.2 to 2 cm (1/2 to 3/4 in.) across, at regular intervals on exterior or interior walls. Foam may be obvious where floor joists meet the exterior walls of the basement or around electrical outlets or switch plates. These indicators do not necessarily mean that UFFI is present, but they may alert you to the possibility.

معرفی انواع گازها

گاز ساختگي (SUBSTITUTE NATURAL)
گاز ساختگي را مي توان مانند گاز سنتز از گازسازي زغال سنگ و يا گازرساني مواد نفتي بدست اورد ارزش گرمايي اين گاز در مقايسه با گاز سنتز بسيار بالاتر است چون مانند گاز طبيعي بخش عمده آن را گاز متان تشكيل مي دهد. گاز ساختگي را مي توان با روش لورگي نيز بدست آورد ( همچنين نگاه كنيد به لورگي - رهرگس فرايند) . نمودار ساده جريان در گازسازي زغال سنگ براي توليد گاز ساختگي در شكل نشان داده شده است.

گاز سنتز (SYNTHESIS GAS)
گاز سنتز گازي است بي بو ، بي رنگ و سمي كه در حضور هوا و دماي 574 درجه سانتيگراد بدون شعله مي سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگي به ميزان درصد هيدروژن و كربن منواكسيد دارد از گاز سنتز مي توان به عنوان منبع هيدروژن براي توليد آمونياك ،متانول و هيدروژن دهي در عمليات پالايش و حتي به عنوان سوخت استفاده كرد گاز سنتز از گاز طبيعي ، نفتا، مواد سنگين و زغال سنگ بدست مي آيد . معمولا براي توليد هر يك تن گاز سنتز كه در آن نسبت مولي H2/CO=1 باشد ، به 0/55 تن متان نياز است . در صورتي كه اين نسبت 3 باشد 0/49 تن متان لازم خواهد بود. تهيه گاز سنتز از منابع هيدروكربورها امكان پذير است كه به شرح زير خلاصه مي شود:
1- تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ و يا گازي كردن زغال سنگ بخار آب و اكسيژن در دماي 870 درجه سانتيگراد و فشار 27 اتمسفر با زغال سنگ تركيب مي شود محصول حاوي 22.9 درصد هيدروژن 46.2 درصد كربن منو اكسيد ،7.8 درصد كربن دي اكسيد ، 22.5 درصد آب و 0.6 درصد كربن متان و نيتروژن است پس از جداسازي گاز كربن دي اكيد ، محصول براي فروش از طريق خطوط لوله عرضه مي شود. در نمودار زير فرايند توليد گاز سنتز از زغال سنگ نشان داده شده است.
2- تهيه گاز سنتز از مواد سنگين نفتي مواد سنگين نفتي با اكسيژن ( نه هوا) در دماي 1370 درجه سانتيگراد و فشار 102 اتمسفر تركيب شده و گاز سنتز توليد مي كند.
3- تهيه گاز سنتز از نفتا نفتا با بخار آب در مجاورت كاتاليست نيكل در دماي 885 درجه سانتيگراد و فشار 25 اتمسفر تركيب وگاز سنتز حاصل مي شود.
4- تهيه گاز سنتز از گاز طبيعي اين روش كه در جهان متداول تر است در در دو مرحله كراكينگ و خالص سازي ، گاز طبيعي به گاز سنتز تبديل مي گردد.در اين روش از كبالت ، موليبديم و اكسيد روي به عنوان كاتاليست استفاده مي شود.
محصول نهايي حاوي 83.8 درصد هيدروژن ، 14.8 درصد كربن منواكسيد 0.1 درصد كربن دي اكسيد و مقداري متان نيتروژن و بخار آب است. فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در شكل نشان داده شده است.

گاز شهري (TOWN GAS)
اصطلاحا به گازي گفته مي شود كه از طريق خط لوله از يك مجتمع توليد گاز به مصرف كنندگان تحويل مي شود . گاز شهري يا از زغال سنگ و يا از نفتا توليد و در مناطقي مصرف مي شود كه يا گاز طبيعي در دسترس نباشد و يا زغال سنگ ارزان به وفور يافت شود تركيب گاز شهري هيدروژن %50، متان%20 تا %30، كربن منواكسيد %7 تا %17، كربن دي اكسيد%3، نيتروژن %8، هيدروكربورها %8
علاوه بر اين ناخالصي هاي ديگري مانند بخار آب ، امونيال ، گوگرد، اسيد سيانيدريك نيز در گاز شهري وجود دارد. به گاز شهري گاز زغال سنگ و يا گاز سنتز نيز مي گويند. در ايران گازي كه از طريق خط لوله به مشتركين در شهرها عرضه مي گردد گاز طبيعي است و تركيب آن مشابه گاز شهري نيست.

گاز شيرين (SWEET GAS)
گازشيرين گازي است كه هيدروژن سولفيد و كربن دي اكسيد آن گرفته شده باشد.

گاز طبيعي (NATURAL GAS)
گاز طبيعي عمدتا از هيدروكربوها همراه با گازهايي مانند كربن دي اكسيد ، نيتروژن و در بعضي از مواقع هيدروژن سولفيد تشكيل شده است بخش عمده هيدروكربورها را گاز متان تشكيل مي دهد و هيدروكربورهاي ديگر به ترتيب عبارتند از اتان ، پروپان ، بوتان، پنتان و هيدروكربورهاي سنگين تر ناخالصي هاي غيرهيدروكربوري نيز مانند آب ، كربن دي اكسيد ، هيدروژن سولفيد و نيتروژن در گاز طبيعي وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام حل شده باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد و اگر در تماس مستقيم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود.
گاز غير همراه ( NON-ASSOCIATED GAS)از ذخايري كه فقط قادر به توليد گاز به صورت تجاري باشد استخراج مي شود در بعضي موارد گاز غير همراه حاوي بنزين طبيعي و يا چكيده نفتي ( CONDENSATE) استخراج مي شود كه حجم قابل توجهي از گاز را از هر بشكه هيدروكربور بسيار سبك آزاد مي كند.

گاز طبيعي فشرده ( COMPRESSED NATURAL GAS)
گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و دراكثر نقاط جهان يافت مي شود. (نگاه كنيد به گاز طبيعي ) گاز طبيعي را مي توان از طريق خط لوله و يا به صورت گاز طبيعي مايع شده (LNG) با نفتكش حمل نمود. از گاز طبيعي فشرده و يا به اختصار سي ان جي مي توان در اتومبيل هاي احتراقي به عنوان سوخت استفاده كرد در حال حاضر حدود يك ميليون وسيله نقليه در جهان با گاز فشرده حركت مي كنند. در ايتاليا در مقياس وسيعي از سي ان جي استفاده مي شود و در زلاندنو و آمريكاي شمالي نيز استفاده از گاز طبيعي فشرده رواج دارد.
تركيبات گاز طبيعي متفاوت است و بستگي به نوع ميدان گازي دارد كه از ان بدست امده است ناخالصي ها شامل هيدروكربورهاي سنگين ، نيتروژن ، دي اكسيد، اكسيژن و هيدروژن سولفيد مي باشد. در اتومبيل گاز طبيعي فشرده بايد در مخزن سنگين و بزرگ و در فشاري برابر 220 اتمسفر ذخيره گردد. البته از لحاظ ميزان ذخيره و ارزش حرارتي سي ان جي كه حدود 8/8 هزار ژول /ليتر است ( در مقايسه بنزين حدود 32 هزار ژول مي باشد مسافتي كه اتومبيل مي پيمايد محدود خواهد بود. علاوه بر اين به علت محدوديت تعداد ايستگاه اي سوخت گيري اتومبيل بايد به نحوي طراحي شود كه علاوه بر سي ان جي بتواند از بنزين هم استفاده نمايد. مزاياي سي ان جي به شرح زير است:
1- موتور در هواي سرد به راحتي روشن مي شود.
2-سي ان جي اكتان بسيار بالايي دارد.
3- تميز مي سوزد و ته نشين كمتري در موتور ايجاد مي كند.
4- هزينه تعميراتي موتور كمتر است.
5- مواد آلاينده ناچيزي از اگزوز خارج مي گردد.
معايت سي ان جي به شرح زير است:
1- چون به صورت گاز وارد موتور مي شود هواي بيشتري در مقايسه با بنزين جايگزين مي كند و در نتيجه كارايي حجمي پايين تري دارد.
2- مسافت كوتاه تري در مقايسه با اتومبيل هاي بنزين طي مي كند مگر انكه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزين هم استفاده نمايد.
3- قدرت موتور اتومبيل هاي گاز سوز رويهمرفته 15 درصد كمتر از اتومبيل هاي بنزين سوز است.
4- ساييدگي نشيمنگاه شير كه بستگي به ميزان رانندگي دارد بيشتر است.
5- خطر بيشتر آتش سوزي در هنگام تصادف در مقايسه با اتومبيل هاي بنزيني ( البته تاكنون در سوابق ايمني خطر بيشتر ثابت نشده است)
در ايران طرح گاز سوز كردن خودروها يا استفاده از گاز طبيعي فشرده يكي از برنامه هاي اساسي شركت ملي گاز ايران است در شهرهاي شيراز ، مشهد و تهران چندين جايگاه تحويل سوخت با تاسيسات و دستگاه هاي جانبي و كارگاه تبديل سيستم خودروها از بنزين سوز به گاز سوز احداث شده و مورد بهرهه برداري قرار گرفته است و عمليات اجرايي براي ساخت تعداد ديگري ايستگاه در دست اجرا قرار دارد.

مايعات گاز طبيعي (NATURAL GAS LIQUIDS)
مايعات گاز طبيعي معمولا همراه با توليد گاز طبيعي حاصل مي شود. مايعات گازي (Gas liquids) نيز مترادف مايعات گاز طبيعي مي باشد. مايعات گاز طبيعي را نبايد با گاز طبيعي مايع و يا ال ان جي اشتباه كرد مواد متشكله در مايعات گاز طبيعي عبارت است از اتان ، گاز مايع ( پروپان و بوتان ) و بنزين طبيعي (natural gasoline) و يا كاندنسيت ( condensate) كه درصد هر كدام بستگي به نوع گاز طبيعي و امكانات بهره برداري دارد.
در سال 1996 كل توليد مايعات گاز طبيعي در جهان بالغ بر روزانه 5.7 ميليون بشكه بوده كه از اين مقدار توليد اوپك در حدود 2.6 ميليون بشكه در روز گزارش شده است.

گاز طبيعي مايع ( Liquefied natural gas LNG)
گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و چنانچه تا منهاي 161 درجه سانتيگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مايع تبديل مي شود و حجم ان به يك ششصدم حجم گاز اوليه كاهش مي يابد در نتيجه حمل آن در كشتي هاي ويژه به مراكز مصرف امكان پذير مي شود براي مايع كردن گاز متان مي توان آن را تا 2/5 درجه سانتيگراد زير صفر خنك نمود و تحت زير صفر خنك نمود و تحت فشار 45 اتمسفر به مايع تبديل كرد اين روش از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ولي از طرف ديگر حمل ان تحت فشار زياد احتياج به مخازن بسيار سنگين با جدار ضخيم دارد كه امكان پذير نيست و از نظر ايمني توصيه نمي شود در نتيجه در فرايند توليد گاز طبيعي مايع ، فشار آن رابه اندكي بيش از يك اتمسفر كاهش مي دهند تا حمل آن آسان باشد.
اولين محموله گاز طبيعي مايع يا به اختصار ال ان جي به صورت تجاري در سال 1964 از الجزاير به بريتانيا حمل شد و از ان هنگام تجارت گاكردن امكانات بندري و ذخيره سازي در بنادر بارگيري و تخليه و همچنين ساخت كشتي هاي ويژه حمل ال ان جي احتياج به سرمايه گذاري هنگفتي دارد در حالي كه قيمت فروش گاز طبيعي مايع در حال حاضر در سطح نازلي است لذا فروشنده و خريدار بايد قبلاً نسبت به انعقاد يك قرارداد طولاني 15 الي 20 ساله نحوه قيمت گذاري و ساير شرايط توافق لازم را به عمل آورند.
در توليد گاز مايع چهار مرحله عمده وجود دارد:
1- جداسازي ناخالصي ها كه عمدتا از كربن دي اكسيد و در برخي از موارد تركيبات گوگردي تشكيل شده است.
2- جداسازي آب كه اگر در سيستم وجود داشته باشد به كريستالهاي يخ تبديل شده و موجب انسداد لوله ها مي گردد.
3- تمام هيدروكربورهاي سنگين جدا شده و تنها متان و اتان باقي مي ماند.
4- گاز باقي مانده تا 160 درجه سانتگراد سرد شده و به حالت مابع در فشار اتمسفر تبديل مي شود.
گاز طبيعي مايع در مخازن ويژه عايق كاري شده نگهداري و سپس براي حمل به كشور مقصد تحويل كشتي هاي ويژه سرمازا( CRYOGENIC TANKERS) مي گردد. در حين حمل معمولا بخشي از گاز تبخير شده به مصرف سوخت موتور كشتي مي رسد. در بندر مقصد گاز طبيعي مايع تخليه مي گردد تا هنگام نياز به مصرف برسد قبل از مصرف گاز طبيعي مايع مجدداً به گاز تبديل مي شود. در فرايند تبديل مجدد به گاز سرماي زيادي آزاد مي شود كه مي توان از اين سرما مثلا براي انجماد موادغذايي و يا مصارف ديگر تجاري استفاده كرد .

گاز غير همراه (NON-ASSOCIATED GAS)
گاز غير همراه از مياديني كه تنها توليد گاز از انها به صورت اقتصادي امكان دارد استخراج مي شود به گاز استخراج شده از ميادين نفت ميعاني كه درصد گاز حاصله از هر بشكه هيدروكربورهاي مايع سبكه خيلي زياد است نيز گاز غير همراه مي گويند.

كلاهك (CAG CAP)
حجمي از لايه مخزن در اعماق زمين را كلاهك گاز و يا گنبد گاز (GAS DOME) ناميده اند كه در آن گاز در بالاي نفت جمع شود. معمولا مرتفع ترين ، يا يكي از مرتفع ترين مناطق لايه مخزن محسوب مي گردد.

گاز كلاهك گاز (GAS CAP GAS)
گاز كلاهك به گازي گفته مي شود كه در كلاهك گاز محبوس شده باشد.

گاز مايع (LPG)
مايع و يا به اختصار ال پي جي از پروپان و بوتان تشكيل شده است گازي كه در سيلندر نگهداري مي شود و در منازل مورد استفاده قرار مي گيرد همان گاز مايع و يا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مايع را مي توان از سه منبع بدست آورد:
1- گاز طبيعي غير همراه
گاز ترو ترش از ميدان گاز طبيعي را پس از خشك كردن و گوگردزدايي مي توان تفكيك كرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.
2- گاز طبيعي همراه
پس از تفكيك و پالايش گاز طبيعي همراه با نفت خام نيز مي توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.
3- نفت خام
بخشي از پروپان و بوتان در نفت خام باقي مي ماند كه مي توان آن را با پالايش نفت خام بدست آورد همچنين در فرايند شكستن ملكولي و يا فرايند افزايش اكتان بنزين نيز ، پروپان و بوتان به صورت محصول جانبي حاصل مي شود.
در آميزه گاز مايع درصد پروپان و بوتان بسيار مهم است در تابستانها كه هوا گرم است درصد بوتان را اضافه مي كنند ولي در زمستان با افزايش ميزان پروپان در حقيقت به تبخير بهتر آن كمك مي نمايند معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .
در جهان روزانه بيش از 5 ميليون بشكه گاز مايع مصرف مي شود مصارف گاز مايع در كشورهاي مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طي دهه 1990 در جهان در بخش هاي مختلف به شرح زير است:
تجاري و خانگي %60، صنايع شيميايي %15، صنعتي %15، خدماتي %5، توليد بنزين%5
هر تن متر يك پروپان معادل 12.8 بشكه و بوتان برابر 11.1 بشكه است.
گاز مايع را با كاميون هاي مخصوص خط لوله و يا كشتي هاي ويژه اي كه براي همين منظور ساخته شده است حمل مي نمايند.

گاز مشعل (FLARE GAS)
هيدروكربورهاي سبك ممكن است به صورت گاز از شيرهاي ايمني در دستگاه هاي بهره برداري ، پالايشگاه ها و يا مجتمع هاي پتروشيمي ، گذشته و از طريق مشعل سوزانده شود چنانچه يكي از واحدهاي پالايشگاه به علت بروز اشكالاتي در سيستم برق يا آب سرد كننده از كار بيفتد لازم است كه مقادير خوراك مجتمع و يا محصولات پالايشگاه از طريق دودكش به مشعل هدايت و سوزانده شود تا از خطرات احتمالي جلوگيري شود.
در مجتمع هاي بزرگتر و مجهزتر معمولا دستگاه هاي بازياب نصب شده كه مي توان در مواقع اضطراري بخشي از مايعات و يا گازها را به انجا هدايت كرد و از وسوختن آنها جلوگيري نمود.

گاز همراه (ASSOCIATED GAS)
گاز همراه يا به صورت محلول در نفت خام است كه در مراحل بهره برداري از نفت خام جدا مي شود و يا به صورت جداگانه از نفت خام اشباع شده حاصل مي شود.




چند تعريف:


نفت سفید: نفت سفید برشی از نفت خام و متشکل از سه نوع هیدروکربور پارافینی، نفتینی و آروماتیک می باشد. این فرآورده به عنوان سوخت گرمایشی و سوخت مراکز حرارتی به کار می رود و یکی از موارد اصلی تشکیل دهنده سوخت جت است.


نفت کوره: نفت کوره از بازمانده تقطیر نفت خام در برجهای تقطیر پالایشگاه به دست می آید. این فرآورده به سبب دارا بودن هیدروکربورهای سنگین، به آسانی نمی سوزد و یکی از سوختهای عمده کشتیها و واحدهای بزرگ صنعتی از جمله نیروگاههای برق به شمار می رود.


نفت گاز: نفت گاز فرآورده ای است که بعد از برش نفت سفید به دست می آید و به عنوان سوخت ماشین آلات کشاورزی، صنعتیو سوخت تعدادی وسایل نقلیه عمومی و تأسیسات حرارتی به کار می رود


بنزین موتور: بنزین موتور آمیزه ای است از هیدروکربورها به طور عمده حلقوی وایزومره با نسبتهای متفاوت که برای افزایشدرجه آرام سوزی آن، برخی از ترکیبات آلی به آن اضافه می شود.


گاز طبیعی (گاز غنی): گاز تولیدی از منابع نفتی و گازی را گاز طبیعی یا غنی می گویند که به صورت «کلاهک» همراه با نفت (مانند مانند گاز منطقه آغاجاری) و «مستقل» (نظیر ذخایر گاز سرخس و سرخون) قابل دسترسی می باشد.


گاز سبک: گاز غنی (طبیعی) پس از طی مراحل جداسازی و پالایش، به سبک تبدیل می شود. منظور از جداسازی، جداکردن مایعات و میعانات گازی از گاز غنی است.


گاز مایع: گاز مایع مخلوطی است از پروپان و بوتان نرمال که دراثر شرایط محیط و مصرف نسبت حجمی این دو ماده در مخلوطتغییر می یابد و در تحت فشاری حدود 110 – 100 پوند بر اینچ مربع به صورت مایع در می آید.


مشترک گاز: عبارت است از شخص حقیقی یا حقوقی که طبق روش پذیرش متقاضیان گاز پس از تحویل مدارک مورد نظر و پرداخت حقوق و هزینه های متعلقه، مشخصاتش در دفتر پذیرش اشتراک ثبت شده و شماره اشتراک به وی اختصاص یافته باشد.


مصرف کننده گاز: به مشترکینی اطلاق می گردد که جریان گاز آنها پس از طی مراحل اشتراک پذیری راه اندازی شده باشد.


انشعاب گاز: به خطوطی که جهت ارسال گاز از خطوط انتقال، خطوط تغذیه و شبکه تا ایستگاه اختصاصی مشترک نصب می شود
انشعاب اطلاق می گردد.

سوخت های زیستی

با افزايش قيمت جهانى نفت، در عمل تقاضا براى بازه گسترده اى از انرژى هاى تجديدپذير، از توربين هاى بادى تا ماشين هاى الکل سوز، افزايش يافته است. اگرچه روي آوردن به سوخت هاى جديد تنها هنگامي نمايان مى شود كه قيمت نفت در بازارهاى جهانى به يكباره اوج مى گيرد، اما جنبش انرژى هاى تجديدپذير به تدريج در حال وارد شدن به مرحله جديدى از پويايى است.

رشد امروزه توليد و مصرف انرژى هاى جانشين نه تنها واكنشى سريع و احساسى به تغيير كوتاه مدت قيمت هاى جهانى سوخت هاى فسيلى است، بلكه افراد با نگاهى سطحي به ميزان ذخاير موجود انرژى و تعدد مسائل زيست محيطى درمي يابند که چاره اى جز روآوردن به اقتصادهاى مبتنى بر انرژى هاى جانشين در شهرها و روستاهاى خود ندارند.
سوخت هاي زيستي نوعي از سوخت ها هستند كه از منابع زيست توده (بيوماس) به دست مي آيند. اين سوخت ها شامل اتانول مايع، متانول، بيوديزل و سوخت هاي ديزل گازي همچون هيدروژن و متان است. تحقيقات روي سوخت هاي زيستي با سه هدف عمده انجام مي شود که عبارتند از:

توليد سوخت هاي زيستي؛ پيدا كردن راه هاي بهره گيري و استفاده از آن و تعيين پراكندگي ساخت هاي آن. از منابع اوليه توليد اين سوخت ها مي توان به ضايعات چوبي، تفاله هاي محصولات کشاورزي، نيشكر، غلات، روغن گياهان و سبزيجات اشاره کرد. امروزه بيشتر کشور ها در بخش انرژي، نياز و تقاضاي خود را به سوي استفاده از اين گونه سوخت ها سوق مي دهند، زيرا معضل هايي مانند آلودگي زياد محيط زيست سوخت هاي فسيلي كه به نوبه خود سبب برهم خوردن شرايط اكولوژيك ميشوند و خطرهاي زيست محيطي را نيز به دنبال دارند، همچنين محدود بودن ذخاير سوخت فسيلي، سبب شده است تا به اين نوع انرژي ها بيش از پيش توجه شود. اتانول يا الکل اتيليکل، مايعي روشن ، بي رنگ و با بوي قابل تحمل است. درحال حاضر از اين ماده به صورت خالص و يا مخلوط آن با بنزين به عنوان سوخت، استفاده مي شود. اين ماده با عدد اکتان 113 سوختي مرغوب است و به عنوان ترکيبي اکسيژن دار با اضافه شدن به بنزين مي تواند عدد اکتان را افزايش و انتشار آلاينده هايي نظيرCO را کاهش دهد.
اتانول مي تواند در موتورهاي جديد بنزين سوز ، بدون هيچ تغييري در سيستم موتور از 3 تا 24 در صد در اختلاط با بنزين مصرف شود ، اما استفاده از اين ماده با درصدهاي بالاتر نيازمند استفاده از موتورهاي اختصاصي ويا دو منظوره است. در اين مقاله فرآيند هاي شيميايي و بيولوژيک که به توليد اتانول مايع از ضايعات چوبي و تفاله هاي محصولات کشاورزي منجر مي شود، بررسي شده است.

در فرآيند هاي بيولوژيک از تخمير کربوهيدرات هاي مونومريک، اتانول مايع حاصل مي شود. کربوهيدرات ها را مي توان از منابع گوناگون به دست آورد. براي نمونه در برزيل کربوهيدرات ها را از نيشکر به دست مي آورند که به عنوان ماده اوليه در بيشتر صنايع بزرگ اين کشور استفاده مي شود و يا در آمريکاي شمالي کربوهيدرات ها را از هيدروليز آنزيماتيک نشاسته که در غلاتي مانند ذرت و گندم وجود دارد، به دست مي آورند. براي توليد اتانول از کربوهيدرات ها به عنوان سوخت، بايد از منابع اوليه ارزان قيمت و تا حد ممکن بي مصرف استفاده کرد تا بتوان به سوختي ارزان و مقرون به صرفه دست يافت؛ از اين رو براي توليد اتانول مايع به طور معمول از ضايعات چوبي (چوب هاي سخت و چوب هاي نرم) و تفاله هاي محصولات کشاورزي و زراعتي(مواد ليگنو سلولزي) استفاده مي شود. اين مواد منبعي غني از کربوهيدرات هاي مونومريک هستند که براي توليد اتانول مايع استفاده مي شوند.
مواد ليگنوسلولزي از ترکيبات سلولزي و همي سلولزي که به صورت زنجيره هاي بسيار بلند کربوهيدراتي هستند، تشکيل شده اند. همچنين اين ترکيبات به وسيله يک ماده چسبنده به نام ليگنين در کنار همديگر نگهداري و محافظت مي شوند. براي آماده سازي مواد ليگنوسلولزي براي توليد اتانول مايع، مراحل زير انجام مي شود: 1- جداکردن ماده ليگنين از سلولز و همي سلولز تا اين مواد براي فرآيند هيدروليز آماده شوند. 2- هيدرولز مواد سلولزي و همي سلولزي به وسيله آنزيم تا به صورت کربوهيدرات هاي مونومريک درآيند.گاهي در فرآيند هيدروليز کربوهيدرات هايي مانند پنتوز ايجاد مي شود که به وسيله مخمر استاندارد که در صنعت توليد اتانول استفاده مي شود، قابل تخمير نيست. فناوري توليد اتانول از ليگنو سلولز يک رشته فرآيند هيدروليزي آنزيماتيک و بيولوژيک است. در مرحله اول ضايعات چوبي و تفاله هاي محصولات کشاورزي را به وسيله بخار اسيد رقيق شده در دما و فشار بالا قرار مي دهند تا ماده اوليه، مستعد تاثير آنزيم شود. در مرحله دوم، مواد تحت تاثير آنزيم قرار مي گيرند تا پيوند هاي ميان مولکولي شکسته و کربوهيدرات مونومريک حاصل شود. در مرحله سوم که فرآيند بيولوژيک است، هيدرات کربن تحت تاثير ارگانيسم زنده اي مانند مخمر و يا باکتري قرار مي گيرد تا عمل تخمير صورت گيرد و اتانول توليد شود. در مرحله پايان به وسيله عمل جداسازي تقطير، اتانول خالص جداسازي مي شود.
در گذشته در مرحله تخمير بيولوژيک از مخمر که به صورت طبيعي عمل تخمير و توليد اتانول را انجام مي دهد، استفاده مي شد. امروزه با پيشرفت فناوري و مهندسي ژنتيک و با القاي ژن توليد کننده اتانول و دستکاري هاي ژنتيک در باکتري ها توانسته اند يک باکتري نوترکيب ايجاد کنند که با بازده بالاي 90 درصد، اتانول توليد مي کند. استفاده از اين نوع ارگانيسم هاي نوترکيب سبب شده است، روز به روز راندمان توليد اتانول در اين فرايند بالاتر رود.
تحقيقات ثابت کرده است که مخلوط 10 تا 15 درصد اتانول با سوخت بدون سرب مى تواند در خودروها و شبکه حمل و نقل استفاده شود. نتيجه اين كار، كاهش خروج دود از اگزوز اتومبيل ها به ويژه کاهش گاز سمي منواکسيد کربن است. همچنين اين نوع سوخت آسيب بسيار كمترى به محيط زيست و لايه ازون وارد مي سازد. مصرف گسترده و کلان انرژي حاصل از سوخت هاي فسيلي اگرچه رشد سريع اقتصادي جوامع پيشرفته صنعتي را به همراه داشته است، اما به واسطه انتشار مواد آلاينده حاصل از احتراق و افزايش دي اکسيد کربن در جو و پيامدهاي آن، جهان را با تغييرات فزاينده اي رو به رو کرده است که افزايش دماي زمين، تغييرات آب و هوايي، بالا آمدن سطح آب درياها و تشديد منازعات بين المللي از جمله اين پيامدهاست. از سوي ديگر، پايان زود هنگام منابع فسيلي و پيش بيني افزايش قيمت ها، لزوم جانشيني انرژي هاي تجديد پذير مانند انرژي هاي بيولوژيک و اهميت آن را آشکارتر مي کند

سوخت هیدروژن

امروزه گاز هيدروژن براي استفاده در موتورهاي احتراقي و وسايل نقليه الكتريكي باتري دار مورد بررسي قرار گرفته است. هيدروژن در دما و فشار طبيعي، يك گاز است و به اين علت، انتقال و ذخيره آن از سوخت هاي مايع ديگر، دشوارتر است. سامانه ‌هايي كه براي ذخيره هيدروژن توسعه يافته‌اند، عبارتند از:

هيدروژن فشرده، هيدروژن مايع و پيوند شيميايي ميان هيدروژن و يك ماده ذخيره (براي مثال، هيدريد فلزات).

با اين كه تاكنون هيچ سامانه حمل و نقل و توزيع مناسبي براي هيدروژن وجود نداشته، اما توانايي توليد اين سوخت از مجموعه متنوعي از منابع و خصوصيت پاك سوز بودن آن، هيدروژن را به سوخت جانشين مناسبي تبديل كرده است.
هيدروژن يکي از ساده‌ترين و سبك‌ترين سوخت هاي گازي است که در فشار اتمسفري و دماي جوي حالت گاز دارد. سوخت هيدروژن همان گاز خالص هيدروژن نيست، بلكه مقدار كمي اكسيژن و ديگر مواد را نيز با خود دارد. منابع توليد سوخت هيدروژن شامل گاز طبيعي ، زغال سنگ ، بنزين و الكل متيليك هستند. فرآيند فتوسنتز در باكتري ها يا جلبك ها و يا شكافتن آب به دو عنصر هيدروژن و اكسيژن به كمك جريان الكتريسيته يا نور مستقيم خورشيد از آب، روش هاي ديگري براي توليد هيدروژن هستند.
در صنعت و آزمايشگاه هاي شيمي، توليد هيدروژن به طور معمول با استفاده از دو روش شدني است: 1- الكتروليز 2- توليد گاز مصنوعي از بازسازي بخار يا اكسيداسيون ناقص. در روش الكتروليز با استفاده از انرژي الكتريكي، مولكول‌هاي آب به هيدروژن و اكسيژن تجزيه مي‌شوند. انرژي الكتريكي را مي‌توان از هر منبع توليد الكتريسيته كه شامل سوخت هاي تجديد پذير نيز مي‌شوند، به دست آورد. وزارت نيروي آمريكا به اين نتيجه رسيده است كه استفاده از روش الكتروليز براي توليد مقادير زياد هيدروژن در آينده مناسب نخواهد بود.
روش ديگر براي توليد گاز مصنوعي، بازسازي بخار گاز طبيعي است. در اين روش، مي‌توان از هيدروكربن‌هاي ديگر نيز به عنوان ذخاير تامين مواد استفاده كرد. براي نمونه، مي‌توان زغال سنگ و ديگر مواد آلي (بيوماس) را به حالت گازي درآورد و آن را در فرآيند بازسازي بخار براي توليد هيدروژن به كار برد. از طرفي چون هيدروکربن هاي فسيلي محدود و رو به اتمام هستند، پس بهتر است ديد خود را به سمت استفاده از منابع تجديد شونده معطوف کنيم.
گاز هيدروژن مي تواند هم از منابع اوليه تجديد پذير و هم از منابع تجديد ناپذير توليد شود. امروزه توليد گاز هيدروژن از منابع تجديد پذير به سرعت مراحل توسعه و رشد خود را مي پيمايد. اين در حالي است که توليد گاز هيدروژن از منابع تجديد ناپذير به ويژه منابع فسيلي به علت محدود بودن اين منابع روز به روز کاهش مي يابد.

گاز هيدروژن در اثر واکنش هاي تخميري ميکروارگانيسم هاي زنده، به ويژه باکتري ها و مخمر ها روي بيوماس، توليد مي شود. بيوماس از منابع اوليه تجديد پذير است که از موادي مانند علوفه، ضايعات گياهان و فضولات حيوانات به دست مي آيد. در روند توليد گاز هيدروژن، باکتري هاي بي هوازي با استفاده از پديده تخمير، مواد آلي و آب را به گاز هيدروژن تبديل مي کنند. براي توليد هيدروژن به وسيله باکتري ها دو نوع تخمير وجود دارد: يک نوع تخمير نوري است که در آن به منبع نور نياز است و نوع ديگر، تخمير در تاريکي است که نيازي به نور ندارد. در اين واکنش ها منابع کربني زيادي استفاده مي شود که همگي از بيوماس تامين مي شوند.

در طبيعت ميکروارگانيسم هاي بي هوازي در غياب اکسيژن و با استفاده از پديده تخمير، گاز هيدروژن توليد مي کنند، ولي مقدار اين گاز از نظر کمي پايين است و از نظر اقتصادي براي مصارف صنعتي و خانگي و ... قابل توجيه نيست؛ از اين رو بايد با استفاده از روش هايي، بازده توليد گاز هيدروژن را افزايش داد. يکي از روش هايي که مي توان بازده توليد گاز هيدروژن را بالا برد، تغييرات ژنتيک در ژنوم اين باکتري ها با استفاده از روش هاي مهندسي ژنتيک و بيوتکنولوژي است. روش ديگر، استفاده از ترکيبي از باکتري هاي هوازي و بي هوازي در کنار هم است. در اين روش چون باکتري هاي بي هوازي در فرآيند تخمير توليد اسيد هاي آلي مي کنند، رفته رفته محيط واکنش اسيدي مي شود و PH پايين مي آيد؛ از اين رو توليد هيدروژن کاهش مي يابد. ولي هنگامي که باکتري هاي هوازي در محيط باشند، از اسيد هاي آلي استفاده و آنها از محيط خارج مي کنند؛ در نتيجه راندمان توليد گاز هيدروژن بالا مي رود.

تحقيق و توسعه

وزارت نيروي آمريكا براي توسعه استفاده از هيدروژن دو برنامه اصلي را دنبال مي‌كند که يکي برنامه هيدروژن وزارت نيرو و ديگري شبكه اطلاعاتي تكنولوژي‌هاي هيدروژن است. هيدروژن، سومين انرژي فراوان بر روي سطح زمين است. همان طور كه به صورت ابتدايي در آب و تركيبات آلي يافت مي شود. هيدروژن از هيدروكربن ها يا آب به دست مي آيد و هنگامي كه به عنوان سوخت مصرف مي شود، يا براي توليد الكتريسيته از آن استفاده مي شود و يا با تركيب مجدد با اكسيژن توليد آب مي كند. از اين رو و با توجه به قابليت بالاي توليد انرژي در اين سوخت اخيراً تلاش هاي زيادي براي جانشين کردن اين سوخت صورت مي گيرد.

مسائل ايمني

هيدروژن از ديدگاه ايمني نيز مطمئن و مطلوب است و براي حمل ونقل ، نگهداري و استفاده، خطرناك تر از سوخت هاي رايج ديگر نيست. به هر صورت مسائل ايمني همچنان به عنوان يكي از اساسي‌ترين مقوله ها در استفاده از انرژي هيدروژن باقي مي ماند.استانداردهاي متداول دنيا امنيت استفاده از آن را با سختگيري در طراحي‌ و انجام آزمايش هاي متعدد فراهم مي آورد. همچنين در حوزة نگهداري و حمل آن، استانداردهاي بسياري براي تمام تجهيزات مرتبط تدوين شده است.

اقتصاد هيدروژن

براي هيدروژن به عنوان يك سوخت، سيستم توزيعي مناسبي وجود ندارد. با اين كه معمولاً انتقال از طريق خط لوله با صرفه‌ترين راه انتقال سوخت‌هاي گازي است، اما در حال حاضر سيستم خط لوله مناسبي موجود نيست. انتقال هيدروژن به طور خاص از طريق مخزن و تانكرهاي گاز صورت مي‌گيرد. استفاده از هيدروژن به عنوان سوخت به يك زير ساختار براي حمل ونقل و نگهداري و با توجه به مسائل ايمني و اقتصادي نياز دارد.
ديدگاه ايجاد يك زير ساختار كه هيدروژن را به عنوان منبع انرژي مورد استفاده قرار مي‌دهد، مفهوم اقتصادي بودن اين طرح را پديد آورده كه بهترين راه جهت ايجاد تقاضاي بيشتر براي توليد و مصرف اين انرژي است، زيرا منابع توليد هيدروژن بسيار ارزان و دردسترس هستند. هيدروژن قابليت بالايي براي توليد انرژي دارد و ميزان آلودگي ناشي از مصرف اين سوخت در محيط زيست بسيار کم است. اين سوخت به عنوان منبعي تجديدپذير، پاک و فراوان تر از سوخت فسيلي مي تواند کاربرد زيادي براي نيروگاه ها و بخش حمل و نقل داشته باشد.

منبع www.iusaf.net

شیمی نفت

تاریخچه :
این ماده را از قرنها پیش بصورت گاز در آتشکده و یا به فرم قیر (کاده ای که پس از تبخیر مواد فرار یا سبک نفت از آن باقی می‌ماند) می‌شناخته‌اند یا بطوری که در کتب مقدس و تاریخی اشاره شده است که در ساختمان برج بابل از قیر استفاده گردیده و کشتی نوح و گهواره موسی نیز به قیر اندوده بوده است. بابلی‌ها از قیر بعنوان ماده قابل احتراق در چراغها و تهیه ساروج جهت غیر قابل نفوذ نمودن سدها و بالاخره جهت استحکام جاده‌ها استفاده می‌کرده‌اند.
مدت زمان مدیدی ، مورد استعمال نفت فقط برای مصارف خانگی و یا به عنوان چرب‌کننده‌ها بود، اما از آغاز قرن شانزدهم میلادی روز به روز موارد استعمال آن رو به افزایش نهاد تا اینکه در سال 1854 دو نفر داروساز وجود یک فراکسیون سبک قابل اشتعال را در روغن زمینی تشخیص دادند و همچنین به کمک تقطیر ، مواد دیگری بدست آوردند که برای ایجاد روشنایی بکار می‌رفت. بر اساس این کار آزمایشگاهی بود که بعدا دستگاههای عظیم تصفیه نفت طرح‌ریزی و مورد بهره برداری قرار گرفت. صنعت نفت در آتازونی در سال 1859 شروع شد.

تاریخچه استخراج نفت در ایران :
صنعت نفت ایران نیز از سال 1908 پس از هفت سال تفحص مکتشفین و کشف نفت در مسجدسلیمان واقع در دامنه جبال زاگرس ، پا به عرصه وجود گذاشت.

نفت خام :
امروزه چاههای نفت متعددی در سراسر جهان وجود دارد که از آنها نفت استخراج می‌کنند و به نفتی که از چاه بیرون کشیده می‌شود، نفت خام می‌گویند. نفت خام را تصفیه می‌کنند، یعنی هیدروکربنهای گوناگونی را که نفت خام از آنها تشکیل شده است از یکدیگر جدا می‌کنند که به این کار پالایش نفت می‌گویند و در پالایشگاهها این کار انجام می‌شود. نفت منبع انرژی و سرچشمه مواد اولیه بسیاری از ترکیبات شیمیایی است و این دور از عوامل اصلی اقتصادی مدرن بشمار می‌رود. در صنایع جدید از ثروت بیکران و تغییر و تبدیل مواد خام اولیه آن بی‌اندازه استفاده می‌شود.

تشکیل نفت :
نحوه پیدایش نفت دقیقا تشخیص داده نشده و در این مورد فرضیات گوناگونی پیشنهاد شده است. برخی از این تئوریها ، مربوط به مواد معدنی و بعضی دیگر مربوط به ترکیبات آلی می‌باشد.

تشکیل نفت از مواد معدنی :
اساس این فرضیه بر این است که کربورهای فلزی تشکیل شده در اعماق زمین در اثر تماس با آب‌هایی که در زمین نفوذ می‌نماید، ابتدا ایجاد هیدروکربورهای استیلنی با رشته زنجیر کوتاه می‌کند. سپس هیدروکربورهای حاصل در اثر تراکم و پلیمریزه شدن ایجاد ترکیبات پیچیده و کمپلکس را می نماید که اغلب آنها اشباع شده است.

تشکیل نفت از مواد آلی :
بر اساس این فرضیه تشکیل نفت را در اثر تجزیه بدن حیوانات در مجاورت آب و دور از هوا می‌دانند. زیرا در این شرایط ، قسمت اعظم مواد ازته و گوگردی تخریب و مواد چرب باقیمانده در اثر آب ، هیدرولیز می‌گردد. اسیدهای چرب حاصله ، تحت اثر فشار و درجه حرارت با از دست دادن عوامل اسیدی تولید هیدروکربورهائی با یک اتم کربن کمتر می‌نماید.
"انگلر Engler" از تقطیر حیوانات دریائی توانسته است مواد نفتی را تهیه نماید و با توجه به خاصیت "چرخش نوری" مواد نفتی که علت آن وجود گلسترین است (ماده ای که در بدن حیوانات وجود دارد) این فرضیه بیان و مورد تایید شده است. در صورتی که فرضیه های دیگر که مبتنی بر اساس مواد معدنی در تشکیل نفت می‌باشد، هیچگونه توضیح و دلیل قانع کننده ای در مورد این ویژگی نمی‌تواند بیان نماید.
همچنین نفت می‌تواند از تجزیه گیاهان تولید گردد. در این حالت ، خاصیت چرخش نور را به علت وجود ترکیب مشابه گلسترین یعنی پلی استرولها می‌دانند."مرازک Mrazec" ، میکروبها را در این تغییر و تبدیل موثر می‌داند. تئوری تشکیل نفت بر مبنای مواد آلی ، فعلا بیشتر مورد قبول می‌باشد و اختلاف قابل ملاحظه‌ای را که بین ژیزمان‌ها (منابع نفتی) مشاهده می‌گردد، بعلت شرایط و عوامل مختلف تشیکل ژیزمان‌ها می‌دانند.

مواد سازنده نفت خام :
مواد سازنده نفت از نظر نوع هیدروکربور و همچنین از نظر نوع ترکیبات هترواتم دار بستگی به محل و شرایط تشکیل آن دارد. بنابراین مقدار درصد مواد سازنده نفت خام در یک منبع نسبت به منبع دیگر تغییر می‌کند. بطور کلی مواد سازنده نفت شامل: هیدروکربورها- ترکیبات اکسیژنه - سولفوره - ازته و مواد معدنی می‌باشد.

خواص نفت خام

گرانی :
چگالی نفتهای خام را بیشتر بر حسب درجه A.P.I به جای گرانی ویژه (چگالی نسبی) بیان می‌کنند. ارتباط بین این دو ، به گونه ای است که افزایش گرانی API با کاهش گرانی ویژه مطابقت می‌کند. گرانی نفت خام می‌تواند بین پایینتر از 10API تا بالاتر از 50API قرار بگیرد، ولی گرانی اکثر نفتهای خام در گستره بین 20 تا 45API قرار دارد. گرانی API همواره به نمونه مایع در 60 درجه فارینهایت اشاره دارد.

مقدار گوگرد :
مقدار گوگرد و گرانی API دو خاصیتی هستند که بیشترین اثر را به ارزش‌گذاری نفت خام دارند. مقدار گوگرد بر حسب درصد وزنی گوگرد بیان می‌شود و بین 0,1 در صد تا 5 درصد تغییر می‌کند. نفتهایی که بیش از 0,5 درصد گوگرد دارند، در مقایسه با نفتهای کم‌گوگردتر ، معمولا محتاج فراورشهای گسترده‌تری هستند.

نقطه ریزش :
نقطه ریزش نفت خام بر حسب F˚ یا c˚ معرف تقریبی پارافینی‌ بودن یا آروماتیکی ‌بودن نسبی آن است. هرچه نقطه ریزش پایینتر باشد، مقدار پارافین کمتر و مقدار آروماتیک بیشتر است.

حلالیت :
قابلیت انحلال هیدروکربورها در آب عموما خیلی کم می‌باشد. مقدار آب موجود در هیدروکربورها با افزایش درجه حرارت زیاد می‌شود. حلالیت هیدروکربورها در کلروفرم ، سولفورکربن و تتراکلریدکربن حائز اهمیت است که با افزایش درجه حرارت ، زیاد و با افزایش وزن مولکولی کاسته می‌گردد. قابلیت انحلال آروماتیکها بیشتر بوده و بعد از آنها اولفین‌ها - نفتن‌ها - متانی‌ها قرار دارد. ضمنا قابلیت انحلال ترکیبات اکسیژنه - ازته - سولفوره ، کمتر از هیدروکربورها می‌باشد. بالاخره نفت ، حلال هیدروکربورهای گازی‌شکل و تقریبا تمام هیدرورکربورهای جامد - گریس‌ها - رزین‌ها - گوگرد و ید می‌باشد.

نقطه جوش :
نقطه جوش هیدروکربورهای خالص با وزن مولکولی و همچنین برای سری‌های مختلف با تعداد مساوی اتم کربن بترتیب از هیدروکربورهای اشباع‌شده به اولفین‌ها - نفتن‌ها و آروماتیکها افزایش می‌یابد. بدین ترتیب نقطه جوش هیدروکربورهای اشباع شده و اولفین‌ها از همه کمتر و سیکلوآلکان‌ها و آروماتیکها از سایرین بیشتر می‌باشد. برای برش‌های نفتی که مخلوطی از هیدروکربورهای مختلف می‌باشند، یک نقطه جوش ابتدائی و یک نقطه جوش انتهایی در نظر گرفته می‌شود و حد فاصل بین این دو نقطه برای یک برش به نوع مواد سازنده اغلب زیاد و متغیر می‌باشد که به این حد فاصل بین دو نقطه "گستره تقطیر" گفته می‌شود.

گرمای نهان تبخیر :
گرمای نهان تبخیر در یک سری همولوگ از هیدروکربن‌ها بترتیب از مواد سبک به سنگین کاهش می‌یابد و همچنین مقدار آن از یک سری به سری دیگر ، مثلا بترتیب از آروماتیکها به نفتن‌ها و هیدروکربورهای اشباع شده نقصان می‌یابد. بنابراین گرمای نهان تبخیر با دانسیته فراکسیون مربوط بستگی دارد.

قدرت حرارتی :
قدرت حرارتی عبارت از مقدار کالری است که از سوختن یک گرم ماده حاصل می‌شود. قدرت حرارتی هیدروکربورها به ساختمان مولکولی آنها و قدرت حرارتی یک برش نفتی به نوع و مواد سازنده آن سبتگی دارد. قدرت حرارتی متان بیشتر از سایر هیدروکربورها و برابر با 13310 کیلوکالری به ازای یک کیلوگرم می‌باشد و مواد سنگین حاصله از نفت خام دارای قدرت حرارتی در حدود 10000 کیلو کالری می‌باشد.

اثر اسید نیتریک :
هیدروکربورها در اثر اسید نیتریک به ترکیبات نیتره یا پلی‌نیتره تبدیل می‌شود. نیتراسیون برخی از مواد نفتی منجر به تهیه ترکیبات منفجره یا مواد رنگین می‌گردد. موارد استعمال برخی از برش های نفتی بدست آمده از نفت خام

شیرین کردن آب دریا :
یکی از موارد استعمال گازهای نفتی در صنایع وابسته به پالایشگاهها تهیه آب شیرین از آب شور می‌باشد.

به عنوان سوخت :
از جمله ، بنزین برای سوخت موتورهای مختلف ، کروزون سوخت اغلب تراکتورها و ماشین‌های مورد استفاده در کشاورزی و همچنین موتورهای جت هواپیماها اغلب از کروزون یا نفت سفید می‌باشد، گازوئیل که موتورهای دیزل بعنوان سوخت از نفت گاز (گازوئیل) استفاده می‌نمایند، نفت کوره یا مازوت یک جسم قابل احتراق با قدرت حرارتی 10500 کالری بوده که بخوبی می‌تواند جانشین زغال سنگ گردد و سوختن آن تقریبا بدون دود انجام می‌گیرد.

روشنایی :
از کروزون جهت روشنایی و همچنین برای علامت دادن به کمک آتش استفاده می‌شود، چون نقطه اشتعال کروزون بالاتر از 35 درجه است، لذا از نظر آتش‌سوزی خطری ندارد.

حلال :
از هیدروکربورهای C4 تا C10 می‌توان برش‌هائی با دانسیته و نقاط جوش ابتدائی و انتهایی متفاوت تهیه نمود که مورد استعمال آنها اغلب بعنوان حلال می‌باشد. بعنوان مثال ، اتر نفت یک حلال سبک با نقطه جوش 75-30 درجه سانتیگراد و وایت اسپیریت (حلال سنگین) که از تقطیر بنزین بدست می‌آید بعنوان حلال ، رنگ‌های نقاشی و ورنی ها استفاده می‌گردد. همچنین برای تمیز کردن الیاف گیاهی و حیوانی و یا سطح فلزات از برش‌های خیلی فرار (تقطیر شده قبل از 110 درجه سانتیگراد) استفاده می‌شود.

روان کاری :
روغنهای چرب کننده: نوعی روغن که جهت روان کاری بکار می‌رود. بستگی به شارژ ، سرعت ، درجه حرارت دستگاه دارد. انواع روغنها عبارتند از:

روغن دوک برای چرب کردن دوک ، موتورهای الکتریکی کوچک و ماشین های نساجی و سانتریفوژهای کوچک
روغن ماشین‌های یخ سازی جهت روغنکاری کمپرسورهای آمونیاکی کارخانجات یخ‌سازی
روغن ماشین‌های سبک جهت روان کاری موتورهای الکتریکی ، دینام‌ها و سانتریفوژهای با قدرت متوسط
روغن ماشین‌های سنگین مخصوص روغنکاری موتورهای دیزلی است مانند دیزل‌های سورشارژه و غیره
روغن برای سیلندرهای ماشین بخار
روغن برای توربین ها
روغن برای موتورهای انفجاری (اتومبیل و غیره)
روغن دنده
روغن موتورهایی که دائما با آب در تماس است.

گریس ها:
یک روان کننده نیمه جامد است و متشکل از یک روغن نفتی و یک پر کننده (از سری صابونهای فلزی) یا سفت‌کننده (از مواد پلیمری) می‌باشد. کاربرد گریس بیشتر برای اتومبیل‌ها و برخی صنایع مناسب می‌باشد.
آسفالت و قیراندودی:
در حال حاضر 75 درصد از باقیمانده حاصل از عمل تقطیر در خلاء برای پوشش جاده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

موارد استعمال داروئی:
از قبیل وازلین باعث نرم شدن پوست بدن گردیده و برای بهبود سرمازدگی نیز موثر است.

پارافین:
از پارافین ذوب شده و خالص شده جهت ساخت داروهای زیبائی استفاده می‌گردد.

گلیسیرین:
مقدار قابل ملاحظه ای از این ماده ، از نفت تهیه می‌گردد. علاوه بر مصارفی که گلیسیرین در صنعت (برای تهیه باروت دینامیت ، مرکب و غیره) دارد، از آن برای فرم نگه داشتن پوست بدن و یا تهیه داروهائی از قبیل گلیسیرین یده استفاده می‌شود

تولیید گاز متان

به گزارش سرویس علمی پژوهشی ایسکانیوز، به نقل از مجله Nature، این نتایج محققان را بر این داشت که بررسی مجدد نقش جنگل‌ها در کنترل گرمای بیش از حد کره زمین بپردازند.
تحقیقات همچنین حاکی از آن است که گیاهان معمولی حتی در حضور اکسیژن نیز قادر به تولید این گاز گلخانه‌ای که به مهار کردن انرژی خورشید در داخل جو زمین کمک می‌کند، هستند.
این درحالی است که تاکنون تصور برآن بود که گاز متان، به طور کلی در محیط‌هایی تولید می‌شود که باکتری‌ها در شرایط کم اکسیژن، روی گیاهان به فعالیت می‌پردازند. اهمیت این کشف، نه تنها تاثیر شگرف بر روی تحقیقات گیاهی دارد، بلکه در درک رابط میان افزایش گرمای زمین و میزان گازهای گلخانه‌ای نیز موثر خواهد بود. هنوز از علت بروز این پدیده ـ تولید گاز متان توسط گیاهان عادی ـ نتایجی در دست نیست.

متان و ویژگی ها

 ساده ترین عضو خانواده آلکانها و در واقع ، یکی از ساده ترین ترکیبات آلی است.نقطه ذوب آن 90.7 درجه کلوین ونقطه جوش آن 109 درجه کلوین است.در سال 1778 توسط شیمیدان ایتالیایی کانت آله ساندرو ولتا(1827-1745) کشف شد.در سال 1935 توسط راپرت ویلدت بکمک روشهای طیف سنجی در جو سیاره مشتری کشف شد.در سال 1977 با توجه به تابش آن در طول موج 3.9 میلیمتر در فضای بین ستاره ای وجود آن به اثبات رسید.

 این گاز از گازهای مهم گلخانه ای است.البته اثر آن از مولکولهای دی اکسید کربن کمتر است.این گاز به مقدار زیاد در تیتان قمر زحل یافت شده است .تریتون وسیاره کوتوله پلوتون نیز دارای مقادیر قابل توجه متان هستند.

در تیتان این گاز بعد از نیتروژن فراوان ترین گاز جوی می باشد.این گاز می تواند با توجه به سرد محیط به شکل مایع یا جامد نیز دیده شود.با توجه به سردی بسیار زیاد ٬در تریتون وپلوتون این گاز بهمراه بعضی گازهای دیگر به شکل لایه ای جامد ونازک سطح را پوشانده است.

در زمین . متان ، محصول متلاشی شدن ناهوازی (بدون هوا) گیاهان یعنی شکستن بعضی از مولکولهای خیلی پیچیده می باشد. این گاز همچنین تشکیل دهنده قسمت اعظم (حدود 79%) گاز طبیعی است. متان ، گاز آتشگیر خطرناک معادن زغال سنگ و به صورت جبابهای گاز از سطح مرداب‌ها خارج می‌شود.

متان

پل گانینگ و دینا کروگر

متان عنصر اصلی تشکیل دهنده گاز طبیعی و یکی از گازهای گلخانه ای است، یعنی این که وجود این عنصر در اتمسفر بر دمای کره زمین و سیستم آب و هوایی آن تاثیر می گذارد. یک مشارکت بین المللی جدید، که توسط ایالات متحده پشتیبانی می شود، به دنبال بهبود بازیابی و استفاده از متان به عنوان یک منبع انرژی پاک است. " مشارکت متان به بازارها " یک برنامه دولتی- خصوصی است که با همکاری 15 دولت ملی و بیش از 90 سازمان که متعهد به دستیابی به مزایای اقتصادی، محیط زیستی، و انرژی ای می باشند، اجرا می شود.

پل گانینگ رئیس شعبه برنامه های غیر دی اکسید کربن در سازمان محافظت از محیط زیست (EPA) در بخش تغییرات آب و هوایی است.

دینا کروگر مدیر بخش تغییرات آب و هوایی در سازمان حفاظت از محیط زیست است.

مشارکت متان به بازارها، که در نوامبر 2004 آغاز شده، یک طرح چندجانبه است که موجب بهم پیوستن منافع بخش دولتی و خصوصی برای بازیابی و استفاده از متان به عنوان یک منبع انرژی پاک شده است.

امروز، 15 دولت ملی و بیش از 90 سازمان در حال همکاری با یکدیگر برای پیشبرد هدف ایجاد و توسعه پروژه در سه زمینه اصلی منبع انتشار متان هستند: محل های دفن زباله، معادن ذغال سنگ زیرزمینی، و سیستم های گاز طبیعی و نفت.

انتظار می رود که فعالیت های این مشارکت نتایج مثبتی در پی داشته باشد: آنها انتشار جهانی متان را کاهش، توسعه اقتصادی را افزایش، و امنیت انرژی را گسترش خواهند داد، کیفیت هوا را بهتر خواهند کرد و ایمنی صنعتی را بالا خواهند برد.

اهمیت متان
متان یک هئیدروکربن و عنصر اصلی گاز طبیعی و همچنین یکی از گازهای گلخانه ای قوی است. در سرتاسر جهان، مقادیر بسیار زیاد متان به جای بازیابی و مورد استفاده قرار گرفتن به عنوان سوخت به درون اتمسفر منتشر می شود. حدود 60 درصد انتشار متان در جهان منشاء انسانی (انتروپوژنیک) دارد – محل های دفن زباله، معدن ها، و فعالیت های مربوط به گاز طبیعی و نفت – که در زیر به آنها اشاره شده است. یکی دیگر از منابع انتشار متان کشاورزی است. بقیه انتشارهای متان توسط منابع طبیعی، اکثرا تالاب ها، هیدرات های گازها (اجسام جامد کریستالی که از ملکول های متان درست شده، و هر یک از ملکول ها توسط ملکول های آب احاطه شده اند)، لائه منجمد دائمی اعماق زمین، و موریانه ها انجام می گیرد. چین، هند، ایالات متحده، برزیل، روسیه، و دیگر کشورهای اروپایی- آسیایی مسئول تقریبا 50 درصد از انتشارهای انسانی متان هستند. منابع انتشار متان از یک کشور به کشوری دیگر بسیار متفاوت است. برای مثال، دو منبع اصلی انتشار متان در چین استخراج ذغال سنگ و کاشت برنج است. منبع اصلی انتشار متان در روسیه سیستم های گاز طبیعی و نفت است؛ دو منبع اصلی انتشار متان در هند کاشت برنج و محصولات دامی است؛ و محل های دفن زباله بزرگترین منبع انتشار متان در ایالات متحده می باشد.

متان عنصر اصلی گاز طبیعی است و یک منبع مهم برای انرژی پاک نیز می باشد. همچنین، 16 درصد انتشار گازهای گلخانه ای در سرتاسر دنیا به به متانی که از فعالیت انسان تولید می شود، اختصاص دارد. متان یک گاز گلخانه ای قوی محسوب می شود زیرا در مقایسه با دی اکسید کربن، از لحاظ وزنی، هر کیلوگرم متان 23 برابر قوی تر از دی اکسید کربن در رابطه با حبس حرارت در اتمسفر زمین طی یک دوره 100 ساله عمل می کند.

متان یک گاز گلخانه ای با دوره زندگی کوتاه است؛ دوره زندگی این گاز در اتمسفر تقریبا 12 سال است. به خاطر این خصوصیت منحصر بفرد، کاهش انتشار جهانی متان می تواند تاثیر مثبت، سریع و قابل توجهی در جلوگیری از گرم شدن کره زمین گذاشته و مزایای مهم اقتصادی و انرژی ای نیز در پی داشته باشد.

فرصت های کاهش متان
منابعی که بازیابی و استفاده از گاز متان برای انرژی در آنها عملی و امکان پذیر است شامل استخراج ذغال سنگ، سیستم های گاز طبیعی و نفت، محل های دفن زباله، و کود حیوانی است. در زیر چندین روش برای بازیابی و استفاده از متان از این منابع ذکر شده است:

· معدن های ذغال سنگ. برای کاهش خطرات انفجار، متان از معدن های زیرزمینی پیش از، در هنگام یا پس از استخراج به بیرون منتقل می شود. تزریق گاز طبیعی در خط لوله، تولید نیرو، و سوخت وسایل نقلیه از استفاده های مفیدی هستند که می توان از متان خارج شده از معادن کرد.
· محل های دفن زباله. رویکرد اصلی برای کاهش انتشار متان از محل های دفن زباله شامل جمع آوری و سوزاندن یا استفاده از گازهای محل دفن زباله است. فن آوری های استفاده از گازهای منتشر شده از محل های دفن زباله بر روی تولید الکتریسیته و استفاده مستقیم از گاز تمرکز می کنند. تولید الکتریسیته شامل انتقال متان جمع آوری شده به دستگاه های مولد نیرو یا توربین ها از طریق خط لوله است. فن آوری های استفاده مستقیم، از گازهای منتشر شده از محل های دفن زباله مستقیما برای مصارف سوختی استفاده می کنند؛ در فن آوری های دیگر می بایستی گاز متان به گاز دیگری تغییر داده شود و در خطوط لوله گاز طبیعی توزیع گردد.
· سیستم های گاز طبیعی و نفت. فعالیت های مربوط به کاهش انتشار متان در سه گروه دسته بندی شده اند: بهبود کارآیی فن آوری ها یا دستگاه هایی که باعث کاهش یا توقف انتشار گاز متان یا گازهای دیگر در هوا توسط دستگاه ها می شود، بهبود روش های مدیریتی و مراحل عملیاتی، و افزایش روش های مدیریتی که از فن آوری های پیشرفته استفاده می کنند. در تمامی این موارد، کاهش انتشار گاز متان، گاز بیشتری را برای فروش و استفاده فراهم می سازد.
· مدیریت کود. زمانی که کود دامی تحت شرایط ناهوازی (بدون اکسیژن) نگهداری شود، متان و گازهای دیگر تولید می شوند. کاهش انتشار متان و همچنین دیگر مزایای محیط زیستی را می توان از طریق استفاده از سیستم های جذب ناهوازی به دست آورد. این سیستم ها، گازهای تولید شده توسط کود را جمع آوری کرده و آنها را به دستگاه های احتراقی از قبیل ژنراتورهای موتوری یا دیگ های بخار منتقل می کنند.

حتی با فن آوری های کنونی و مزایای کاهش انتشار، بازیابی و استفاده از متان به چند دلیل به طور گسترده روایج پیدا نکرده است. اول این که در فرآیندهای صنعتی که گاز منتشر می کنند، متان یک موضوع ثانویه است. برای مثال، معدن های ذغال سنگ خواهان خارج کردن متان از محیط معدن هستند، زیرا که متان خاصیت انفجاری دارد. از روزگاران قدیم، شرکت های استخراج کننده ذغال سنگ هیچ گاه متان را به عنوان یک منبع انرژی تلقی نکرده اند.

دوم این که احتمالا افرادی که مسئول این انتشارها هستند با فن آوری های موجود برای بازیافت متان یا امکان استفاده های سودآور از این گاز آشنایی ندارند. این امر به خصوص در کشورهای در حال توسعه مصداق دارد. در این کشورها، بالا بردن اطلاعات و آموزش های فنی می تواند در افزایش حمایت از پروژه های بازیابی متان موثر باشد.

سرانجام، در بسیاری از کشورها، بازارهای انرژی با کارکرد بسیار ضعیف و صنایع همگانی و شهرداری هایی که از نظر مالی ناتوان هستند، قادر به جذب سرمایه های بخش خصوصی برای پروژه های جمع آوری و استفاده از متان نمی باشند.

متان به بازارها
پرداختن به این موانع جهت بهبود بازیابی و استفاده از متان هدف اصلی مشارکت متان به بازارها است. از طریق مشارکت بخش های دولتی و خصوصی، این طرح مهارت های فنی و تجاری، تهیه سرمایه، و فن آوری های لازم برای ایجاد پروژه ها را با یکدیگر ادغام می کند.

کشورهای عضو با بخش خصوصی، بانک های توسعه چندجانبه، و دیگر سازمان های دولتی و غیر دولتی همکاری می کنند. هدف اصلی، شناسایی و به اجرا گذاشتن فعالیت هایی است که باعث ایجاد و توسعه پروژه های بهبود بازیابی و استفاده از متان در محل های دفن زباله، معدن های ذغال سنگ، و سیستم های گاز طبیعی و نفت می شود.

15 دولت ملی، یا شرکا، که تا کنون متعهد به مشارکت شده اند یک قرارداد داوطلبانه ای را امضا کرده اند که هدف، ساختار، و سازمان دهی این مشارکت را بنیان نهاده است.

به عنوان بخشی از این تعهد، هر یک از شرکا موافقت کرده تا مسئولیت های متفاوتی در رابطه با بهبود بازیابی و استفاده بین المللی از متان در بخش های مورد نظر را به عهده بگیرد. هر یک از کشورهای شریک، کمک های مالی و سازوکارهای همکاری آن کشور را بر اساس منافع ملی و زمینه های تخصصی اش اداره می کند.

کمیسیونی که از جانب یک گروه پشتیبانی اجرایی، یا دبیرخانه، مستقر در سازمان حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) در واشنگتن دی. سی.، حمایت می شود، اقدامات کشورهای عضو را هدایت می کند. کمیسیون های فرعی در بخش های مشخص برای محل های دفن زباله، سیستم های گاز و نفت، و معدن ها نیز تشکیل شده اند.

کمیسیون های فرعی طرح های عملیاتی برای شناسایی و پرداختن به موانع و مسائل اصلی در راه ایجاد پروژه را ارائه می دهند؛ برآوردهای بازار و مسائل مربوط به اصلاحات را بررسی می کنند؛ امکانات سرمایه گذاری و تهیه سرمایه را تسهیل می بخشند؛ و درباره پیشرفت کارها گزارش تهیه می کنند.

آنها سازمان های خارج از کشورهای شریک را نیز جذب می کنند، نهادهای بخش خصوصی، موسسات مالی، و دیگر سازمان های دولتی و غیر دولتی را برای ایجاد ظرفیت، انتقال فن آوری، و تشویق سرمایه گذاری خصوصی ترغیب می نمایند.

برای این هدف، این مشارکت یک شبکه پروژه برای تسهیل ارتباط و هماهنگی بین این سازمان ها تشکیل داده است. سازمان های علاقمند می توانند با امضای یک قرارداد یک صفحه ای، که لازم الاجرا نمی باشد و در وب سایت مشارکت موجود است، عضو شبکه پروژه متان به بازار شوند. تا این زمان، بیش از 90 سازمان به این مشارکت پیوسته اند.

تعهد دولت ایالات متحده
دولت ایالات متحده قصد دارد 53 میلیون دلار ظرف 5 سال آینده برای تسهیل توسعه و اجرای پروژه های متان در کشورهای در حال توسعه و کشورهایی با اقتصاد گذرا سرمایه گذاری کند. این فن آوری ها با استفاده از فعالیت های مختلف، از قبیل صادر کردن برنامه های موفق و داوطلبانه ایالات متحده، آموزش و ایجاد ظرفیت، توسعه بازار، مطالعات اجرایی پروژه ها، و نمایش فن آوری ها، ترویج داده خواهد شد.

استفاده از تلاش های کشورهای شریک و مهارت ها و سرمایه گذاری های بخش خصوصی و دیگر اعضای شبکه پروژه از دیگر اهداف اصلی تعهد ایالات متحده است.

سازمان حفاظت از محیط زیست طلایه دار تلاش های دولت ایالات متحده است و این تلاش ها را بر اساس موفقیت برنامه های داوطلبانه مشارکت متان داخلی، که تا سال 2004 باعث کاهش 10 درصدی انتشار متان نسبت به سال 1990 در ایالات متحده شده اند، دنبال خواهد کرد.

نتیجه گیری
مشارکت متان به بازارها فرصت منحصر بفردی در اختیار دولت ها و سازمان ها در سرتاسر دنیا برای همکاری با یکدیگر جهت پرداختن به موضوع انتشار متان و در عین حال دستیابی به مزایای اقتصادی، محیط زیستی و انرژی ای قرار می دهد. دولت ایالات متحده معتقد است می توان به پیشرفت قابل توجهی دست یافت، و متعهد به همکاری با شرکای داخلی و بین المللی در بخش های دولتی و خصوصی می باشد.

ایالات متحده پیش بینی می کند که تا سال 2015 برنامه متان به بازارها، ظرفیت کاهش انتشار متان در حد معادل50 میلیون تن کربن در سال، یا بازیابی 15 میلیارد تن گاز طبیعی را دارد.

در صورت تحقق این اهداف، این میزان کاهش می تواند موجب تثبیت یا حتی کاهش میزان تراکم گاز متان در اتمسفر در سرتاسر جهان شود. برای روشن تر شدن مقیاس این مسئله، این میزان کاهش برابر خارج کردن 33 میلیون خودرو از جاده ها برای یک سال، کاشتن درخت در مساحتی معادل 22 هکتار، یا از بین بردن انتشار متان در 50 نیروگاه 500 مگاواتی با سوخت ذغال سنگ خواهد بود.

تبديل متان به فرآورده هاي با ارزش، به روش OCM

يكي از پروژه‌هاي درازمدت پژوهشگاه صنعت نفت، پروژة OCM است. تحليل پيرامون روش انجام و موانع صنعتي شدن اين پروژه ميتواند نتايج مفيدي براي پروژه‌هاي نظير آن به ارمغان آورد. قبل از ارائة اينگونه تحليلها، نيازمند معرفي روش OCM هستيم. در مطلب زير به معرفي روش OCM از لحاظ فني و مشكلات تجاري شدن آن اشاره شده است:

اهميت پروژه

بحران انرژي فسيلي و به خصوص نفت خام، باعث تلاش محققان در جايگزين‌كردن مادة ديگري به جاي نفت شده است كه بتواند به عنوان سوخت و مهمتر از آن به عنوان منبع توليد محصولات پتروشيمي، ايفاي نقش كند. منابع عظيم گاز طبيعي كه قادر است نياز صدها سال جهان را برآورده سازد، انتخاب مناسبي براي اين جايگزيني به نظر مي­رسد.

گاز طبيعي شامل مقادير زيادي متان است. متان بين 83 تا 97 درصد از حجم گاز طبيعي را تشكيل مي­دهد. بنابراين تبديل متان به هيدروكربن‌هاي با ارزش به خصوص اتيلن، به عنوان تركيب كليدي محصولات پتروشيمي، جايگاه بسيار مهمي از لحاظ اقتصادي و علمي دارد.

همچنين تعداد زيادي از منابع گاز طبيعي در نقاط دوردستي قرار گرفته است كه انتقال از طريق شبكة خط لوله به مناطق مصرف را، غير اقتصادي مي­سازد. از اين رو سعي بر اين است تا گاز طبيعي و در مرحلة اول متان، به مواد با ارزشتري تبديل گردد.

يكي از روش­هاي تبديل متان به مواد با‌ارزشتر، زوج شدن اكسايشي متان يا Oxidative Coupling of Methane مي‌باشد كه در اين فرايند، متان و اكسيژن به عنوان مواد اوليه وارد راكتور با دماي حدود 0C800 شده و در مجاورت كاتاليزور و در فشار اتمسفر يك، تبديل به اتيلن و محصولات ديگر مي­شوند.

مقايسه با ساير فرايند‌ها

از آنجايي‌كه متان نسبت به ساير تركيبات هيدروكربني پايدارتر است، شكستن پيوندهاي بين اتم­هاي اين مولكول نياز به صرف انرژي نسبتاً زيادي دارد. براي اين كار به دماي بسيار بالايي نياز است. اين عمل در فرايند پيروليز متان صورت مي‌گيرد كه در آن متان در اثر حرارت بالا، هيدروژن­زدايي شده و پس از زوج شدن، به محصولات دوكربني تبديل مي‌شود:


گزارشات منتشر شده در مورد فرايند پيروليز متان، نشان مي­دهد كه با استفاده از اين روش فقط در دماهاي بيش از 1200 درجه سانتيگراد و زمان اقامت كم گاز، مقدار اتيلن و استيلن توليدي، زياد خواهد بود. بنابراين استفاده از اين روش در مقياس­هاي بزرگ مقرون به صرفه نخواهد بود. روش‌هاي جايگزين به دو دستة روش‌هاي مستقيم و روش‌هاي غير مستقيم تقسيم مي‌گردند:

الف) تبديل غير مستقيم متان

در اين روش، ابتدا متان را به گاز سنتز كه مخلوطي از هيدروژن و مونوكسيد كربن است، تبديل مي­كنند. سپس اين گاز از طريق فرايندهاي ديگر به محصولات با ارزشتر تبديل مي­گردد. گاز سنتز طبق واكنش زير از طريق رفرمينگ با بخار آب توليد مي­شود.



اين واكنش شديداً گرماگير است و با استفاده از كاتاليزور نيكل در دماي 0C90 و فشار 20 اتمسفر انجام مي­شود. گاز سنتز در فرايندهاي متنوع صنعتي قابل تبديل به متانول، بنزين و ديگر سوخت‌هاي مايع مي­شود. بنزين تهيه شده از فرايندهاي فوق، گران­تر از بنزين تهيه شده از نفت خام است و اين امر به علت پرهزينه‌بودن فرايند تهية گاز سنتز است.

ب) تبديل مستقيم متان

تحقيقات در زمينة تبديل مستقيم متان (بدون توليد گاز سنتز)، در دهة 80 ميلادي گسترش يافت. فرايندهاي ذيل مهمترين روش­هاي مستقيم هستند. اين فرايند‌ها به طور بالقوه، راندمان بيشتري از نظر انرژي نسبت به روش­هاي غير مستقيم دارند. دليل اين امر، فقدان مرحلة توليد گاز سنتز است كه نياز به انرژي زياد و دماي بالا دارد.

ب -1) اكسيداسيون جزئي متان

متان در مجاورت اكسيژن، طبق واكنش زير تبديل مي­شود:



در واكنش فوق متانول توليد شده، در مجاورت اكسيژن پايداري كمتري نسبت به متان دارد. بنابراين محصولات به طور كلي، به اكسيدهاي كربن تبديل مي­شوند. براي بالا نگهداشتن گزينش‌پذيري متانول تا حدود 80% بايد تبديل متان كم (حدود 8% ) باشد كه اين امر از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيست.

ب- 2) زوج شدن متان با كلر

متان و كلر به چند صورت مي­توانند به همراه يكديگر، هيدروكربن‌هاي با ارزش را توليد كنند. يكي از روش­ها، فرايند پيستن بورگ است كه در آن كلر، متان و اكسيژن در يك راكتور بستر سيال در فشار 16 اتمسفر و دماي0C 350 روي كاتاليست مس و اكنش مي­دهند.



كلريد متان روي كاتاليزور زئوليت، مخلوط هيدروكربن‌هايي را توليد مي­كند كه شامل بنزين با عدد اكتان بالا مي­باشند. دماي پايين و تبديل زياد متان (حدود 50 درصد)، اين فرايند را قابل قبول مي­سازد.

مشكل اقتصادي اين روش، خروج مقادير زياد HCL توليدي از راكتور است.

ب-3) پلاسماي غير تعادلي

يكي از جديدترين زمينه­هاي تحقيقاتي در خصوص تبديل متان به هيدركربن‌هاي سنگين­تر، استفاده از پلاسماي غيرتعادلي است (سيستم واكنش در شكل1 نشان داده شده است). راكتور شامل دو الكترود فلزي است كه از صفحات آلومينيومي ساخته شده­اند كه يكي از آنها توسط يك صفحة دي‌الكتريك پوشانده شده است. گاز از ميان صفحه‌هاي دي‌الكتريك و آلومينيومي ديگر عبور مي­كند. همچنين با اعمال ولتاژ بالا در دماي محيط، مي­توان متان را به هيدروكربن‌هاي سنگين­تر تبديل كرد. يكي از مزاياي اين روش، عدم نياز به اكسيژن براي انجام واكنش است.

ب-4) زوج شدن اكسايشي متان (OCM)

از سال 1982، شركت يونيون كه كارش را در زمينة تبديل مستقيم متان به محصولات مفيد نظير اتيلن، پروپيلن و سوخت‌هاي مايع براي حمل و نقل شروع كرد، طرح­هاي مختلفي را در اين زمينه پيشنهاد داد. تا سال 1993، تعداد كل مقالات و پتنت­هاي منتشر شده در اين زمينه، بيش از 950 مورد اعلام شده است. تحقيقات در زمينه OCM تحت چند عنوان انجام مي­شود. "واكنش هموژن"، "كاتاليزورها"، "مكانيزم"، "اقتصاد" و "افق‌هاي آينده".

در اين فرايند (OCM)، گاز متان در فشار اتمسفر يك، در مجاورت كاتاليست جامد و دماي حدود 750 تا 800 درجة سانتيگراد با اكسيژن تركيب مي­شود و محصولات مختلفي از قبيل اتيلن، اتان و گازهاي هيدروژن، مونوكسيد و دي‌اكسيدكربن توليد مي­كند. سوخت­هاي مايع به عنوان خوراك مجتمع­هاي پتروشيمي، معمولاً جزء محصولات مطلوب اين فرايند محسوب مي­شوند. انتخاب محصولات، بستگي به موقعيت جغرافيايي كارخانه OCM دارد. در صورتيكه اين واحد در نواحي صنعتي موجود باشد، مي­تواند تأمين‌كنندة خوراك ­مجتمع­هاي پتروشيمي باشد. در نواحي دوردست، سوخت مايع حاصل از اين فرايند، قابل انتقال به بازار مصرف خواهد بود. شكل شماتيك واحدهاي فرضي OCM نه تنها در محصولات اصلي بلكه در محصولات فرعي توليد شده نيز متفاوتند. در شكل (2) يك نقشة عمومي از واحدهاي OCM مشاهده مي­شود.

دلايل عدم موفقيت OCM در مقياس تجاري

از بين روش­هاي ياد شده به منظور تبديل متان، زوج شدن اكسايشي متان در مجاورت كاتاليزورهاي ناهمگن (OCM)، يكي از محتمل­ترين روش­هاي تبديل متان حاصل از گاز طبيعي به اتيلن، به عنوان خوراك مجتمع­هاي شيميايي و يا سوخت­هاي مايع در جهت انتقال انرژي به نظر مي­رسد. ولي دو عامل اساسي باعث عدم موفقيت اين فرايند در ابعاد تجاري هستند:

1- گزينش‌پذيري و راندمان پايين محصولات دو كربنه و بيشتر
افزايش گزينش‌پذيري و راندمان محصولات، اساساً از طريق توسعه و يا بهبود كاتاليست­ها صورت مي­گيرد. بهينه­سازي شرايط واكنش، طراحي راكتور و عمليات نيز بر روي راندمان بهبود كاتاليست مؤثرند.

2- عدم اطمينان از نتايج جديد تكنولوژيك و تحقيقاتي به منظور افزايش مقياس اين فرايند
عدم اطمينان تكنولوژيك، به اين علت است كه تمام نتايج در دسترس كه تاكنون منتشر شده­اند، در مقياس آزمايشگاهي به دست آمده­اند. با توجه به پيچيدگي فرايند واكنش OCM، افزايش مقياس مي­تواند منجر به كاهش و افت كارايي كاتاليست اين فرايند شود. علاوه بر اين، شرايط دشوار واكنش (توليد گرماي زياد)، نياز به طراحي راكتورهاي جديد دارد و تجارب موجود در مورد ساير فرايندهاي مشابه به صورت محدود قابل استفاده است. توسعه و بهبود راكتور، به عواملي نظير نوع راكتور، جنس آن و روش كنترل دما بستگي دارد. با كمي دقت مي­توان دريافت كه جنبة مهندسي واكنش فرايند OCM، نقش اساسي در روند موفقيت تجاري اين فرايند ايفا مي­كند.

پروژة OCM در ايران

پژوهشگاه صنعت نفت به عنوان متولي تحقيقات در زمينة صنايع نفت و گاز در كشور، فعاليت­هاي تحقيقاتي خود را از سال 1370 در اين زمينه آغاز نموده است. طراحي و ساخت سيستم­هاي راكتوري متنوع، تحقيقات بر روي ساخت كاتاليست­هاي مختلف و انتشار مقالات در مجلات معتبر، از جمله فعاليت­هاي اين مركز بوده است. با استفاده از اطلاعات اخذ شده در آزمايشگاه، هم‌اكنون يك واحد نيمه صنعتي در مقياس پايلوت در اين مراكز طراحي و ساخته شده است كه كار بر روي بهينه­سازي و كنترل فرايند محصولات آن همچنان ادامه دارد.

جهت آشنايي بيشتر با طرح OCM پژوهشگاه صنعت نفت, مطلب زير را مطالعه نماييد:

طرح OCM پژوهشگاه صنعت نفت

منابع:

1. حميد­رضا خاكدامن،" بررسي سينتيك فرايند متان به اتيلن(OCM) به طريقه غير كاتاليستي"، پايان نامه كارشناسي ارشد مهندسي شيمي، پژوهشگاه صنعت نفت، پاييز 1378

2. Mleczko, Baerns, ”Catalytic Oxidative coupling of methane- reaction engineering Aspects and process schemes” , Fuel processing Technology, 24, 1995, pp.217-248

مصالح کامپوزیت

مصالح کامپوزیت :

FRP چیست؟FRP نوعی ماده کامپوزیت متشکل از 2 بخش فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده اند.
 

مصالح کامپوزیت

بخش اول

FRP چیست؟

FRP نوعی ماده کامپوزیت متشکل از 2 بخش فیبر یا الیاف تقویتی است که به وسیله یک ماتریس رزین از جنس پلیمر احاطه شده اند.

فیبرهای تشکیل دهنده می توانند در یک راستا یا دو راستای عمود برهم قرار داشته باشند.

 به طور کلی  FRP ها به دو شل وجود دارند: 1- ورقه های FRP 2- میلگردهای FRP

رفتار ورقه های FRP به صورت ارتوتروپیک یا شبه ایزوتروپیک بوده یعنی مدول الا ستیسیته آن در جهت قرار گیری فیبر با جهت عمود برآن متفاوت است.

به طور کلی FRP را براساس فیبر تشکیل دهنده آن به چندین دسته تقسیم می کنند که 3 نوع آن کاربرد بیشتری دارد:

  1- CFRP با الیاف از جنس کربن

 2- GFRP با الیاف از جنس شیشه

 3- AFRP با الیاف از جنس آرامید.

فایبر ممکن است از شیشه، کربن، آرامید و یا وینیلون باشد که در اینصورت محصولات کامپوزیت مربوطه به ترتیب به نامهای GFRP، CFRP،AFRP  و VFRP شناخته می‌شود. در ادامه شرح مختصری از بعضی از فایبرهای متداول ارائه خواهد شد.

 ـ الیاف شیشه

فایبرهای شیشه در چهار دسته طبقه‌بندی می‌شوند

1 – E-Glass: متداول ترین الیاف شیشه در بازار با محتوای قلیایی کم، که در صنعت ساختمان به کار می‌رود.

2 – Z-Glass: با مقاومت بالا در مقابل حملة  قلیائیها، که در تولید بتن الیافی به کار گرفته می‌شود.

3 – A-Glass: با مقادیر زیاد قلیایی که امروزه تقریباً از رده خارج شده است.

4 – S-Glass: که در تکنولوژی هوا-فضا و تحقیقات فضایی به کار گرفته می‌شود و مقاومت و مدول الاستیسیتة بسیار بالایی دارد،

- الیاف کربن

الیاف کربن در دو دسته طبقه‌بندی می‌شوند؛

1- الیاف کربنی از نوع PAN در سه نوع مختلف هستند. تیپ I که تردترین آنها با بالاترین مدول  الاستیسیته محسوب می‌شود.  و نهایتاً تیپ III  که نرمترین نوع الیاف کربنی با مقاومتی بین تیپ ‌I    و   IIمی‌باشد.

2 – الیاف با اساس قیری(Pitch-based)  که اساساً از تقطیر زغال سنگ بدست می‌آیند. این الیاف از الیافPAN  ارزان‌تر بوده و مقاومت و مدول الاستیسیتة کمتری نسبت به آنها دارند .

لازم به ذکر است که الیاف کربن مقاومت بسیار خوبی در مقابل محیط‌های قلیایی و اسیدی داشته و در شرایط سخت محیطی از نظر شیمیایی کاملاً پایدار هستند.

- الیاف آرامید

آرامید،یک کلمة اختصاری از آروماتیک پلی‌آمید است .آرامیداساساً الیاف ساختة دست ‌بشر است که برای اولین بار توسط شرکت DuPont در آلمان تحت نام کولار (Kevlar) تولید شد.‌‌چهار‌نوع کولار وجود دارد که از بین آنها کولار 49 برای مسلح کردن بتن، طراحی و تولید شده است

انواع محصولات FRP 

1- میله های کامپوزیتی: میله‌های ساخته شده از کامپوزیت‌های FRPهستند که جانشین میلگردهای فولادی در بتن آرمه خواهند شد. کاربرد این میله‌ها به دلیل عدم خوردگی، مساله کربناسیون و کلراسیون را که از جمله مهم‌ترین عوامل مخرب در سازه‌های بتن آرمه هستند، به کلی حل خواهند نمود.

    2- شبکه‌های کامپوزیتی: شبکه‌های کامپوزیتی FRP (Grids) محصولاتی هستند که از برخورد میله‌های FRP در دو جهت و یا در سه جهت ایجاد می‌شوند. نمونه‌ای از این محصول، شبکة کامپوزیتی NEFMAC است که از فایبرهای کربن، شیشه یا آرامید و رزین وینیل استر تولید می‌شود و منجمله برای مسلح کردن بتن مناسب است.

3- کابل، طناب و تاندن‌های پیش‌تنیدگی: محصولاتی شبیه میله‌های کامپوزیتی FRP، ولی به صورت انعطاف‌پذیر هستند، که در سازه‌های کابلی و بتن پیش تنیده در محیط‌های دریایی و خورنده کاربرد دارند. این محصولات در اجزاء پیش‌تنیدة در مجاورت آب نیز بکار گرفته می‌شوند.

4- ورقه‌های کامپوزیتی: ورقه‌های کامپوزیتی Sheets) FRP)، ورقه‌های با ضخامت چند میلیمتر از جنس FRP هستند. این ورقه‌ها با چسب‌های مستحکم و مناسب به سطح بتن چسبانده می‌شوند. ورقه‌های FRP پوشش مناسبی جهت ایزوله کردن سازه‌های آبی از

محیط خورندة مجاور هستند. همچنین از ورقه‌های کامپوزیتی FRP جهت تعمیر و تقویت

سازه‌های آسیب دیده (ناشی از زلزله و یا ناشی از خوردگی آبهای یون‌دار) استفاده می‌شوند.

5- پروفیل‌های ساختمانی: مصالح FRP همچنین در شکل پروفیل‌های ساختمانی به صورت I شکل، T شکل، نبشی و ناودانی تولید می‌شوند. چنین محصولاتی می‌توانند جایگزین بسیار مناسبی برای قطعات و سازه‌های فولادی در مجاورت آب تلقی شوند.

– میله‌های کامپوزیتی FRP

در حال حاضر،  تولیدکنندگان مختلفی در دنیا میله‌های کامپوزیتی FRP را تولید و عرضه می‌کنند. بعضی از انواع مشهور تولیدات میلگردهای FRP که به آسانی در بازار دنیا یافت می‌شوند‌، به قرار زیر هستند‌ .

ـ این محصول توسط کمپانی شیمیایی میتسوبیشی ژاپن از الیاف کربن با اساس قیری تولید می‌شوند.

ـ FiBRA-Rod: این محصول توسط کمپانی میتسوی ژاپن و از کولار 49 تولید می‌شود.

 – TECHNORA: این محصول توسط شرکت تی‌جین (Teijin) ژاپن و از آرامید تولید شد .

– CFCC: این محصول،کابل کامپوزیتی CFRP  بوده و ساخته شده  توسط شرکت توکیوروپ(Tokyo Rope) می باشد.

  تولید می‌شود. این محصول در قطرهای 3 تا 40 میلیمتر و با مقاومت 10 تا  kN 1100تولیدمی‌شود.

5 – ISOROD : این محصول توسط شرکت پولترال (Pultrall Inc. of Thetford Mines)  در ایالت کبک از کانادا تولید می‌شود. این محصول از فایبرهای شیشه و رزین پلی‌استر تولید شده .

6 – C-Bar: این محصول توسط شرکت کامپوزیت‌های صنعتی مارشال در جکسون ویل از ایالت فلوریدا در امریکا تولید می‌شود. این محصول از فایبرهای شیشه که در رزین وینیل استر قرار گرفته، تولید می‌شود.

توجه شود که امروزه تولید میله‌های کامپوزیتی یک زمینه^ء نو در دنیا محسوب شده و به همین دلیل، متناوباً شرکت‌های جدید تولید کننده در دنیا ایجاد می‌شود. به همین دلیل در این قسمت فقط مروری بر بعضی از این محصولات انجام گردید.