حلال شیمیایی چیست؟

حلال یک ماده شیمیایی است که ماده شیمیایی دیگری را حل می‌کند و محلولی به صورت مخلوط همگن تشکیل می‌دهد. حلال شیمیایی جزء موجود در محلول است که بیشترین مقدار را دارد و شکل فیزیکوشیمیایی ماده را به صورت جامد، مایع یا گاز تعیین می‌کند. به عبارت دیگر حلال بخشی است که معمولاً بیش از 50% یک محلول را تشکیل داده است، در حالی که حل‌شونده بخشی است که در حلال مخلوط می‌شود. به‌طور معمول، حل‌شونده کمتر از 50٪ محلول است. حلال‌ها معمولاً اما نه لزوماً همیشه مایع هستند و همچنین می‌توانند گاز یا جامد باشند.

کاربرد حلال شیمیایی

صنعت چسب و پوشش

چسب‌ها و درزگیرها از پلیمرهای مختلفی تولید می‌شوند. انتخاب آن‌ها و ترکیب آن‌ها از انتخاب حلال شیمیایی مناسب استفاده می‌کند. بیشتر سیستم‌های حلال شیمیایی برای بهینه‌سازی حلالیت پلیمر اولیه طراحی شده‌اند. چسب‌ها را می‌توان به آنهایی تقسیم کرد که با واکنش شیمیایی و پیوندهایی که به دلیل فرایندهای بدنی پیوند دارند، ایجاد می‌شوند.

فروش حلال صنعتی با دریافت نمونه محصول از دکتر کمیکال

چسب‌های واکنشی شیمیایی بر اساس روش تولید که شامل پلیمریزاسیون، پلی ادیشن یا تراکم پلیمری به سه دسته تقسیم می‌شوند.

چسب‌های پیونددهنده فیزیکی شامل چسب‌های حساس به فشار و تماس، چسب‌های مذاب یا محلول و پلاستیکول‌ها هستند.

چسب‌های پلیمریزاسیون از سیانواکریلات (بدون حلال)

چسب‌های بی‌هوازی (حاوی حلال‌ها نیستند اما نیاز به پرایمر پلاستیک و بعضی از فلزات که محلول‌های نفتالین مس هستند) چسب قابل‌استفاده در برابر اشعه ماورای بنفش (ترکیبات بدون حلال پلی‌اورتان و اپوکسی) نیاز دارند.

چسب‌های حساس به فشار و تماس از انواع مختلفی از پلیمرها از جمله استرهای اسید آکریلیک، پلی ایزوبوتیلن، پلی استرها، پلی کلروپرون، پلی اورتان، سیلیکون، کوپلیمر استایرن بوتادین و لاستیک طبیعی ساخته شده است. به استثنای چسب‌های استری آکریلیک اسید که می‌توانند به عنوان محلول، امولسیون، UV 100٪ مواد جامد و سیلیکون قابل ترمیم (که ممکن است فقط اثری از حلال‌ها باشد) پردازش شوند، همه لاستیک‌های باقیمانده در درجه اول با مقادیر قابل توجهی از حلال‌ها مانند حلال‌های هیدروکربن ساخته می‌شوند (به طور عمده هپتان، هگزان، نفتا)، کتون (عمدتاً استون و متیل اتیل کتون)، و حلال‌های آروماتیک (عمدتا تولوئن و زایلن).

چسب‌ها و پلاستیسول‌های مذاب حاوی حلال‌ها نیستند. گروه چسب محلول شامل محصولاتی است که از سیستم‌های حلال پلیمری زیر تهیه شده است: نیترو سلولوز (حلال‌های معمولی شامل ترکیبات حلال معمولاً از یک کتون یا استر، الکل و هیدروکربن انتخاب شده از ایزوپروپانول، 2- بوتیل هگزانول، آمیل استات، استون، متیل اتیل کتون)، لاستیک نیتریل (حلال اصلی – متیل اتیل کتون)، پلی کلرو پرون که معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استر، هیدروکربن آروماتیک و آلیفاتیک آلی که از نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن، تولوئن و پلی‌وینیل استات (آب) حل می‌شود.

درزگیرهای اکریلیک پایه آب هستند؛ اما ممکن است حاوی اتیلن و پروپیلن گلیکول، روغن‌های معدنی و مینرال اویل نیز باشند. همچنین درزگیرهای اکریلیک مبتنی بر حلال وجود دارد که حاوی مقادیر قابل‌توجهی از حلال‌های شیمیایی مانند روغن‌های معدنی، تولوئن و زایلن است. درزگیرهای پلی سولفید معمولاً حاوی تولوئن هستند؛ اما از متیل اتیل کتون نیز استفاده می‌شود.

گروه سیلانت کلاس B حاوی حلال‌های شیمیایی قابل‌ملاحظه‌ای بیشتر است (تا 40٪ حجم) اما برخی موارد استثنا نیز وجود دارد. درزگیرهای PVC بر پایه پلاستیسول‌ها ساخته شده‌اند و بدون حلال‌ها می‌توان آنها را ساخت. درزگیرهای مبتنی بر لاستیک بوتیل معمولاً حاوی هیدروکربن‌ها (C6-C12) هستند.

درزگیرهای مبتنی بر استایرن – بوتادین – استایرن معمولاً مقادیر زیادی از حلال‌های شیمیایی را از یک گروه انتخاب می‌کنند که شامل تولوئن، هپتان، هگزان، متیل اتیل کتون، ایزو بوتیل ایزو بوتیرات، n-amyl استات، آمیل کتون است. آنها معمولاً در مخلوط‌های حلال پردازش می‌شوند. پلی کلرو پرون معمولاً در مخلوطی از حلال‌ها از جمله کتون یا استرها و هیدروکربن‌های آروماتیک و آلیفاتیک حل می‌شود. این لیست شامل نفتا، هگزان، استون، متیل اتیل کتون، بنزن و تولوئن است.

حلال های شیمیایی

صنعت آسفالت

محصولات ساختمانی بیشماری از آسفالت و ذغال سنگ برای کاربردهایی همچون سیلر درایو، آسفالت برش، سیمان، آغازگر بتونی، مخلوط سرد بتن، سیمان سقف، پرکننده اتصالات انبساط، مایعات پچ، ضد آب غشاهای مایع ضدعفونی و روکش لوله ساخته شده است. تمام این محصولات حاوی حلال شیمیایی هستند.

ساده‌ترین فرمولاسیون مخلوط آسفالت و (معمولاً) روغن‌های معدنی است که برای آب‌بندی، پرایمری و پوشش بتن مورداستفاده قرار می‌گیرد. پیشرفته‌ترین محصولات از نظر فن آوری برای ضد آب و پوشش خط لوله استفاده می‌شود. این محصولات همچنین بر اساس پراکندگی آسفالت در حلال شیمیایی، اما با افزودن پلیمر تقویت می‌شوند.

افزودن پلیمر، رفتار پلاستیک آسفالت را اصلاح‌کرده و آن را بیضوی می‌کند. معمولاً حلال‌های شیمیایی اضافی برای بهبود حلالیت در اجزای پلیمری اضافه می‌شوند. پلی‌اورتان‌های واکنشی اغلب مورداستفاده در اصلاح ضد آب غشاهای مایع هستند. تولوئن و زایلن ترکیب آسفالت هستند که اغلب از حلال‌های شیمیایی اضافی استفاده می‌شوند. این مواد به دلیل تبخیر حلال تا حدی جامد می‌شوند. خواص الاستومری آنها از پسوندهای زنجیره‌ای و واکنش‌های متقابل زنجیره‌ای حاصل می‌شود که یک شبکه پلیمری داخلی را تشکیل می‌دهند که آسفالت را تقویت می‌کند.

صنایع محصولات آرایشی و بهداشتی

چندین محصول آرایشی حاوی حلال هستند. از جمله این موارد می‌توان به لاک ناخن، پاک‌کننده لاک ناخن، عطر، رنگ مو، پاک‌کننده‌های عمومی، اسپری مو و لوسیون اشاره کرد. در بیشتر موارد، اتانول تنها حلال شیمیایی است. لاک ناخن و پاک‌کننده لاک ناخن حاوی انواع زیادی از حلال‌های شیمیایی است.

نیتروسلولز، پلی‌استر، کوپلیمر استر اکریلیک و متاکریلیک استر، رزین فرمالدئید، بوتیرات استات سلولز متداول‌ترین پلیمرها در فرمولاسیون‌های لاک ناخن هستند. حلال‌ها باتوجه‌به پلیمر مورداستفاده انتخاب شدند. حلال‌ها شامل استون، متیل استات، اتیل استات، بوتیل استات، متیل گلیکول استات، متیل اتیل کتون، متیل ایزوبوتیل کتون، تولوئن، زایلن، ایزوپروپیل الکل، متیل کلروفرم و نفتا است.

حلال‌ها بخش عمده‌ای از ترکیب را معمولاً حدوداً 70٪ تشکیل می‌دهند. اصلاح برای بهبود انعطاف‌پذیری و دوام لاک ناخن در حال انجام است. تلاش‌های دیگر جهت بهبود خواص ضدقارچی، ازبین‌بردن کتون‌ها و رزین‌های فرمالدئید (کتون‌ها به دلیل سمیت و بوی تحریک‌کننده آنها و رزین‌های فرمالدهید به دلیل کمک به درماتیت) و ازبین‌بردن زردی انجام شده است.

استون قبلاً تنها حلال شیمیایی مؤثر بسیاری از برطرف‌کنندگان لاک ناخن بود. هنوز مورداستفاده قرار گرفته است؛ اما تلاش فعلی برای ازبین‌بردن استفاده از کتون‌ها در جوش دهنده‌های ناخن وجود دارد. ترکیبات مورداستفاده بیشترین ایزوپروپانول / اتیل استات و اتیل استات / ایزوپروپانول / 1،3- بوتانیدول هستند.

پاک‌کننده‌های عمومی مورداستفاده در سالن‌های آرایش مو حاوی ایزوپروپانول و اتانول هستند. اسپری مو حاوی اتانول است که ترکیبی از اتان، پروپان، ایزبوتان و بوتان هستند. در معرض شیمیایی در سالن‌های آرایشگاه، اگرچه غلظت بالایی از اتانول وجود دارد، اما سطح شناسایی شده زیر حد NIOSH است. غلظت‌ها در سالن‌های بدون تهویه (حدود 3 برابر بیشتر) از سالن‎‌هایی که در سالن‌های تهویه مطبوع اندازه‌گیری می‌شوند. غلظت کمی از تولوئن نیز یافت می‌شود، که احتمالاً از اجزای رنگ ناشی می‌شود.

حلال شیمیایی در دارو سازی

حلال شیمیایی در دارو سازی

حلال شیمیایی در داروسازی

از حلال‌ های آلی معمولاً در صنایع داروسازی به عنوان محیط واکنش، جداسازی و تصفیه محصولات سنتز و همچنین برای تمیز کردن تجهیزات استفاده می‌شود.

از آنجاکه حلال‌های شیمیایی باقیمانده در محصولات نهایی مواد مطلوب نیستند، ممکن است از روش‌های مختلفی برای حذف آنها استفاده شود، مشروط بر اینکه آنها معیارهای ایمنی را رعایت کنند.

پس از فرایند خشک کردن، باید تجزیه و تحلیل ها انجام شود تا بررسی شود که آیا مقادیر حلال‌های شیمیایی مورد استفاده در هر مرحله از تولید از حد قابل قبول تجاوز نمی‌کند. همچنين حلال‌های جديد مانند مايعات فوق بحرانی يا مايعات يونی برای جايگزينی حلال‌های آلی در فرايندهای توليد دارو ساخته شده‌اند.

حلال‎‌های شیمیایی ارگانیک به طور مداوم در فرایندهای تولید داروسازی حضور دارند. صنعت داروسازی به ازای هر مقدار محصول نهایی یکی از بزرگ‌ترین کاربران حلال‌های آلی است. حلال‌های شیمیایی معمولاً در هر مرحله از مسیر سنتز یک ماده فعال یا مواد تحریک کننده و بعضی اوقات در طی فرمولاسیون فراورده‌های دارویی استفاده می‌شوند.

به دلیل برخی از موانع جسمی و شیمیایی، حلال‌های آلی با روش‌های تولیدی، از جمله خشک شدن در دمای بالا تحت فشار و یا لیوفیلیزاسیون نمی‌توانند کاملاً از محصول حذف شوند.

معمولاً مقادیر کمی از حلال‌ها ممکن است در محصول نهایی باقی بمانند که به آنها حلال باقیمانده (RS) گفته می‌شود و معمولاً به عنوان ناخالصی‌های فرار آلی (OVI) نیز شناخته می‌شوند. علاوه‌براین، یک محصول دارویی ممکن است توسط حلال‌های آلی از بسته بندی، انبار، یا از حمل‌ونقل نیز آلوده شود.

به طور کلی، به دلایل عینی، صنعت داروسازی یک شاخه سخت تنظیم شده از تولید است. به همین دلیل است که براساس سمیت هر حلال، محدودیت‌های RS برای محصولات دارویی و مواد اضافی توسط انجمن‌های مختلف تعیین شده است.

استفاده‌های معمولی از حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص سازی) است. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند.

تقطیرهای آزئوتروپ یا استخراج به عنوان عملکرد اصلی حلال‌ها در مرحله واکنش، حلالیت است. به عنوان رسانه واکنش، حلال‌ها با شکستن نیروهای منسجم که محلول‌های بلوری و مایع را در کنار هم نگه داشته می‌شوند، واکنش املاح را بیشتر می‌کنند.

به همین دلیل تحقیقات زیادی برای درک و پیش بینی خواص حلال‌ها انجام شده است که از همه جنبه‌های رفتار شیمیایی دارای اهمیت هستند. علاوه‌براین، حلال‌های شیمیایی همچنین می‌توانند بخشی از یک واکنش سنتز به عنوان معرف یا کاتالیزور باشند.

فرایند استخراج مرحله بعدی تولید API است، جایی‌که یک ماده دارویی با حلال‌های ارگانیک ارتباط دارد. در این فرایند، محصولات سنتز از بقایای واکنش پس از واکنش جدا می‌شوند. معمولاً جداسازی مایع – مایع بین فرکشن‌های آلی و معدنی انجام می‌شود.

انواع حلال‌ها در فرایند استخراج به عنوان مثال استفاده می‌شوند. حلال‌های کلر دار مانند دی کلرومتان یا کلروفرم و همچنین کتون‌ها، اترها، استرها و الکل در استخراج پس از یک فرایند تخمیر، از حلال‌های آلی مانند الکل، تولوئن، استون، استات یا متیلن کلرید استفاده می‌شود.

تلاش برای کاهش مصرف حلال شیمیایی در تولید مواد مختلف، نیاز به اطلاعات پیش زمینه در مورد موجودی فعلی، دلایل انتخاب حلال‌های شیمیایی خاص، تأثیر حلال‌های شیمیایی مختلف بر روی خواص محصولات نهایی، روندهای آینده و امکاناتی برای جایگزینی حلال شیمیایی در حوزه‌های مختلف تولید و صنایع انجام شده است.

انواع حلال های شیمیایی

انواع حلال را می‌توان به دو دسته کلی حلال های آلی و حلال های معدنی تقسیم کرد. حلال‌های معدنی حاوی عنصر کربن نیستند. رایج‌ترین حلال‌های معدنی آب و آمونیاک مایع هستند در حالی که حلال‌های آلی مانند الکل‌ها، گلیکول اترها حاوی کربن و اکسیژن در ساختار خود هستند.

همچنین حلال‌ها را می‌توان به طور کلی به دو دسته تقسیم کرد: قطبی و غیرقطبی. یک مورد خاص جیوه است که محلول‌های آن به عنوان آمالگام شناخته می‌شود. همچنین محلول‌های فلزی دیگری نیز وجود دارند که در دمای اتاق مایع هستند. به‌طورکلی، ثابت دی الکتریک حلال معیار تقریبی از قطبیت حلال را ارائه می‌دهد.

حلال قطبی نوعی حلال است که بارهای جزئی یا گشتاورهای دوقطبی زیادی دارد. پیوندهای بین اتم‌ها دارای الکترونگاتیوی بسیار متفاوت اما قابل اندازه‌گیری هستند. یک حلال قطبی می‌تواند یون‌ها و سایر ترکیبات قطبی را حل کند. در واقع حلال‌های قطبی مولکول‌های دوقطبی قوی هستند که از طریق پیوند هیدروژنی نیز با دیگر مواد برهمکنش دارند.

حلال های قطبی نیز اغلب باعث شکستن پیوندهای کووالانسی املاح یونیزاسیون این املاح می‌شوند. رایج‌ترین حلال‌های مورد استفاده در سیستم‌های دارورسانی، حلال‌های قطبی، از جمله، آب و الکل هستند. به حلال‌های قطبی دیگری مانند الکل‌ها، آلدئیدها و کتون‌های قند و سایر ترکیبات گروه‌های -OH نیز می‌توان اشاره کرد.

حلال‌های غیرقطبی خاصیت دوقطبی کمی دارند یا اصلاً ندارند. اگرچه آنها نمی‌توانند به‌طور مستقل دوقطبی تشکیل دهند؛ اما می‌توانند از برهمکنش‌های دوقطبی- دوقطبی برای حل املاح مناسب استفاده کنند. حلال‌های غیرقطبی دارای ثابت دی الکتریک بین 1 تا 20 هستند و شامل روغن‌های تثبیت شده، تتراکلرید کربن و کلروفرم می‌شوند. املاح یونی و قطبی در حلال‌های غیرقطبی حلالیت کمی دارند یا اصلاً حل نمی‌شوند. با این حال، روغن‌ها، چربی‌ها و اسیدهای چرب به خوبی در حلال‌های غیرقطبی حل می‌شوند.

حلال شیمیایی آلی

انواع حلال های آلی

حلال های آلی ساختار مشترکی دارند. حلال‌های آلی هم ممکن است طبیعت آب‌گریز و هم آبدوست داشته باشند. حلال‌های آلی خواص فیزیکی و شیمیایی مختلفی از خود نشان می‌دهند که در زیر آورده شده است:

  • در طبیعت فرار هستند – حلال‌های فرار آنهایی هستند که توانایی تبخیر دارند. به دلیل ماهیت فرار حلال‌های آلی وقتی در هوا آزاد می‌شوند، بوی آنها در فضا حس می‌شود.
  • نقطه جوش پایینی از خود نشان می‌دهند، گفته می‌شود که حلال‌های آلی نقطه جوش بسیار پایینی دارند. به دلیل این نقطه جوش پایین، آنها بسیار فرار هستند.
  • مایعات بی‌رنگ هستند و وزن مولکولی کمتری دارند. حلال‌های آلی فرار و با وزن مولکولی کم هستند و به شکل مایع در دمای اتاق وجود دارند.

براساس ساختار و گروه عملکردی، می‌توان حلال‌های آلی را به شکل‌های مختلفی دسته بندی کرد:

  1. حلال‌های آلیفاتیک: این حلال‌ها متعلق به کلاس آلکن‌ها هستند. گفته می‌شود که آنها طبیعت غیرقطبی دارند. برخی از کاربردهای این‌گونه حلال‌ها عبارتند از استخراج روغن، رنگ، رنگ، داروسازی، پلیمریزاسیون و چسب.
  2. حلال‌های آروماتیک: این حلال‌ها مانند حلال آلیفاتیک، حلال‌های غیرقطبی هستند. آنها به عنوان حلال‌های صنعتی برای چسب‌ها، رنگ‌ها، جوهرهای چاپ، فرایندهای استخراج، کاهش‌دهنده، در حشره‌کش‌ها و غیره استفاده می‌شوند.
  3. حلال‌های کربونیل: این حلال‌ها شامل استرها می‌شود که دارای خواص قطبی هستند و در پاک‌کننده‌های رنگ ناخن، پاک‌کننده‌های الکترونیکی، تخته‌های مدار، کافئین زدایی، در چسب‌ها و همچنین در مواد طعم‌دهنده غذا استفاده می‌شوند.
  4. برخی از حلال‌های آلی دیگر شامل الکل‌ها هستند که در کاربردهای مختلف صنعتی و تجاری استفاده می‌شوند.

حلال پروتیک

یک حلال پروتیک از مولکول‌هایی تشکیل شده است که ممکن است به‌عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل کنند. آب، الکل و اسیدهای کربوکسیلیک نمونه‌هایی از حلال‌های پروتیک هستند. برخلاف آن حلال‌هایی که نمی‌توانند به عنوان اهداکننده پیوندهای هیدروژنی عمل کنند، حلال‌های آپروتیک در نظر گرفته می‌شوند.

ترکیباتی که با فرمول کلی ROH قابل توصیف هستند، حلال‌های پروتیک قطبی هستند. قطبیت حلال‌های پروتیک قطبی از دوقطبی پیوند O-H حاصل می شود. اندازه کوچک اتم هیدروژن و تفاوت زیاد در الکترونگاتیوی اتم اکسیژن و اتم هیدروژن جداسازی مولکول‌های شامل گروه OH از این گروه از ترکیبات قطبی را تضمین می‌کند و دقیقاً به همین دلیل است که حلال پروتیک به عنوان دهنده پیوند هیدروژنی عمل می‌کند.

حلال آپروتیک

حلال آپروتیک پروتون آزاد نمی‌کند؛ اما ممکن است به‌عنوان یک حلال ساده عمل کند، جایی که قطبیت اندازه‌گیری شده توسط ثابت دی الکتریک قابل توجه است، یا ممکن است به‌عنوان یک گیرنده پروتون یعنی پایه آپروتیک عمل کند. حلال‌های آپروتیک ترکیبات قطبی مایعی هستند که فاقد اتم‌های هیدروژن قابل تجزیه هستند.

اجزا شیمیایی مانند پیوندهای O-H و N-H در این حلال‌ها وجود ندارند. بنابراین؛ گروه‌های هیدروکسیل (-OH) و گروه‌های آمین (-NH2) در حلال‌های آپروتیک وجود ندارند و قادر به تشکیل پیوند هیدروژنی نیستند.

حلال‌های آپروتیک همراه حلال‌های پروتیک توانایی حل کردن یون را دارند. کمبود هیدروژن اسیدی در این حلال‌ها وجود دارد و یون هیدروژن آزاد نمی‌کنند. حلال‌های آپروتیک قطبی دارای مقادیر ثابت دی الکتریک حداقلی یا متوسط هستند. نمونه‌هایی از حلال‌های آپروتیک شامل اتر، متیلن کلرید و هگزان است.

انواع حلال های آلی و کاربرد آنها

حلال های شیمیایی آلی در مراحل تولید میکروبی

حلال‌های شیمیایی ترکیبات موجود در کره زمین نیستند. در شرایط طبیعی، حضور آنها در مقادیر قابل‌توجهی محدود به مناطق خاص می‌شود. فقط تعداد محدودی از حلال‌های شیمیایی منشأ بیولوژیکی دارند و برخی ممکن است در طبیعت به غلظت‌های بالاتری برسند. بهترین نمونه شناخته شده اتانول است. بااین‌حال، بوتانول و استون نیز به‌راحتی توسط میکروب‌ها تشکیل می‌شوند و ممکن است غلظت‌های بالایی در آن ایجاد شود.

در حقیقت، در آغاز قرن بیستم، امکانات تولید بسیار بزرگی برای تولید میکروبی بوتانول و استون در حال بهره‌برداری بود. علاوه بر این، ترپن‌ها حلال‌های طبیعی هستند که به طور عمده توسط گیاهان تولید می‌شوند و در محلی می‌توانند به غلظت‌های بالایی برسند. به‌عنوان‌مثال، لیمونن در قطرات ریز در پوست پرتقال وجود دارد. همه این حلال‌ های شیمیایی برای سلول‌های میکروبی سمی هستند.

با پیشرفت صنعت شیمیایی، این تصویر به طرز چشمگیری تغییر کرده است. در مکان‌های آلوده، میکروارگانیسم‌ها ممکن است با غلظت‌های زیادی با تعداد زیادی حلال شیمیایی مواجه شوند. فقط با چند مورد استثنا، معلوم شد که اگر غلظت میکروب‌ها کم باشد قادر به تخریب این ترکیبات هستند.

این پتانسیل تخریب‌پذیر باتوجه‌به مقادیر کمیاب که ممکن است به‌صورت محلی در بیوسفر طبیعی وجود داشته باشد، غیرمنتظره نیست. اما قرارگرفتن در معرض سلول‌ها در غلظت‌های بالای غیرطبیعی این حلال‌ها معمولاً منجر به غیرفعال‌شدن برگشت‌ناپذیر و در نهایت مرگ آنها می‌شود.

صنایع شیمیایی تا حد زیادی مبتنی بر فرایندهای مبتنی بر حلال شیمیایی است. اما در فرایندهای بیوتکنولوژیک معمولاً میکروب‌ها در یک سیستم مبتنی بر آب مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند. این رویکرد باتوجه‌به ترجیح میکروب‌ها برای آب و مشکلات حلال شیمیایی برای سلول‌های کامل کاملاً قابل‌درک است.

حلال‌های شیمیایی اغلب برای استخراج محصولات از فاز آبی استفاده می‌شوند؛ اما تنها پس از اتمام مراحل تولید. در این مرحله، صدمه به سلول‌های کامل اهمیتی ندارد. در هر دو صنعت شیمیایی و بیوتکنولوژی، حلال‌های شیمیایی آلی به دلیل ماهیت محصول یا بستر، مزایای زیادی نسبت به آب دارند.

در نتیجه، طی دهه‌های گذشته بسیاری از فرصت‌ها برای استفاده از حلال‌ شیمیایی در فرایندهای بیو کاتالیستی مورد بررسی قرار گرفته است. هرچه سیستم بیو کاتالیستی ساده‌تر باشد، استفاده از حلال‌های شیمیایی پیچیده‌تر است.

دسته بندی حلال های شیمیایی آلی

حلال‌های شیمیایی، در سنتز حلالیت (محیط واکنش)، استخراج و تبلور (خالص‌سازی) کاربرد گسترده‌ای دارند. حلال‌های شیمیایی همچنین ممکن است به‌عنوان واکنش‌دهنده یا کاتالیزور در واکنش‌ها شرکت کنند. لیستی از انواع حلال‌های موردنیاز صنایع مختلف را می‌توانید در اینجا مشاهده کنید.

در میان انواع بی‌شمار حلال‌های شیمیایی آلی، مواردی که اغلب برای واکنش‌های آنزیمی مورداستفاده قرار می‌گیرند چندان نیستند و باتوجه‌به اهمیت محتوای آب حلال‌های آلی موردنظر، ممکن است در یکی از دسته‌بندی‌های زیر قرار بگیرند.

انواع حلالهای آلی

حلال‌ های آلی امتزاج‌ پذیر با آب

این حلال‌های آلی با دمای واکنش در آب واکنش‌پذیر هستند. هر نوع سیستم حلقی با نسبت 0 تا 100٪ از حلال به آب می‌تواند از این نوع حلال تهیه شود. توجه داشته باشید که برخی از حلال‌های آلی که دارای حلالیت در آب محدود در دمای محیط هستند و ازاین‌رو به‌عنوان آب غیرقابل‌قبول تلقی نمی‌شوند، در درجه حرارت بالا قابل اختلاط می‌شوند.

  • متانول
  • اتانول
  • اتیلن گلایکول
  • گلیسرول
  • دی متیل فرمامید
  • دی متیل سولفوکسید
  • استون
  • فرمالدهید
  • دی اکسان

حلال های آلی امتزاج ناپذیر با آب

الکل ها

  • ایزوپروپیل الکل
  • بوتیل الکل
  • آمیل الکل
  • اکتانول
  • استر ها
  • متیل استات
  • اتیل استات
  • ان- بوتیل استات
  • هگزیل استات

آلکیل هالیدها

  • دی کلرو متان
  • کلروفرم
  • کربن تتراکلرید
  • تری کلرو اتان

اترها

  •  دی اتیل اتر
  • دی پروپیل اتر
  • دی ایزوپروپیل اتر
  • دی بوتیل اتر
  • دی پنتیل اتر

حلال های آلی نامحلول در آب

هیدروکربن های آلیفاتیک

  • n– هگزان
  • n– هپتان، ایزواکتان

هیدروکربن های آروماتیک

  • بنزن
  • تولوئن

هیدروکربن های آلیفاتیک حلقوی

حلال های هیدروکربنی

نفت و گاز طبیعی فراوان‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین منابع هیدروکربن است. گاهی اوقات از نفتا برای توصیف روغن مایع کم‌جوش و محصولات مایع گاز طبیعی با دامنه جوش از 15.6 درجه سانتی‌گراد (60 درجه فارنهایت) تا 221 درجه سانتی‌گراد (430 درجه فارنهایت) استفاده می‌شود. این گروه بزرگ از ترکیبات می‌توانند از نظر ساختاری به‌عنوان آلیفاتیک و آروماتیک طبقه‌بندی شوند.

هیدروکربن‌های آلیفاتیک شامل آلکان‌های اشباع شده (پارافین‌ها)، آلکن‌های اشباع نشده (الفین) و آلکین‌ها (استیلن‌ها) و سیکلوپارافین‌ها (نفتن‌ها) هستند. پارافین‌ها می‌توانند خطی مانند n- بوتان ،n- پنتان و n- هگزان باشند و شاخه‌هایی مانند ایزوبوتان، ایزوپنتان، ایزو هگزان و غیره شاخه‌ای باشند.

نمونه‌ای از الفین‌ها اتیلن است. سیکلوپارافین، سیکلوپنتان و سیکلوهگزان. این ترکیبات از بنزین طبیعی و روغن‌های نفتی تشکیل شده‌اند که به طور معمول دارای هزاران هیدروکربن با وزن مولکولی از متان تا حدود 50,000- 100,000 دالتون هستند.

پس از پالایش، نفت خام به گازهای هیدروکربن (متان، اتان، پروپان و بوتان)، تقطیرهای سبک (نفتا و روغن‌های تصفیه شده)، تقطیرهای میانی (روغن گاز و روغن جاذب)، تقطیرهای سنگین (روغن‌های فنی، موم پارافین و روغن‌های روان‌کننده)، مواد باقیمانده روغن سوخت باقیمانده موم، آسفالت و کک و لجن پالایشگاه (کک اسید، اسید سولفونیک، روغن‌های سوختی سنگین و اسیدسولفوریک) تقسیم می‌شوند.

محصولات ویژه حلال های شیمیایی:

خرید ایزوپروپیل الکل

خرید حلال 402

خرید دی متیل فرمامید

خرید گیلسیرین

استخراج نفت خام

یکی از مشکلات بزرگ صنعت نفت در عصر حاضر دمولسیفیکاسیون مؤثر امولسیون‌های نامطلوب آب در نفت است که در طی مراحل مختلف پالایش نفت خام ایجاد می‌شوند. این نوع امولسیون‌ها مشکلات متعددی را ایجاد می‌کنند که مهم‌ترین آنها ایجاد آسیب در تجهیزات پالایشگاه، کاهش کیفیت و کمیت نفت خام و آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از دفع نامناسب آنها به محیط است. در حال حاضر روش شیمیایی دمولسیفیکاسیون با استفاده از دمولسیفایر (تعلیق شکن‌ها) یکی از پرکاربردترین روش‌ها برای حذف این امولسیون‌ها است.

در فرایند تولید و استخراج نفت، نفت خام استخراج شده از چاه با مقادیر قابل‌توجهی از آب، گل‌ولای و دیگر ترکیبات همراه است. عوامل امولسیون‌کننده طبیعی موجود در نفت خام مانند رزین‌ها و آسفالتن ها موجب می‌شوند که بخش بزرگی از این آب همراه با نفت خام، امولسیون نفتی پایداری را تشکیل دهد.

سالانه میلیون‌ها تن از امولسیون‌های نفتی به دنبال استخراج نفت ایجاد می‌شود. این امولسیون‌ها مشکلات فراوانی در حوزه‌های مختلف به‌ویژه در صنعت نفت ایجاد می‌کنند، لذا حذف آنها از اهمیت ویژه‌ای در این صنعت برخوردار است. در دهه‌های اخیر حذف این امولسیون‌ها و آب‌زدایی از نفت خام استخراج شده به یکی از چالش‌های جدی در صنعت نفت تبدیل شده است، به‌گونه‌ای که شناخت ساختار امولسیون‌های نفتی و عوامل مؤثر بر آن را ضروری کرده است.

امولسیون مخلوطی از دو مایع امتزاج‌ناپذیر مانند آب و روغن است که از دوفاز پیوسته و پراکنده تشکیل شده است.

به‌طورکلی امولسیون‌ های نفتی بر اساس فاز پیوسته‌شان به دو گروه تقسیم می‌ شوند:

  • امولسیون‌های آب در نفت (W/O)
  • امولسیون‌های نفت در آب (O/W)

از میان انواع امولسیون نفتی نام‌برده‌شده، امولسیون‌های آب در نفت بیشترین نوع امولسیون تولید شده در طی استخراج نفت هستند عدم جداسازی مناسب آب از نفت خام در این امولسیون‌ها باعث کاهش کیفیت و کمیت نفت خام حاصله، افزایش هزینه‌های پمپاژ و ذخیره، خوردگی و ایجاد آسیب در تأسیسات، تجهیزات پالایشگاه و سیستم‌های انتقال می‌شود.

حذف امولسیون نفت

حذف امولسیون نفت

بیشتر بخوانید: خوردگی

از طرفی حضور این نوع امولسیون‌ها در مخازن و سیستم‌های انتقال نفت موجب رشد میکروارگانیسم‌ها در نواحی مرطوب از خطوط لوله و مخازن ذخیره‌سازی و تشکیل بیوفیلم در آنها می‌گردد که این امر باعث کاهش ظرفیت مخازن و انسداد خطوط لوله می‌شود. در صنعت، جداسازی این آب از نفت خام از طریق فرایندی تحت عنوان فرایند تعلیق شکنی یا شکست امولسیون صورت می‌گیرد. این فرایند شامل آب‌زدایی نفت خام و نمک‌زدایی آن است.

به‌طورکلی شکست امولسیون‌های نفتی با چهار روش مکانیکی، حرارتی، شیمیایی و الکتریکی قابل انجام است که بیشترین روش مورداستفاده برای این کار روش شیمیایی است. در مقیاس تجاری امولسیون‌های نفتی با ترکیبی از روش‌های فیزیکی و شیمیایی تیمار می‌شوند. در روش شیمیایی از یک سری ترکیبات شیمیایی تحت عنوان تعلیق شکن استفاده می‌شود.

تعلیق شکن‌های شیمیایی سورفاکتانت‌های پلیمری هستند. این ترکیبات باتوجه‌به فعالیت سطحی که دارند به سطح میان ذرات نفت و مولکول‌های آب جذب شده و باعث تحریک فرایند تعلیق شکنی می‌گردند.

انواع امولسیون‌ های نفتی

امولسیون‌های نفتی مانند سایر سیستم‌های امولسیونی بر اساس نسبت آب به نفت تشکیل‌دهنده‌شان به چهار گروه کلی امولسیون‌های آب در نفت (W/O)، امولسیون‌های نفت در آب (O/W)، امولسیون‌های آب در نفت در آب (W/O/W) و نفت در آب در نفت (O/W/O) تقسیم می‌شوند که دو گروه اول در زمره امولسیون‌های ساده و گروه‌های سوم و چهارم در زمره امولسیون‌های پیچیده یا چندگانه قرار می‌گیرند.

نوع امولسیونی که تشکیل می‌شود به عوامل متعددی بستگی دارد که مهم‌ترین آنها نسبت دوفاز به یکدیگر است. درصورتی‌که این نسبت خیلی کوچک یا بزرگ باشد، آن فازی که حجم کمتری دارد غالباً فاز پراکنده را تشکیل می‌دهد. درصورتی‌که این نسبت به یک نزدیک باشد، عوامل دیگری در تعیین نوع امولسیون تشکیل شده دخیل هستند.

از میان انواع امولسیون مذکور امولسیون آب در نفت بیشترین نوع امولسیونی است که در مراحل مختلف استخراج و پالایش نفت خام شکل می‌گیرد. مثال‌هایی از انواع امولسیون‌ های نفتی تشکیل شده در صنعت نفت در جدول زیر آمده است:

انواع امولسیون نامطلوب

نوع امولسیون نامطلوب محل وقوع
W/O امولسیون های سرچاهی
W/O امولسیون ناشی از نشست سوخت در محیط های آبی
W/O امولسیون ناشی از شناوری شن و ماسه نفت، کف
O/W/O امولسیون ناشی از شناوری شن و ماسه نفت، کف رقیق شده
W/O امولسیون ناشی از نشت نفت
O/W امولسیون ناشی از رخنه تانکرها
انواع امولسیون مطلوب
نوع امولسیون مطلوب محل وقوع
O/W امولسیون خط لوله نفت سنگین
O/W مایع حاصل از فرایند شناوری شن و ماسه نفت
O/W امولسیون مایع حفاری، امولسیون گل روغنی
W/O امولسیون مایع حفاری، گل نفتی
O/W امولسیون قیری
O/W امولسیون های ناشی از افزایش بازیافت نفت

مشکلات و خسارت های ناشی از امولسیون های نفتی

عمده امولسیون‌های نفتی به‌ویژه امولسیون‌هایی که از پراکنش آب در نفت شکل می‌گیرند، امولسیون‌های نامطلوبی هستند که اثرات مخرب و نگرانی‌های زیست‌محیطی فراوانی را به دنبال دارند. این‌گونه امولسیون‌ها مشکلات متعددی را ایجاد می‌کنند که مهم‌ترین آنها به شرح زیر است:

  • کاهش کیفیت و کمیت نفت خام حاصله بر اساس استانداردهای بین‌المللی.
  • افزایش هزینه‌های پمپاژ و ذخیره نفت خام.
  • رسوب املاح و ایجاد آسیب در تأسیسات و تجهیزات پالایشگاه و خطوط انتقال.
  • سمی کردن کاتالیست‌ها.
  • کاهش ظرفیت مخازن و انسداد خطوط انتقال.
  • ایجاد آلودگی مستقیم محیطی به دنبال ورود امولسیون‌های نفت به محیط‌های همچون خاک و آب.
  • ایجاد آلودگی ثانویه در محیط و آسیب به اکوسیستم‌ها به دنبال جداسازی و دفع نامناسب آب از این امولسیون‌ها.
  • افزایش مداخله در عملیات پالایش و هزینه‌های مربوط به آن.

شرکت دکتر کمیکال تأمین‌کننده انواع مواد شیمیایی ضد خوردگی، مواد ضد رسوب و دیسپرسنت موردنیاز صنعت نفت و گاز کشور می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه خرید مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

دمولسیفایر چیست؟

به لحاظ شیمیایی این ترکیبات به گروه‌های شیمیایی مختلف استرها، اورتان، رزین‌ها، پلی آلکیلن‌ها، گلیکول‌ها، سولفونات‌ها و آمین‌ ها تعلق دارند و غالباً از فرمول‌های شیمیایی ذیل برخوردار هستند: پلی گلیکول‌ها و پلی گلیکول استرها، الکل‌ها و آمین‌های اتوکسیله، رزین‌های اتوکسیله، رزین‌های فنل فرمالدئید اتوکسیله، نونیل فنل‌ های اتوکسیله، الکل‌های چندعاملی، اتیلن اکساید، کوپلیمرهای پروپیلن اکساید با اسیدهای چرب، الکل‌های چرب، آمین‌های چرب و کواترنری آمین‌ها و نمک‌های اسید سولفونیک.

مطالعات صورت‌گرفته در این حوزه نشان داده است که عمده تعلیق شکن‌های شیمیایی که امروزه در صنعت استفاده می‌شوند، به‌صورت پلیمرها یا کوپلیمرهایی با وزن مولکولی بالا هستند که حاوی 5 تا 50 درصد ترکیب پلی‌اتیلن اکسید PEO هستند. پلی‌اتیلن اکسید (پلی‌اتیلن گلیکول) پلیمری از ترکیب اتیلن اکسید با فرمول شیمیایی C2nH4n+2On+1 است.

ترکیبات اتیلن اکسید (EO) و پروپیلن اکسید (PO) از مهم‌ترین پیش‌سازهای ترکیبات تعلیق شکن هستند که به گروه شیمیایی آلکلین اکسیدها تعلق دارند. پلیمرهای این ترکیبات برای ساخت دمولسیفایرهای کوپلیمر بکار می‌روند. در جدول زیرمجموعه‌ای از دمولسیفایرهای شیمیایی معمول مورداستفاده برای شکست امولسیون‌های نفتی آورده شده است.

دمولسیفایرهای شیمیایی رایج برای شکست امولسیون‌های نفتی

نوع امولسیون نوع دمولسیفایر
O/W Tannin-based blends
W/O Diallyl dimethyl ammonium chloride polymer
W/O Amphoteric acrylic acid (AA) copolymer
W/O Copolymer of polyglycol acrylate
W/O Poly(1-acryloyl-4-methyl) piperazine
W/O Vinyl phenol polymers
O/W Ethoxylated or epoxidized PAG
W/O Poly(dimethyl diallyl ammonium chloride)
O/W Alkoxylated fatty oil
O/W Oxalkylated poly(alkylene) poly(amine)s
W/O Crosslinked oxalkylated poly(alkylene) Poly(amine)
O/W Phenol-formaldehyde resins
W/O Dithiocarbamates
O/W Polythioalkyloxides
O/W Poly(ether) poly(urethane)
W/O Sulfonated poly(styrene)s

روش شیمیایی شکست امولسیون های نفتی

در روش شیمیایی تصفیه نفت خام و شکست امولسیون‌ های نفتی با کمک یکسری مواد شیمیایی شکننده امولسیون تحت عنوان تعلیق شکن یا دمولسیفایر صورت می‌گیرد. این مواد با اسامی تجاری مختلفی در دنیا فروخته می‌شوند. عملکرد این مواد به گونه‌ای است که باعث می‌شوند غشاء نازک اطراف قطرات امولسیونی آب پاره شود و این قطرات به هم متصل شوند.

در واقع تعلیق‌شکن‌ها گروهی از ترکیبات فعال سطحی هستند که می‌توانند سیستم‌های امولسیونی را بشکنند و عوامل امولسیونی را خنثی کنند. البته باید توجه داشت که تزریق بیش از حد این مواد، باعث تولید امولسیون‌های جدیدی می‌شود که بعدها در فرایند تصفیه پساب مشکلات فراوانی ایجاد می‌کند، لذا در تعیین نرخ تزریق این مواد باید محاسبات دقیقی صورت بگیرد.

اگر امولسیون‌های تشکیل شده ضعیف باشند، تنها با نیروهای مکانیکی می‌توان آ نها را خنثی کرد و عمل تفکیک را انجام داد. ولی چنین شرایطی معمولاً به ندرت اتفاق می‌افتد، لذا در اکثر شرایط باید مواد تعلیق شکن را به سیستم تزریق کرد. مقدار تزریق این مواد به نوع نفت و میزان مواد امولسیون ساز مانند آسفالتن‌ها، دما، pH  و غیره بستگی دارد. خواص نفت خام و نوع مواد امولسیونی تأثیر فراوانی بر روی انتخاب نوع مواد تعلیق شکن مصرفی دارد.

به طور معمول، نفت‌های سنگین نسبت به نفت‌های سبک به مواد شیمیایی بیشتری احتیاج دارند؛ چرا که نفت های سنگین دارای میزان آسفالتن و هیدروکربن‌های بیشتری در مقایسه با نفت‌های سبک هستند. املاح، خاک رس و گل های حفاری به راحتی با آب شسته شده و از نفت جدا می‌شوند، ولی مواد پارافینی و آسفالتی برای اینکه سطح امولسیونی آ نها شکسته شود، حتماً به مواد شیمیایی احتیاج دارند.

باید توجه داشت که هرگونه تغییری در فرایند تصفیه مثل تغییر جریان، تغییر شرایط دمایی و فشاری، تغییر فصل و غیره بر روی میزان تزریق این مواد تأثیر می‌گذارد، لذا مقدار تزریق این مواد متناسب با شرایط متغیر خواهد بود. تزریق این مواد قبل از پمپاژ موجب اختلاط بهتر آنها با نفت خام می‌شود و تشکیل امولسیون در پمپ را به حداقل می‌رساند.

در حال حاضر شکست امولسیون‌های نفتی بدون استفاده از این مواد، صرف‌نظر از کلیه تکنولوژی های موجود، غیرممکن است، لذا ابتدا به بررسی این مواد و ساختار شیمیایی آنها پرداخته می‌شود.

همان‌طور که شرایط میدان (field) تغییر می‌کند، الزامات دمولسیفایر نیز تغییر می‌کند. دماهای پایین در زمستان می‌تواند باعث به‌وجودآوردن مشکلات مربوط به wax و دیگر مشکلات شود.

رفتار چاه می‌تواند فرایند تولید کارخانه را مختل نماید. برای مثال، اسیدکاری یک چاه می‌تواند منجر به رسوب آسفالتین شود که ممکن است امولسیون سخت و پایدار تشکیل دهد. به طور مشابه تعمیرات چاه (well workovers) و رفتار و فرایندهای مواد شیمیایی می‌تواند به ایجاد مشکلات مربوط به امولسیون در تأسیسات فرایندی منجر شود.

پیامدهای رفتار چاه و فعالیت‌های دیگر باید در نظر گرفته شود و اگر لازم بود اپراتور باید برای افزایش دوز و مقدار دمولسیفایر آماده باشد. نمی‌توان انتظار داشت که یک دمولسیفایر مشابه با دوز و مقدار مشابه، مشکل امولسیون‌ها را زمانی که شرایط تغییر می‌کند، حل کند.

برای انتخاب یک دمولسیفایر برای یک سیستم مشخص، آزمایش‌ها به‌طورکلی با آزمایش‌ها بطری یا Bottle Tests شروع می‌شود. نمونه‌های امولسیون، گرفته شده و به چندین تیوب سانتریفیوژ منتقل می‌شود. چند دمولسیفایر معمولاً از چند کمپانی فروشنده دمولسیفایر تهیه می‌شوند، در مقادیر مختلف به تیوب‌های سانتریفیوژ اضافه می‌شود و داده‌های خروج آب (water-dropout) به‌منظور تعیین بهترین دمولسیفایر جمع‌آوری و آنالیز می‌شود.

قبل از انجام تست‌ها می‌توان از وندورهای دمولسیفایر به‌منظور فراهم‌سازی یک یا دو نوع از دمولسیفایرهای تولیدی‌شان دعوت کرد. اکثر وندورها تمایل دارند قبل از ارائه بهترین محصول، مواد شیمیایی خود را با امولسیون‌های میدان (field) آزمایش کنند. به‌تازگی یک روش کمی برای آزمایشات دمولسیفایر توسعه داده شده است.

دمولسیفایر نفتی

دمولسیفایر نفتی

انتخاب بهترین دمولسیفایر

برای انتخاب بهترین دمولسیفایر، مجموعه‌ای از تست‌ها و آزمایشات در غلظت‌ها، دماها و برش‌های آبی متفاوت ممکن است لازم باشد. مقادیر و دوزهای دمولسیفایر که در آزمایشگاه به‌دست‌آمده‌اند به‌طورکلی بیشتر از آنچه هستند که در شرایط میدانی موردنیاز است. به‌شدت توصیه می‌شود که تست بطری با امولسیون‌هایی که به‌تازگی نمونه‌گیری شده‌اند انجام شود؛ زیرا کهنگی نمونه تأثیر قابل‌توجهی بر دمولسیفایر دارد.

در طول تست‌های بطری عوامل دیگری که باید به آنها توجه کرد عبارت‌اند از:

  • رنگ و ظاهر امولسیون
  • شفافیت و وضوح آب
  • رسوبات موجود در آب
  • وجود یک‌لایهٔ فرسوده و کهنه (rag layer)
  • مواد جامد آزاد در سطح مشترک

این عوامل می‌توانند اطلاعاتی که ممکن است در انتخاب دمولسیفایر مهم باشد را فراهم کند.

بهبود عملکرد دمولسیفایر و عوامل مؤثر بر آن

برای آنکه دمولسیفایر مؤثر واقع شود، باید با امولسیون به طور کامل مخلوط شود و به فیلم (film) اطراف قطرات آب انتقال یابد. اگر عمل مخلوط‌شدن دمولسیفایر و امولسیون ضعیف باشد، دمولسیفایر غیر مؤثر خواهد بود. در حالت ایده‌آل دمولسیفایر باید در یک جریان مداوم، از داخل و از طریق میکسرهای درونی یا inline که به‌اندازه کافی در بالادست جریان هستند تزریق شود تا دمولسیفایر زمان داشته باشد به طور کامل با امولسیون مخلوط شود. از لخته‌شدن دمولسیفایر (Demulsifier Slugging) باید جلوگیری شود؛ چون در غیر این صورت باعث ایجاد مناطق با غلظت بالا شده و منجر به توسعه دوباره امولسیون می‌شود.

یکی از راه‌های بهبود فرایند mixing این است که دمولسیفایر را با مقادیر کافی از یک ماده رقیق‌کننده که معمولاً یک حلال است، رقیق کرد و مخلوط رقیق شده دمولسیفایر حلال را به داخل امولسیون تزریق کرد. مقادیر بیشتر مخلوط امکان اینکه مواد شیمیایی با امولسیون به طور یکنواخت‌تری مخلوط شوند را فراهم می‌آورد.

از سوی دیگر تلاطم و آشفتگی جریان، انتشار و پراکندگی دمولسیفایر درون امولسیون را بهبود می‌بخشد و احتمال برخورد بین قطرات آب را افزایش می‌دهد. این آشفتگی باید به‌اندازه کافی تداوم داشته باشد تا اجازه دهد که مواد شیمیایی به سطح مشترک بین نفت و آب برسند، اما شدت آن نباید به حدی باشد که موجب سفت‌شدن و بسته‌شدن امولسیون شود.

این سطح از آشفتگی معمولاً توسط جریان طبیعی سیال در قسمت‌های مختلف واحد فرایندی امولسیون ایجاد می‌شود مثل:

  • لوله‌ها
  • منیفولدها
  • شیرها
  • تفکیک‌کننده‌ها

هنگامی که نرخ جریان به‌منظور مخلوط‌کردن مواد شیمیایی بیش از حد پایین است، باید توجه خاصی معطوف اختلاط مواد شیمیایی شود. میکسرهای ویژه‌ای برای اطمینان از فرایند مخلوط‌کردن دمولسیفایر می‌تواند نصب شوند که برخی از آنها عبارت‌اند از:

  • شیرهای مخلوط‌کننده (Mixing valves)
  • کوییل‌های تزریق (Injection quills)
  • میکسرهای سینتیک (Kinetic mixers)
  • میکسرهای گردابی (Vortex mixers)

نقطه تزریق دمولسیفایر نیز مهم است. به‌طورکلی هرچه دمولسیفایر در فاصله دورتری در بالادست تزریق شود بهتر است. بااین‌حال، اگر آشفتگی و نیروی برش قابل‌توجهی بین نقطه‌ای که دمولسیفایر تزریق می‌شود و نقطه‌ای که آب خارج می‌شود باشد، ممکن است ارزش بازبینی تصمیم را داشته باشد.

مشکل دیگری که با تزریق در نقطه بالادستی بافاصله خیلی زیاد به وجود می‌آید، جداسازی آب در لوله‌هاست که می‌تواند منجر به مشکلات دیگری همچون خوردگی شود. در بسیاری از موارد دمولسیفایر در چندین نقطه تزریق شده تا کارکرد کلی آن را بهینه سازد. بااین‌حال این گزینه ایست برای تأسیسات با حجم بالا و در اینجا نیز نسبت جدایش (split-ratio) دمولسیفایر (بین نقاط مختلف) باید با آزمون‌وخطا بهینه‌سازی شود.

یکی دیگر از مشکلات که گاهی نادیده گرفته می‌شود، مشخصه ته‌نشینی دمولسیفایر است. اجزا و مواد فعال موجود در بعضی از دمولسیفایرها تمایل دارند در کف مخازن به دلایل زیر ته‌نشین شوند:

  • انحلال‌ناپذیری
  • اختلاط ناقص
  • تفاوت‌ها در چگالی

اگر چنین شود، تزریق اجزا فعال سطحی به داخل تأسیسات فرایندی بی‌فایده است. در طی چند روز اول شارژ و تزریق مخزن، دمولسیفایر ممکن است به طور رضایت‌بخشی کار کند، بااین‌وجود عملکرد ثانویه ممکن است با مصرف‌شدن اجزا فعال کیفیت خود را از دست بدهد و تنها حلال حامل تزریق شود.

اگر این چرخه مشاهده شد، علت آن ته‌نشین شدن اجزاء فعال دمولسیفایر داخل مخزن است. مراحل ازبین‌بردن مواد ته‌نشین شده عبارت است از نصب یک مخلوط‌کننده (mixer) در مخزن دمولسیفایر یا تعویض دمولسیفایر.

عملکرد دمولسیفایر

عملکرد دمولسیفایر

کارکرد دمولسیفایر

مکانیسم‌هایی که برای یک دمولسیفایر شیمیایی در نظر گرفته می‌شوند عبارت‌اند از:

  • جاذبه یا کشش قوی نسبت به سطح مشترک آب و نفت: دمولسیفایر باید بتواند به‌سرعت از داخل فاز نفت حرکت کرده و مهاجرت نماید تا بتواند به سطح مشترک قطره، جایی که باید با عامل امولسیون ساز مقابله کند، برسد.
  • لخته‌سازی یا :Flocculation دمولسیفایر باید یک جاذبه و کشش برای قطرات آب با بار مشابه داشته باشد و آنها را کنار یکدیگر قرار دهد. به‌این‌ترتیب دسته‌های بزرگ از قطرات آب جمع می‌شود که در زیر میکروسکوپ شبیه به دسته‌هایی از تخم‌های ماهی هستند.
  • به‌هم‌پیوستگی :(Coalescence) بعد از flocculation، فیلم امولسفایر به‌صورت پیوسته باقی می‌ماند. اگر امولسفایر ضعیف باشد، نیروی لخته‌سازی یا flocculation force برای ایجاد به‌هم‌پیوستگی ممکن است کافی باشد. بااین‌حال، این مورد معمولاً درست نیست و دمولسیفایر، فرایند به‌هم‌پیوستگی را از طریق خنثی‌سازی امولسفایر و تشدید گسستگی فیلم سطح مشترک قطره فراهم می‌سازد. در امولسیون لخته شده، گسستگی فیلم (film rupture) باعث افزایش اندازه قطره آب می‌شود.
  • مرطوب‌سازی جامدات :(Solids wetting) سولفیدهای آهن، خاک‌های رس و گل‌های حفاری می‌توانند water-wet شوند که این باعث می‌شود سطح مشترک را ترک کنند و به قطرات آب نفوذ کرده و پخش شوند. پارافین‌ها و آسفالتین‌ها می‌توانند توسط دمولیسفایر حل شوند یا تغییر یابند تا سبب کاهش چسبندگی و ویسکوزیته فیلم آنها شود، یا آنها می‌توانند oil- wet شوند که در این صورت در نفت پراکنده می‌شوند.

اکثر نفت‌های خام حاوی کلریدهای سدیم و منیزیم، اندکی سولفات، سیلیس و اکسیدهای آهن هستند و حتی اگر در خروج از معادن نیز دارای این ترکیبات نباشند، در طول حمل‌ونقل به‌ویژه با کشتی‌ها، این املاح وارد نفت خام می‌شوند.

کلریدها و سولفات‌ها به حالت محلول در قطره‌های کوچک آب معلق در نفت خام وجود دارند. مقدار این املاح متفاوت است و به طور مثال در نفت‌های خاورمیانه حدود ۱۲ گرم در تن است درحالی‌که در مورد نفت‌های مصر به ۳ کیلوگرم در تن می‌رسد.

چنان چه میزان املاح موجود در نفت خام از ۱۰ پوند (۴٫۵ کیلوگرم) در هزار بشکه تجاوز نماید، باید آن را نمک گیری کرد. بسیاری از پالایشگاه‌ها برای کمتر از این مقدار نیز اقدام به نمک گیری می‌کنند؛ زیرا رسوب نمک باعث جرم‌گرفتگی و خوردگی تأسیسات می‌شود.

شرح فرایند نمک گیری

اساس روش نمک‌گیری انحلال املاح موجود در نفت خام به‌وسیله آب است. دشواری این روش در تهیه مخلوط مؤثر آب و نفت، مرطوب‌سازی ذرات جامد و جداسازی آب شست‌وشو از نفت است. عوامل مؤثر بر بازده نمک گیری عبارت‌اند از pH، چگالی و گرانروی نفت خام و نیز نسبت حجمی آب شست‌وشو به نفت خام.

یکی دیگر از هدف‌های نمک گیری، حذف ذرات جامد معلق (ذرات ماسه، رس، خاک اکسید و سولفید آهن…) در نفت خام است. در این مورد برحسب اندازه ذرات، درصد حذف باید بین ۶۰ تا %۸۰ باشد.

عملیات نمک‌گیری به‌وسیله مخلوط‌کردن نفت خام با ۳ تا ۱۰ درصد حجمی آب در دمای ۹۰ تا ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود. درصد آب مصرفی و دمای عملیات بستگی به چگالی نفت خام دارد.

نمک‌ها در آب شست‌وشو حل شده، سپس در مخزن جداکننده، آب و نفت از هم جدا می‌شوند. این جداشدن یا در اثر افزودن مواد شیمیایی شکنندهٔ امولسیون (دمولسیفایر) صورت می‌گیرد و یا با ایجاد یک میدان الکتریکی با پتانسیل بالا به‌منظور تسریع در به هم چسبندگی قطره‌های آب حاوی نمک. در این مورد می‌توان از جریان متناوب و یا مستقیم استفاده کرد. پتانسیل لازم بین ۱۶۰۰۰ تا ۳۵۰۰۰ ولت است.

در واحدهای نمک‌گیری تک‌مرحله‌ای، بازده عملیات می‌تواند به %۹۵ برسد و در واحدهای دومرحله‌ای به %۹۹. در یک فرایند نمک گیری می‌توان از جریان مستقیم و متناوب تواما استفاده نمودتا کارایی افزایش یابد.

نفت‌های خام سنگین نفتنی در مقایسه با سایر نفتن‌ها، امولسیون‌های پایدارتری ایجاد می‌کنند که موجب کاهش کارایی دستگاه‌های نمک گیری می‌شوند. در این حالت باید دما بالاتر از ۱۳۵ درجه سانتیگراد باشد و pH در محدودهٔ ۶-۸ قرار گیرد. تنظیم pH به‌وسیله افزودن اسید به آب ورودی و یا برگشتی انجام می‌شود.

شرکت دکتر کمیکال تأمین‌کننده انواع مواد شیمیایی ضد خوردگی، مواد شیمیایی ضد رسوب و دیسپرسنت موردنیاز صنعت نفت و گاز کشور می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه خرید و فروش مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

deha چیست؟

دی اتیل هیدروکسی آمین (DEHA) به‌عنوان یک اکسیژن‌زدا در سیستم‌های دیگ بخار در بسیاری از صنایع حدود ۲۰ سال است که استفاده می‌شود. ترکیب منحصربه‌فرد آن از خواص، مانند فراریت؛ توانایی غیرفعال‌کردن سطوح فولادی؛ و سمیت بسیار کم آن باعث می‌شود تا برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی به‌عنوان اکسیژن زدا انتخاب شود. کاربرد DEHA در تعدادی از سیستم‌های مختلف در اینجا موردبحث قرار گرفته و عملکرد آن با هیدرازین و سولفیت مقایسه می‌شود.

وجود اکسیژن محلول در منابع آب دیگ بخار با تشدید خوردگی در سیستم خوراک، دیگ و سیستم میعانات بخار می‌تواند مشکلات جدی را در یک سیستم تولید بخار ایجاد کند؛ بنابراین، مهم است که اکسیژن را از آب و همچنین میعانات محلول درگیری که در آن رخ می‌دهد، خارج کنیم.
اولین گام برای ازبین‌بردن اکسیژن از منبع آب دیگ، تخلیه مکانیکی است. با کاهش مقدار اکسیژن، مقدار اکسیژن به حداقل ۷ گرم در لیتر (ppb) می‌رسد.

مرحله دوم شامل ازبین‌بردن اکسیژن شیمیایی برای ازبین‌بردن مواد باقی‌مانده است. برای سال‌ها سولفیت سدیم و هیدرازین انتخاب اصلی به‌عنوان اکسیژن زدا بودند. بااین‌حال، سولفیت سدیم باعث ایجاد مواد جامد در آب دیگ بخار می‌شود و هیدرازین سمی است. این عوامل منجر به معرفی اکسیژن زداهای دیگر از جمله دی اتیل هیدروکسیل آمین شد.

جهت خرید متابی سولفیت سدیم صنعتی با دکتر کمیکال تماس بگیرید.

DEHA به‌عنوان یک ماده اکسیژن زدا جایگزین هیدرازین معرفی شد و مزایای سمیت بسیار کم و فراریت یک آمین خنثی‌کننده را ارائه می‌دهد. این ماده نیز مانند هیدرازین، باعث تشکیل یک فیلم مگنتیت منفعل بر روی سطوح فولادی با کربن کم، می‌شود و خوردگی را در سیستم به حداقل می‌رساند.

مطلب مکمل: کربوهیدرازید

ویژگی‌های عملکردی DEHA

DEHA دارای خواص مفیدی به‌عنوان اکسیژن زدا در سیستم‌های منبع تغذیه دیگ بخار است:

  • سرعت بالا در حذف کامل اکسیژن در دمای معمولی و pH منبع آب دیگ بخار.
  • باعث تقویت سطح داخلی در سیستم دیگ بخار می‌شود.
  • DEHA مانند یک آمین خنثی‌کننده با قابلیت تقطیر از دیگ بخار فرار است و برای محافظت از کل سیستم میعانات بخار و همچنین سیستم تغذیه و دیگ بخار در دسترس است.
  • در اثر گرما، برخی از DEHA برای تولید دو آمین خنثی‌کننده تخریب می‌شود که به بالابردن pH در میعانات کمک می‌کند.
  • DEHA سمیت بسیار کمی دارد که باعث می‌شود در سیستم‌های معمولی دیگ بخار به‌صورت ایمن و آسان استفاده شود.

هدف متخصصین تصفیه آب، تهیه سطوح عاری از خوردگی در کل سیستم تغذیه / دیگ بخار / میعانات بخار است. ویژگی منحصربه‌فرد محصولات مبتنی بر DEHA این است که آنها می‌توانند در یک پکیج ساده محافظت از خوردگی ارائه شوند، استفاده از DEHA بی‌خطر و آسان است.

واکنش DEHA با اکسیژن

ازنقطه‌نظر استوکیومتری، ۱٫۲ میلی‌گرم در لیتر DEHA برای واکنش با ۱ میلی‌گرم در لیتر اکسیژن موردنیاز است؛ اما برای اهداف عملیاتی، ۳ میلی‌گرم در لیتر DEHA به‌ازای ۱ میلی‌گرم در لیتر اکسیژن توصیه می‌شود. اکسیداسیون DEHA یک فرایند پیچیده است که شامل واکنش‌های مختلفی است که به دما، pH و غلظت DEHA و اکسیژن وابسته است.

واکنش کلی DEHA با اکسیژن را می‌توان خلاصه کرد:

واکنش DEHA O2

واکنش DEHA O2

اکسیداسیون کلی DEHA با اسید استیک، نیتروژن و آب شامل شش مرحله است. تجربه گسترده کاربرد بیش از ۲۰ سال نشان داده است که تشکیل استات در حضور سایر عوامل کاهش‌دهنده تولید شده در فرایند اکسیداسیون حداقل است.

اهداف اصلی یک برنامه تصفیه آب دیگ بخار، جلوگیری از ایجاد رسوب و خوردگی روی سطوح داخلی سیستم است. به‌حداقل‌رساندن خوردگی در سیستم‌های دیگ بخار مستلزم ازبین‌بردن تمام مقادیر جزئی اکسیژن از منبع آب دیگ و ایجاد شرایطی است که باعث تشکیل فیلم مغناطیسی منفعل بر روی سطوح داخلی می‌شود.

در دماهای بالا آهن در آب‌خورده شده و مگنتیت را تشکیل می‌دهد:

مگنتیت

مگنتیت

در شرایط عادی سیستم دیگ بخار، مگنتیت یک‌لایه سطح محکم و پایدار تشکیل می‌دهد که از خوردگی بیشتر جلوگیری می‌کند.

فراریت دی اتیل هیدروکسی آمین

علاوه بر قابلیت اکسیژن‌زدایی و قابلیت‌های انفعال فلزات، یکی دیگر از مزیت‌های مهم DEHA فراریت است. DEHA نه‌تنها اکسیژن و فلز منفعل را در بخش‌های منبع آب و دیگ‌های بخار در چرخه دیگ بخار پاک می‌کند؛ بلکه با قابلیت فرار بودن خود همراه با بخار نیز از سیستم محافظت می‌کند تا از سیستم کامل محافظت کند.

این واقعیت که DEHA فرار است نشان‌دهنده یک مزیت عظیم در تصفیه سیستم میعانات است؛ زیرا بیشتر آن به سیستم میعانات منتقل می‌شود و جذب می‌شود:

  • متالوژی سیستم میعانات غیرفعال از خوردگی جلوگیری می‌کند
  • اگر وارد سیستم میعانات شود، اکسیژن را از بین برده و از خوردگی جلوگیری می‌کند
  • انتقال محصولات جانبی را به دیگ بخار را کاهش داده تا پتانسیل رسوب و خوردگی دیگ را به حداقل برساند
  • قابلیت اطمینان و کارایی تجهیزات را بهبود می‌دهد
  • خوردگی سیستم میعانات را کاهش می‌دهد که باعث کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود

تجزیه حرارتی DEHA

DEHA بر اثر گرما در سیستم تخریب می‌شود و دو آمین خنثی‌کننده، دی اتیل آمین و اتیل متیل آمین را تشکیل می‌دهد. در بسیاری از موارد می‌توان ضمن حفظ pH میعانات در دامنه موردنظر با DEHA در سیستم، میزان آمین را کاهش داد یا از بین برد. در طی ۲۰ سال گذشته از DEHA در بسیاری از سیستم‌ها برای بالابردن pH میعانات و همچنین حذف اکسیژن از سیستم استفاده شده و الزام به‌کارگیری آمین‌های خنثی‌کننده را از بین می‌برد.

کاربرد DEHA

DEHA با موفقیت در انواع سیستم‌های دیگ بخار کم‌فشار و فشار بالا جایگزین هیدرازین و سولفیت و همچنین اکسیژن زداهای آلی شده است. این ماده در هر نوع سیستم دیگ بخار قابل‌استفاده است که دمای آب خوراک از ۱۸۰ درجه فارنهایت در شرایط قلیایی (pH=8.5 یا بالاتر) استفاده می‌شود.

بااین‌حال، DEHA تأیید FDA را ندارد؛ بنابراین، در سیستم‌هایی که بخار در تماس مستقیم با غذا قرار دارد، قابل‌استفاده نیست. DEHA علاوه بر تصفیه آب معمولی دیگ‌های بخار در طی سال‌ها، کاربردهای بسیاری را نیز پیدا کرده است.

ذخیره‌سازی و به تعویق‌ انداختن دیگ

هنگام ذخیره‌سازی دیگ بخار، DEHA باید در محاسبات لحاظ شود. از ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر DEHA (فعال) با مورفولین استفاده کنید تا pH را به ۱۰٫۰-۱۱٫۰ (> ۴۰۰ میلی‌گرم در لیتر) تنظیم کنید. به‌صورت هفتگی مقدار DEHA و pH را آزمایش کنید.

سیستم‌هایی که در اثر نشت هوا به دلیل برنامه‌های عملیاتی مشکل دارند

به عنوان مثال سیستم های بخار شامل کندانسورهای سطحی و سیستم های میعانات دارای دریچه های جوی هستند. DEHA اکسیژن را از بین می برد و باعث ایجاد خوردگی در این شرایط می شود.

برنامه‌ های کاربردی که در آن نیاز مبرم به انفعال سطح است

به‌عنوان‌مثال سیستم‌های تولید مهره و پیچ‌ومهره. DEHA سطح قطعات فلزی را با ایجاد فیلم محافظ، منفعل می‌کند. در تولید کالاهای نیمه‌تمام، این ماده می‌تواند خوردگی موقتی بر روی قطعات را متوقف کند.

غلظت‌ های پیشنهادی دی اتیل هیدروکسی آمین

میزان غلظت مورداستفاده برای DEHA نوسان خواهد کرد، زیرا پیش‌بینی اینکه چقدر محصول در پتانسیل متالوژی سیستم مصرف شود، بسیار دشوار است. به‌طورکلی، غلظت‌های پیشنهادی خوراک DEHA توسط عوامل زیر مشخص می‌شود:

  • مقدار اکسیژن موجود
  • نقطه خوراک محصول
  • وضعیت انفعال سیستم
  • پارامترهای عملیاتی سیستم (فشار، دما)

در سیستم دیگ‌های بخار صنعتی با فشار کم و متوسط، مقدار اولیه دی اتیل هیدروکسی آمین آب شیرین خوراکی، ۳۰۰- ۵۰۰ ppb (DEHA فعال) توصیه می‌شود. نرخ خوراک محصول را تنظیم کنید تا مقدار باقیمانده مناسبی از DEHA 80-120 ppb در میعانات برقرار شود.

در سیستم‌های صنعتی یا تأسیساتی متوسط یا فشار متوسط (> ۶۰۰ psi)، انفعال بسیار شیوع بیشتری دارد. در بسیاری از موارد، حداقل ۷۵- ۱۰۰ ppb از DEHA در آب‌های خوراکی در ۴۰-۵۰ ppb باقیمانده در میعانات تولید می‌کند و باعث حفظ سطح مغناطیسی غیرفعال می‌شود.

کاربرد DEHA در دی اریتور یا هوازدا

رایج‌ترین نقطه تزریق این ماده به سیستم تولید بخار، به بخش ذخیره‌ساز هوازدا است. این دورترین نقطه بالادست در سیستم است که در آن باید یک اکسیژن زدا تزریق شود. باید دقت کرد تا از اضافه‌کردن محصول به بخش dome یا dropleg deaerator جلوگیری شود؛ زیرا باعث کاهش بیش از حد محصول از طریق تهویه می‌شود.

از تغذیه DEHA و سولفیت سدیم در یک نقطه از سیستم خودداری کنید؛ زیرا DEHA با سولفیت واکنش نشان می‌دهد. اگر سولفیت سدیم به هوازدا تغذیه شود، نقطه خوراک آن باید به پایین‌دست منتقل شود، ترجیحاً به هدر بخار (steam header) منتقل شود. استفاده از هیدرو کینون به‌عنوان اکسیژن زدا فاضلاب در هنگام استفاده از DEHA نسبت سولفیت بهتر است.

آب خوراک

دی اتیل هیدروکسی آمین می‌تواند به‌خودی‌خود یا در ترکیب با سایر مواد شیمیایی تصفیه شده به آب‌های تغذیه اضافه شود.

دیگ بخار

اگر خود دیگ بخار تنها نقطه سیستم است که در آن می‌توان مواد شیمیایی تزریق کرد، دی اتیل هیدروکسی آمین می‌تواند با سایر محصولات ترکیب شود و در آن نقطه اضافه شود.

هدر بخار (steam header)

بهترین نقطه برای تزریق محصولات DEHA جهت محافظت از دیگ بخار هدر بخار است؛ زیرا تغییرات کاربرد ماده تأثیر آنی و قابل‌اندازه‌گیری خواهد داشت.

سال‌ها استفاده از DEHA به‌وضوح عملکرد عالی آن را به‌عنوان یک عامل غیرفعال کننده و اکسیژن زدا برای کل منبع تغذیه دیگ، آب دیگ و سیستم میعانات بخار نشان داده است. مزایای بسیار زیادی که در کاربرد DEHA وجود دارد و ارزان بودن این ماده باعث شده تا سال‌ها دی اتیل هیدروکسی آمین به‌عنوان اکسیژن زدای اکثر انواع تأسیسات بخار انتخاب شود.

جهت فروش عمده مواد اولیه شیمیایی و استعلام قیمت مواد ضد خوردگی با مشاوره تخصصی در صنعت خود شما عزیزان می‌توانید با دکتر کمیکال تماس بگیرید. در قسمت کامنت نیز می‌توانید سؤالات خود را مطرح کنید، ما با شما همراه هستیم.

dmf چیست؟

DMF (دی متیل فرمامید) مایعی شفاف، بی‌رنگ با ساختار HCON(CH3)2 با بوی کمی آمین است. خواص حلال dmf به دلیل ثابت زیاد دی‌الکتریک، ماهیت غیرعادی حلال، دامنه مایع گسترده و فرار کم آن از جذابیت خاصی برخوردار است. حلال DMF غالباً برای واکنش‌های شیمیایی و سایر کاربردها که به قدرت حلالیت بالا نیاز دارند، استفاده می‌شود. این ماده به‌عنوان یک حلال جهانی شناخته می‌شود.

DMF نقطه اشتعال 136 درجه فارنهایت دارد و کمی متراکم‌تر از آب است. بخارات سنگین‌تر از هوا دارد. با استنشاق یا جذب پوست سمی است و ممکن است چشم‌ها را تحریک کند.

حلالیت بالای پلی اکریلونیتریل در دی متیل فرمامید، همراه با اختلاط خوب DMF در آب، dmf را به حلال ارجح برای تولید الیاف اکریلیک تبدیل می‌کند. همچنین چرخش الاستومرهای مبتنی بر پلی‌اورتان از محلول‌های مبتنی بر این محلول انجام می‌شود.

ساختار dmf

ساختار dmf

سهم استفاده از dmf در صنایع

  • دی متیل فرمامید به‌عنوان حلال در سنتز مواد شیمیایی، به‌عنوان‌مثال از مواد فعال دارویی (API) و مواد محافظت از محصول (حدود 50 درصد)
  • به‌عنوان حلال در تولید منسوجات پوشش داده شده با پلی‌اورتان مانند چرم مصنوعی، لباس محافظ و باران، کفش، روکش تشک طبی، فیلم‌های برش دار جراحی و غیره (حدود 25 درصد)
  • به‌عنوان حلال در تولید الیاف مصنوعی (حدود 10 درصد)،
  • در کاربردهای دیگر مانند صنایع الکترونیکی، در فرمولاسیون مخلوط‌ها، به‌عنوان تثبیت‌کننده گاز در سیلندرهای استیلن، در تولید دستگاه‌های پزشکی به‌عنوان‌مثال دستگاه‌های تشخیصی، به‌عنوان حلال تمیزکننده، به‌عنوان واسطه، به‌عنوان مواد شیمیایی آزمایشگاهی و غیره.

روش تولید DMF

سنتز مستقیم یا یک‌مرحله‌ای DMF با منوکسید کربن خالص یا جریان گاز حاوی منوکسید کربن آغاز می‌شود. این در یک‌روند مداوم با N ، N-dimethylamine، با استفاده از محلول الک اکسید قلیایی (معمولاً سدیم منوکسید) در متانول به‌عنوان کاتالیزور، واکنش داده می‌شود.

فرضیات متیل احتمالاً به‌عنوان واسطه تشکیل می‌شود. مخلوط واکنش از طریق یک مبدل حرارتی خارجی عبور می‌کند تا گرمای اضافی تولید شده را از بین ببرد و از مخلوط‌شدن کامل اجزا اطمینان حاصل کند. این واکنش بین 0.5 تا 11 مگاپاسکال در دمای 50 تا 200 درجه سانتی‌گراد انجام می‌شود.

مخلوط واکنش از طریق یک محفظه رفع فشار از راکتور خارج می‌شود علاوه بر dmf، محصول خام حاوی متانول، مقدار مشخصی از N-dimethylamine ،N منوکسید کربن محلول و کاتالیزور باقیمانده است.

افزودن اسید یا آب، هرگونه کاتالیزور موجود را غیرفعال کرده و در نتیجه فرمان سدیم تشکیل می‌شود. منوکسید کربن محلول، همراه با گازهای بی‌اثر، در طی رفع فشار از مخلوط خارج می‌شود و گازهای خارج شده با احتراق از بین می‌روند.

تقطیر مقدماتی با تقطیر دوم در یک ستون جداگانه انجام می‌شود. در اینجا، دی متیل فرمامید از متانول جدا می‌شود که حاوی آثاری از -dimethylamine ,N N است. تقطیر بیشتر منجر به محصولی با خلوص 99.9٪ می‌شود.

کاربرد dmf

کاربرد dmf

کاربرد دی متیل فرمامید

کاربرد قابل‌توجه دیگر استفاده از دی متیل فرمامید به‌عنوان حلال برای پوشش‌های پایه پلی‌اورتان بر روی پارچه‌های چرمی و چرم مصنوعی است.
پلیمرهایی مانند پلی‌وینیل‌کلراید، کوپلیمرهای وینیل کلرید – وینیل استات و برخی از پلی‌آمیدها نیز به‌راحتی در این محلول حل می‌شوند. همچنین در فرمولاسیون‌های مبتنی بر اپوکسی استفاده می‌شود.

صنعت داروسازی از آن به‌عنوان یک حلال واکنش و تبلور استفاده می‌کند.

در صنعت پتروشیمی برای تصفیه استیلن از اتیلن و بوتادین از جریان‌های C4 استفاده می‌شود. همچنین برای جداسازی مواد معطر که می‌تواند به‌راحتی توسط DMF از هیدروکربنه‌ای آلیفاتیک حل شود. از این آلیفاتیک‌ها در روغن‌ها استفاده می‌شود.

به دلیل حلالیت بالای SO2 در آن، جریان‌های احتراق اگزوز حاصل از سوخت‌های حاوی گوگرد بالا را می‌توان با بازیافت CO2 خالص کرد.

مواد باقیمانده غیرآلی و آلی در dmf بسیار محلول هستند؛ بنابراین از آن به‌عنوان پاک‌کننده استفاده می‌شود ، به‌عنوان‌مثال برای تمیزکردن قسمت‌های گرم کنسرو شده. همچنین به‌عنوان برش دهنده رنگ صنعتی استفاده می‌شود.

این حلالیت بالای مواد معدنی همچنین منجر به کاربرد DMF در تولید خازن‌های فشارقوی می‌شود.

همچنین به‌عنوان حامل جوهرها و رنگ‌ها در کاربردهای مختلف چاپ و رنگ‌آمیزی الیاف استفاده می‌شود.
به طور گسترده‌ای به‌عنوان یک حلال، معرف و کاتالیزور در شیمی آلی مصنوعی استفاده می‌شود.

کاربردها و مصارف dmf در صنایع مختلف

  • فراوری شیمیایی کشاورزی
  • الیاف
  • HTF – فراوری دارویی
  • فراوری نفت یا گاز
  • پردازش پلیمر
  • حلال‌های فرایند
  • پالایش
  • منسوجات

شرایط نگهداری دی متیل فرمامید

پایداری DMF

DMF پایدار و رطوبت‌ساز است و به‌راحتی آب را جذب می‌کند و یک جو مرطوب را جذب می‌کند و بنابراین باید در زیر نیتروژن خشک نگهداری شود. دی متیل فرمامید با خلوص بالا، موردنیاز الیاف اکریلیک، بهتر است در مخازن آلومینیوم ذخیره شود. دوز حلال dmf تحت نور یا اکسیژن تغییر نمی‌کند و خودبه‌خود پلیمری نمی‌شود.

دمای> 350 درجه سانتیگراد ممکن است باعث تجزیه و تشکیل دی متیل آمین و دی‌اکسیدکربن شود، درحالی‌که فشار در ظروف بسته ایجاد می‌شود.

نگهداری حلال dmf

ازآنجاکه حلال dmf می‌تواند به فلزات و ترکیبات خاصی مانند مس و آلومینیوم، پلاستیک‌ها، لاستیک‌ها و پوشش‌ها حمله کند، باید در ظروف با فولاد ملایم ذخیره شود. باید در شرایط ضد آتش و به‌دوراز عوامل اکسیدکننده، هالوژن‌ها، آلکیل آلومینیوم و هیدروکربن‌های هالوژنه ذخیره شود.

دی متیل فرمامید قابل اشتعال است و محدودیت‌های انفجاری آن 2.2-16٪ v / v است. در دمای بالاتر از 350 درجه سانتی‌گراد، تجزیه حرارتی این ماده برای تشکیل دی متیل آمین و مونوکسید کربن اتفاق می‌افتد. شعله‌های آتش و سیگارکشیدن در مجاورت مجاز نیست.

از پودر، کف مقاوم در برابر الکل، اسپری آب و دی‌اکسیدکربن می‌توان به‌عنوان عوامل خاموش‌کننده آتش استفاده کرد. از وسایل خاموش‌کننده هالوژنه استفاده نکنید.

آتش‌نشانان باید توجه داشته باشند که سوختن و تجزیه حرارتی dmf ممکن است باعث ایجاد گازهای سمی و بخارهایی مانند دی متیل آمین و منوکسید کربن شود.

خرید حلال های صنعتی با بهترین کیفیت و خلوص

برای فروش عمده مواد شیمیایی و جهت کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با فروش دی متیل فرمامید صنعتی با دکتر کمیکال در ارتباط باشید.

 

تولوئن چیست؟

تولوئن که به‌عنوان متیل بنزن نیز شناخته می‌شود، یک ترکیب شیمیایی آلی است. به دلیل وجود اتم‌های کربن (C) در فرمول شیمیایی آن، به‌عنوان C7H8 نشان داده می‌شود. علاوه بر این، میتل بنزن یک ترکیب آروماتیک محسوب می‌شود؛ زیرا یک حلقه بنزن در ساختار شیمیایی آن وجود دارد. وقتی شش اتم کربن (C) وجود دارد که با یک پیوند دوتایی متناوب به یکدیگر متصل می‌شوند، یک حلقه بنزن یا یک حلقه شش‌ضلعی ایجاد می‌کند. در مورد Toluene، اتم‌های کربن در هر لبه شش‌ضلعی قرار دارند.

ازآنجاکه تولوئن هم یک ترکیب آروماتیک و هم هیدروکربن است، این دسته‌بندی‌های نام ممکن است با هم ترکیب شوند و این ترکیب را به یک هیدروکربن آروماتیک تبدیل می‌کنند. دلیل اینکه به آن متیل بنزن نیز گفته می‌شود، به دلیل ساختار شیمیایی تولوئن است که در آن یک گروه متیل وجود دارد که گروه متیل به حلقه بنزن متصل است.

ساختار تولوئن

ساختار تولوئن

متیل بنزن، به‌عنوان تولول نیز شناخته می‌شود، یک هیدروکربن آروماتیک است. متیل بنزن یک مایع آب‌گریز است و محلول در آب نیست و بوی آن مربوط به رقیق‌کننده‌های رنگ است. تولوئن یکی از مشتقات بنزن تک جایگزین است که از یک گروه CH3 متصل به یک گروه فنیل تشکیل شده است. به همین ترتیب، نام سیستماتیک IUPAC آن متیل بنزن است. این ترکیب طبیعی عمدتاً به‌عنوان مواد اولیه صنعتی و حلال استفاده می‌شود.

تولوئن به‌عنوان حلال در بعضی از انواع رنگ‌های تینر دار، سیمان تماسی و چسب هواپیما استفاده می‌شود و پتانسیل ایجاد آسیب عصبی شدید را دارد. متیل بنزن به‌عنوان یک هیدروکربن آروماتیک طبیعی در جانشینی الکتروفیلی واکنش می‌دهد. ازآنجاکه گروه متیل نسبت به یک اتم هیدروژن در همان موقعیت دارای خاصیت رهایی الکترون بیشتری است، Toluene نسبت به بنزن نسبت به الکتروفیل‌ها واکنش‌پذیرتر است. این امر به سولفونه شدن و ایجاد p- تولوئن سولفونیک اسید، و کلره شدن توسط Cl2 در حضور FeCl3 برای دادن اورتو و پارا ایزومرهای کلروتولوئن می‌انجامد.

نکته مهم: زنجیره جانبی متیل در toluene مستعد اکسیداسیون است. متیل بنزن با پتاسیم پرمنگنات برای تولید اسید بنزوئیک و با استفاده از کرومیل کلرید برای تولید بنز آلدئید واکنش می‌دهد.

گروه متیل تحت شرایط رادیکال آزاد هالوژن دار می‌شود. به‌عنوان‌مثال، N-bromosuccinimide) NBS) گرم شده با Toluene در حضور AIBN منجر به بنزیل برومید می‌شود. همین تبدیل با حضور برم عنصری در حضور نور ماورای بنفش یا حتی نور خورشید نیز می‌تواند تأثیر بگذارد. تولوئن همچنین ممکن است توسط HBr و H2O2 در حضور نور، برم دار شود.

گروه متیل موجود در متیل بنزن تنها با بازهای بسیار قوی تحت هیدرژن زدایی می‌شود، میزان pKa آن تقریباً تخمین زده می‌شود. هیدروژناسیون تولوئن، متیل سیکلوهگزان را ایجاد می‌کند. واکنش نیاز به فشار زیاد هیدروژن و یک کاتالیزور دارد.

بیشتر بخوانید: سیکلوهگزانون چیست

فرمول تولوئن

فرمول تولوئن

فرمول شیمیایی تولوئن

توجه داشته باشید که فرمول تولوئن (C7H8)، دارای هفت اتم کربن (C) و هشت اتم هیدروژن (H) است. این معنی است که به‌عنوان هیدروکربن طبقه‌بندی می‌شود، ترکیبی که فقط حاوی اتم‌های کربن (C) و هیدروژن (H) است.

کاربرد تولوئن

کاربرد تولوئن

کاربردهای تولوئن

متیل بنزن در مواد منفجره

سنتز ماده منفجره‌تری نیترو تولوئن نیاز به تولوئن دارد. متیل بنزن به دی نیترو تولوئن نیتراته می‌شود، و سپس با نیتراته شدن بعدی به تری‌نیتروتولوئن تبدیل می‌شود.

متیل بنزن برای تولید فوم

متیل بنزن برای دی نیترو تولوئن نیاز است که برای تولوئن دی ایزوسیانات، استفاده می‌شود که این ماده برای تولید کف‌های پلی‌اورتان مورداستفاده قرار می‌گیرد.

متیل بنزن عمدتاً به‌عنوان پیش‌ماده بنزن از طریق هیدرودآلکلیلاسیون استفاده می‌شود.

کاربرد دیگری از تولوئن عدم تناسب آن در تولید مخلوطی از بنزن و زایلن است. وقتی میتل بنزن اکسید می‌شود، بنزآلدئید و اسید بنزوئیک، دو واسطه مهم است. علاوه بر سنتز بنزن و زایلن، Toluene ماده اولیه‌ای برای تولوئن دی ایزوسیانات (مورداستفاده در ساخت فوم پلی‌اورتان)، تری‌نیتروتولوئن (مواد منفجره، TNT) و تعدادی از داروهای مصنوعی است.

خصوصیات تولوئن

خصوصیات تولوئن

تولوئن به‌عنوان حلال

تولوئن یک حلال رایج است، به‌عنوان‌مثال در رنگ‌ها، رقیق‌کننده‌های رنگ، درزگیرهای سیلیکونی، بسیاری از واکنشگرهای شیمیایی، لاستیک، جوهر چاپی، چسب‌ها، لاک‌ها، برنزه‌های چرمی و ضدعفونی‌کننده‌ها استفاده می‌شود.

درباره حلال های شیمیایی بیشتر اطلاعات کسب کنید.

متیل بنزن در سوخت

متیل بنزن می‌تواند به‌عنوان تقویت‌کننده اکتان در سوخت‌های بنزینی برای موتورهای احتراق داخلی استفاده شود. این ماده با میزان 86٪ حجم، باعث تولید تمام موتورهای توربوشارژ در فرمول یک در دهه 1980 شد، اولین‌بار توسط تیم هوندا پیش‌گام شد. 14٪ باقیمانده یک “پرکننده” n-heptane بود که برای کاهش محدودیت‌های سوخت در فرمول یک، اکتان را کاهش می‌داد.

متیل بنزن با 100٪ می‌تواند به‌عنوان سوخت برای موتورهای دو زمانه و چهار زمانه استفاده شود. اما به دلیل چگالی سوخت و سایر عوامل، سوخت به‌راحتی تبخیر نمی‌شود مگر اینکه در دمای 70 درجه سانتی‌گراد (158 درجه فارنهایت) گرم شود. هوندا با مسیریابی خطوط سوخت از طریق مبدل حرارتی، جذب انرژی از آب موجود در سیستم خنک‌کننده برای گرم‌کردن سوخت، این مشکل را در اتومبیل‌های فرمول یک خود حل کرد.

در سال 2003 در استرالیا، مشخص شد که تولوئن به طور غیرقانونی با بنزین موجود در جایگاه‌های سوخت برای فروش به‌عنوان سوخت وسایل نقلیه استاندارد ترکیب شده است. متیل بنزن فاقد مالیات بر سوخت است، درحالی‌که سایر سوخت‌ها بیش از 40 درصد شامل مالیات می‌شوند و حاشیه سود بیشتری برای تأمین‌کنندگان سوخت ایجاد می‌کنند.

Toluene به‌عنوان ماده مسموم‌کننده به روشی که توسط تولیدکنندگان ناخواسته استفاده می‌شود، استفاده می‌شود. مردم محصولات حاوی تولوئن (مثلاً رنگ‌های تینری، سیمان چسبی، چسب مدل و غیره) را استفاده می‌کنند.

کاربرد تولوئن در آزمایشگاه

کاربرد تولوئن در آزمایشگاه

تولوئن در آزمایشگاه

در آزمایشگاه از Toluene  به‌عنوان حلال برای نانومواد کربن از جمله نانولوله‌ها و فلوراها استفاده می‌شود و همچنین می‌تواند به‌عنوان یک نشانگر فلورن مورداستفاده قرار گیرد. رنگ محلول تولوئن C60 به رنگ بنفش روشن است. متیل بنزن به‌عنوان سیمانی برای کیت‌های پلی‌استایرن ریز (با حل‌کردن و سپس سطوح جوش) مورداستفاده قرار می‌گیرد، زیرا بسیار دقیق با قلم‌مو قابل‌استفاده است و هیچ‌کدام از بخش‌های عمده‌ای از چسب را شامل نمی‌شود.

به‌منظور استخراج هموگلوبین در آزمایشات بیوشیمی می‌توان از متیل بنزن برای شکستن گلبول‌های قرمز خون استفاده کرد. تولوئن همچنین به‌عنوان خنک‌کننده برای قابلیت‌های انتقال حرارت مناسب در تله‌های سرد سدیم مورداستفاده در حلقه‌های سیستم راکتور هسته‌ای استفاده شده است.

این ماده همچنین در فرایند ازبین‌بردن کوکائین از برگ‌های کوکا در تولید شربت Coca-Cola استفاده شده بود. متیل بنزن یکی از گروه‌های سوختی است که در مخلوط‌های جایگزین سوخت جت گنجانده شده است. به دلیل داشتن محتوای ترکیبات آروماتیک، به‌عنوان یک جت سوخت جت مورداستفاده قرار می‌گیرد.

 متیل بنزن محصول اصلی اصلاح کاتالیزوری است. صنایع شیمیایی به میزان قابل‌توجهی بنزن بیشتری نسبت به تولوئن احتیاج دارند، اما تولوئن به دلیل سمیت کم و تعداد اکتان زیاد برای بنزین بدون سرب ترجیح داده می‌شود. اصلاح کاتالیزوری منبع اصلی این ماده، در ایالات متحده است، اما در اروپای غربی بنزین پیرولیز، منبع اصلی است. درست همان‌طور که پروپیلن به طور سنتی ارزان‌تر از اتیلن است، toluene ارزان‌تر از بنزن است.

عمده‌ترین کاربردهای نونگازولین تولوئن عبارت‌اند از:

هیدرودآلکلیلاسیون به بنزن و عدم تناسب بنزن و زایلن. این عملیات “نوسان” است و هنگامی اتفاق می‌افتد که اختلاف قیمت کافی باشد. برای مثال، در سال 2002 آنها 70٪ از تولوئن جدا شده از اصلاح کاتالیزوری در ایالات متحده را مصرف می‌کردند.

تولید جهانی تولوئن در سال 2009 حدود 32 میلیون تن بود؛ اما فقط یک میلیون تن برای مواد شیمیایی مصرف شد. بخش عمده‌ای از 31 میلیون تن متریک باقی‌مانده در معرض هیدروالکلیلاسیون و عدم تناسب نسبت به افزایش بنزن و زایلن‌ها قرار گرفتند؛ بنابراین حجم Toluene کوچک‌ترین از هفت ماده شیمیایی اساسی است. اروپای غربی و ایالات متحده تفاوت چشمگیری دارند.

کسری بنزین مازاد در اروپای غربی وجود دارد، ازاین‌رو تولوئن به بنزین اضافه نمی‌شود و نفتا برای ترک‌خوردگی در دسترس است. در عوض Toluene از جریان پیگاس استخراج می‌شود و به بنزن تبدیل می‌شود.

مقدار مصرف متیل بنزن در آمریکا و اروپای غربی در شکل زیر استفاده شده است:

بازار جهانی تولوئن

بازار جهانی تولوئن

استفاده اصلی تولوئن، جدا از نقش آن در بنزین، به‌عنوان منبع ثانویه بنزن است. دومین کاربرد بزرگ آن به‌عنوان یک حلال عمدتاً برای پوشش‌ها است. این واقعیت که بنزن سرطان‌زا است، مصرف حلال متیل بنزن را به قیمت بنزن افزایش داده است. این ماده یک حلال اصلی برای پوشش‌های بر پایه رزین‌های آلکیدی اسیدهای متوسط و کوتاه است؛ اما یک حلال به‌اصطلاح نهفته برای لاک‌های نیترو سلولوز است که به‌عنوان حلال‌های اولیه به ترکیبات قطبی مانند استرها، کتون‌ها و اترهای گلیکول احتیاج دارند.

بزرگ‌ترین خروجی متیل بنزن که در آن خاصیت شیمیایی به‌تنهایی دارای ارزش است، به‌عنوان ماده اولیه برای مخلوطی از 2،4- و 2،6- تولوئن دی ایزوسیانات (تولیلن دی ایزوسیانات، دی ایزوسیاناتوتولوئن، TDI) است که برای رزین‌های پلی‌اورتان مورداستفاده قرار می‌گیرد. تقاضای جهانی 1.7 میلیون تن است. هشتاد و پنج درصد از TDI به کف‌های انعطاف‌پذیر و 10٪ در پوشش‌ها استفاده می‌شود. TDI تجاری حاوی حدود 80٪ ایزومر 2،4- (ارتو، پارا) و 20٪ ایزومر 2،6- (ارتو، ارتو) است.

Toluene ممکن است به فنل تبدیل شود. همچنین ماده شروع یک مسیر به کاپرولاکتام را فراهم می‌کند. در واکنشی مشابه با تشکیل آلیل کلرید از پروپیلن، می‌توان از گروه متیل تولوئن کلرید ایجاد کرد تا بنزیل کلرید حاصل شود که ممکن است برای کواترن سازی آمین‌های سوم مانند لوریل دی متیل آمین برای ایجاد ترکیبات میکروب‌کش استفاده شود.

کاربرد اصلی آن به‌عنوان ماده اولیه برای پلاستیک‌سازی کوچک PVC، بوتیل بنزیل فتالات است. به نظر می‌رسد حضور حلقه آروماتیک باعث مقاومت در برابر لکه‌های کف‌پوش پلی (وینیل کلرید) می‌شود. دی کلر شدن گروه متیل تولوئن منجر به بنزال کلرید می‌شود که در هیدرولیز بنز آلدئید، ماده تشکیل‌دهنده طعم‌دهنده‌ها و عطرها را فراهم می‌کند. این مهم‌ترین مسیر به بنز آلدئید است که همچنین یک محصول جانبی باارزش از روند متیل بنزن به فنل است.

تبدیل تولوئن

تبدیل تولوئن

میزان مصرف متیل بنزن

متیل بنزن 1,000,000 – 10,000,000 تن در سال در اتحادیه اروپا تولید می‌شود. در سال 1995، کل میزان Toluene تولید شده در اروپا حدود 2,600,000 تن بود، اما این میزان در سال 2012 به حدود 1,400,000 تن کاهش یافت. میزان مصرف تولوئن در اتحادیه اروپا در اواخر دهه 1990 حدود 2,750,000 تن بود؛ اما در سال 2012 به حدود 1,250,000تن کاهش‌یافته بود.

تولوئن در سطح جهان به‌عنوان ماده اولیه در تولید تعداد زیادی مواد شیمیایی از جمله بنزن، اسید بنزوئیک، نیترو تولوئن‌ها، تولیل دی ایزوسیانات‌ها و همچنین رنگ‌ها، داروها، مواد افزودنی غذایی، پلاستیک و… مورداستفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه، مدت طولانی است که در بسیاری از کاربردها، از جمله پوشش‌ها، چسب‌ها، جوهرها، داروسازی و فراوری شیمیایی، Toluene حلال ارجح است. استفاده از متیل بنزن به‌عنوان یک واسطه شیمیایی 70-80 درصد از مصرف در اتحادیه اروپا را تشکیل می‌دهد، درحالی‌که استفاده به‌عنوان حلال تقریباً 20٪ از کل است.

امولشن چیست؟

سیلیکون امولشن، روغن‌ سیلیکون هستند که در یک سیستم آبی پراکنده شده‌اند. امولسیون‌ها برای آماده‌سازی سطوح ایده‌آل  هستند، به‌راحتی استفاده می‌شوند و تهیه آن‌ها نیز ساده است.

تمام این ماده شامل (الف) آب معمولاً حداقل 40٪، (ب) سیلیکون (معمولاً 55٪) و باقیمانده سورفکتانت برای ساخت امولسیون است. ازآنجایی‌که تعادلی بین سیلیکون روی بستر؛ مانند پارچه، الیاف، فلز، لاستیک، مو یا پوست و سیلیکون موجود در امولسیون وجود دارد، بسیاری از سیلیکون‌ها در آب انتهایی سیستم مشاهده می‌شوند.

این نه‌تنها بسیار پرهزینه و استفاده ناکارآمد از مواد خام گران‌قیمت است، بلکه نگرانی‌های زیست‌محیطی واقعی وجود دارد؛ زیرا آب شستشو به فاضلاب می‌رسد. با وجود این مشکلات، سیلیکون امولشن‌ها در بسیاری از کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند.

موارد استفاده از سیلیکون امولشن عبارت‌اند از روان‌کننده‌های نخ و نساجی، عوامل آزادکننده قالب برای لاستیک و بسیاری دیگر. امولسیون‌ها معمولاً به‌صورت تخصصی فرموله می‌شوند تا به‌تنهایی در فرایند استفاده شوند. به‌حداقل‌رساندن افزودنی‌ها، به‌غیراز آب، امکان فرمولاسیون پایدارترین محصولات را فراهم می‌کند.

خرید سیلیکون امولشن با کیفیتی درجه یک

سیلیکون امولشن‌ها و پراکنده سازها به یکی از مهم‌ترین خانواده‌ها تبدیل شده‌اند. آن‌ها اغلب برای حل مشکلات خاص، با درجه تخصصی بالا، اغلب با همکاری نزدیک با مشتریان توسعه‌یافته‌اند و با بخش‌های مختلف شیمیایی و صنعتی سازگار شده‌اند. همچنین محصولاتی هستند که معمولاً حاوی مایع نامحلول در آب، آب و امولسیفایرها هستند، به‌طوری‌که یک محصول مایع پایدار به دست می‌آید.

استفاده از آب به‌عنوان حامل امولسیون سیلیکون فعال نامحلول مزایای آشکاری نسبت به سایر حامل‌ها مانند حلال‌ها دارد. سمی نبودن، عدم انتشار آلاینده‌های فرار (VOC)، مضر نبودن برای محیط زیست، هزینه پایین آن و ایمنی در کار با آن با اجتناب از استفاده از حلال های قابل اشتعال است.

فروش ضد کف سیلیکونی از فروشگاه مواد شیمیایی دکتر کمیکال با کیفیتی مناسب

ویژگی‌های ماکرو امولشن‌های سیلیکونی

  • ظاهر سفید، امولسیون‌های پایدار با درصد سیلیکون متفاوت
  • اندازه متوسط ذرات معمولی = ۰٫۱ تا ۱ میکرون
  • آن‌ها را می‌توان با استفاده از روغن سیلیکون با ویسکوزیته‌های مختلف که رایج‌ترین ۳۵۰ cps و 1000 cps هستند، فرموله کرد.
  • پس از اعمال، هنگامی که بخار تبخیر می‌شود، سیلیکون روی سطوح خارجی باقی می‌ماند، جایی که آنها مزایایی مانند کاهش ضریب اصطکاک دینامیکی را ارائه می‌دهند که یک اثر روان‌کننده را ایجاد می‌کند.

ویژگی های میکرو امولشن‌های سیلیکونی

  • ظاهر شفاف، بسیار پایدار در شرایط شدید
  • اندازه متوسط بسیار کوچک ذرات (<0.4 میکرون)
  • روغن سیلیکون معمولاً دارای ویسکوزیته بسیار بالایی است (> 100000 cps)

میکرو امولشن‌های سیلیکونی آنهایی هستند که پایداری بیشتری در برابر رقیق شدن در آب دارند و به هر نسبت و در طول زمان پایدار هستند. آنها همچنین برای استفاده به‌عنوان یک افزودنی در فرمولاسیون‌های پیچیده مناسب‌ترین هستند؛ زیرا تمایل بسیار محدودی به تعامل منفی با سایر اجزا دارند.

خواص سیلیکون امولشن

خواص سیلیکون امولشن

خواص سیلیکون امولشن

امولشن سیلیکون، سیلیکون‌های نامحلول هستند که به طور مساوی در آب با کمک یک سورفکتانت امولسیون کننده دیسپرس می‌شوند.

بسته به نوع سیستم امولسیفایر مورداستفاده، می‌توان سیلیکون امولشن‌ها را به سه گروه تقسیم کرد، یعنی می‌توانند آنیونی، کاتیونی و غیر یونی باشند. اکثر امولسیون‌ها غیر یونی هستند که آنها را با هر یک از دو سیستم دیگر سازگار می‌کند، اما بسته به کاربرد، امولسیون‌های کاتیونی یا آنیونی ممکن است ترجیح داده شوند.

بیشتر بخوانید: دیسپرس کننده چیست

ویژگی‌های فیزیکی این امولشن‌ها را می‌توان با استفاده از پلیمرهای مختلف تغییر داد تا در صورت نیاز ویسکوزیته آن‌ها را اصلاح کند. نسخه‌های جامد با درصد بالا که به‌صورت کنسانتره برای رقیق شدن با آب قبل از استفاده عرضه می‌شوند، هزینه‌های حمل‌ونقل و فضای موردنیاز برای ذخیره‌سازی آنها را کاهش می‌دهند.

مایعات سیلیکونی معمولاً به شکل امولسیون‌های آبی استفاده می‌شوند که ممکن است بیشتر با آب رقیق شوند. بین ماکرو امولسیون‌های مات (به‌عنوان‌مثال شیری) با اندازه ذرات از ۱۰۰ نانومتر تا چند میکرومتر و میکرو امولسیون‌های شفاف، با اندازه ذرات زیر ۱۰۰ نانومتر، تمایز قائل می‌شوند.

چرا از سیلیکون امولشن استفاده کنیم؟

سیلیکون امولشن به‌راحتی قابل‌استفاده هستند، نسبت به سیستم‌های مبتنی بر حلال سازگارتر با محیط‌زیست هستند و به دلیل اینکه مبتنی بر آب هستند، خطرات بهداشتی اضافی در محل کار ایجاد نمی‌کنند.

به‌عنوان‌مثال، تولیدکنندگان کاغذ پخت‌وپز از سیلیکون‌های امولسیونی برای پوشش‌ها برای جایگزینی انواع پوشش‌ها از جمله فرمول‌های حاوی حلال استفاده می‌کنند. توزیع یکنواخت یک‌لایه نازک سیلیکون بر روی بسترها عملکرد نچسب کارآمدی را ارائه می‌دهد که باعث بهبود بهداشت، کاهش ضایعات مواد غذایی و کمک به کارایی در کاربردهای صنعتی و خانگی می‌شود.

کاغذهای مواد غذایی بر پایه امولشن سیلیکون را می‌توان در انواع پخت‌وپز از جمله پخت، سرخ کردن در ماهیتابه و بخارپز استفاده کرد.

کاربرد سیلیکون امولشن

کاربرد های سیلیکون امولشن

  1. لاستیک و پلاستیک به‌عنوان مواد رها کننده و روان‌کننده
  2. سینی‌های غذا و ظروف سرو پلاستیکی به‌عنوان عامل رهاسازی
  3. پولیش خودرو و پاک‌کننده‌های خانگی برای بهبود محافظت، مقاومت، براقی و قابلیت پخش شدن
  4. پرداخت نساجی برای افزایش حس، آب‌گریزی و کاهش نیاز به اتو
  5. پرلیت، ورمیکولیت و خاک رس و سایر مصالح ساختمانی برای بهبود آب‌گریزی و محافظت در برابر رطوبت
  6. چاپ و کاغذسازی برای روانکاری و به‌عنوان یک عامل آنتی استاتیک

ساختار شیمیایی سیلیکون امولشن

ویسکوزیته بالای برخی از روغن‌های سیلیکونی را می‌توان به طور مؤثر با امولسیون کردن آن‌ها کاهش داد. هدف از فرمولاسیون سیلیکون امولشن بهبود و تسهیل ارائه، پردازش و کارایی سیلیکون است.

اجزای مختلف در امولسیون‌ها (حامل، معمولاً آب، سیلیکون و امولسیفایرهای آن) با یکدیگر واکنش نشان نمی‌دهند و با سطوحی که روی آنها اعمال می‌شود واکنش نشان نمی‌دهند؛ بنابراین امولشن‌ها برای کاربردهای تصفیه سطح ایده‌آل هستند؛ زیرا چسبناک‌تر از روغن‌هایی هستند که تحویل می‌دهند.

مزیت دیگر این است که تهیه آن‌ها ساده است: روغن‌های پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) در یک سیستم آبی پراکنده (امولسیون شده) می‌شوند و به‌ویژه کاربردی هستند؛ زیرا حمل، استفاده و رقیق شدن برای کاربر نهایی آسان و ایمن هستند.

امولشن‌ها معمولاً حاوی یک جزء سیلیکونی (معمولاً یک روغن سیلیکون، پلی دی متیل سیلوکسان)، آب و امولسیفایرهای مناسب هستند. از دیدگاه شیمیایی، روغن سیلیکون یک زنجیره محدود از اتم‌های سیلیکون و اکسیژن است که به یکدیگر پیوند دارند.

سیلیکون خود دارای دو اتحاد به گروه‌های آلی است که در بسیاری از موارد گروه‌های متیل (CH3) هستند که ویژگی‌های نیمه آلی خود را به زنجیره سیلیکونی می‌دهند.

در خانواده امولسیون‌ها، آنهایی که بر اساس شیمی سیلیکون‌ها ساخته شده‌اند بسیار مهم شده‌اند. شیمی سیلیکون‌ها در حال حاضر در بسیاری از زمینه‌ها، از کنترل تشکیل ناخواسته فوم گرفته تا بهبود خیس شدن و تسطیح چندین پوشش، بهبود مقاومت در برابر آب، سایش، خراش، بهبود در سرخوردن، افزایش درخشندگی، اثرات نچسب است و اثرات دیگری که در بسیاری از موارد با دوز بسیار کم حاصل می‌شود. بسته به‌اندازه ذره، سیلیکون امولشن‌ها به دو زیرخانواده ماکرو و میکرو امولشن طبقه‌بندی می‌شوند.

سیکلوهگزانون یا ریتاردر مایع‌ شیمیایی شفاف، زرد کم رنگ و حتی بی‌رنگ است است که این ماده به‌عنوان یک حلال آلی برای در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. این ماده در نفت خام نیز وجود دارد؛ ولیکن به‌صورت مصنوعی هم تولید خواهد شد. نکته مهم این است که به هیچ‌عنوان نباید در معرض ریتاردر قرار بگیرید چراکه برای سلامتی خطر بسیاری دارد که در ادامه مقاله به خطرات و عوارض آن اشاره می‌کنیم.

حلال ریتاردر چیست؟

سیکلوهگزانون (همچنین با نام‌های اکسو سیکلوهگزان، پیملیک کتون، سیکلوهگزیل کتون و CYC نیز شناخته می‌شود) یک مایع روغنی شفاف است که دارای رنگ بی‌رنگ تا زرد روشن و بوی تند است. این یک مولکول حلقوی شش کربنی است که متعلق به کلاس کتون‌های حلقوی (ترکیبات آلی) با فرمول C6H10O است.

سیکلوهگزانون یا ریتاردر کمی در آب حل می‌شود، کاملاً با حلال‌های معمولی قابل اختلاط است و با اکسیدان‌هایی مانند اسید نیتریک واکنش می‌دهد. ریتادر به طور طبیعی در نفت خام وجود دارد و همچنین به‌صورت مصنوعی و در مقادیر زیاد تولید می‌شود، زیرا یک واسطه کلیدی در تولید نایلون است.

خصوصیات فنی سیکلوهگزانون

خواص شیمیایی و فیزیکی ریتاردر

فرمول مولکولی C6H10O
نام‌های دیگر ریتاردر، کتوهگزامتیلن، اکسوسیکلوهگزان، پیملیک کتون، پیملین کتون، سیکلوهگزیل کتون
جرم مولکولی 98.14 گرم بر مول
جرم دقیق 98.073165 گرم در مول
نقطه اشتعال 111 درجه فارنهایت / 43.9
نقطه جوش 312.1 درجه فارنهایت / 155.6 در 760 میلی متر جیوه
نقطه ذوب 3 درجه فارنهایت / -16.1 درجه سانتیگراد
فشار بخار 101.7 درجه فارنهایت در 10 میلی‌متر جیوه
حلالیت در آب 50 تا 100 میلی‌گرم در میلی‌لیتر در دمای 64 درجه فارنهایت
چگالی 0.945 در 68 درجه فارنهایت
سیکلوهگزانون

سیکلوهگزانون

سیکلوهگزانون چگونه ساخته می‌ شود؟

روش‌های مختلفی برای تولید سیکلوهگزانون وجود دارد که یکی از آنها هیدروژنه کردن کاتالیزوری فنل است:

C6H5OH + 2 H2 → (CH2)5CO

روش دیگر از طریق اکسیداسیون کاتالیزوری ریتاردر در هوا، به طور معمول در حضور کریستال‌های کبالت است:

C6H12 + O2 → (CH2)5CO + H2O

این واکنش یکی از روش‌های تولید عمده تجاری اولیه است و دیگری هیدروژنه کردن بنزن (در یک سیستم بسته) است.

روش‌های دیگر عبارت‌اند از هیدروژن‌زدایی کاتالیستی سیکلوهگزانول:

C6H11OH → C6H10O + H2

در سراسر جهان، سالانه هزاران تن سیکلوهگزیل کتون تولید می‌شود تقاضا برای آن هنوز درحال‌رشد است، به‌ویژه در چین، و چندین کارخانه تولید جدید در چند سال گذشته به‌منظور کمک به پاسخگویی به این تقاضا، روی خط آمده‌اند.

خواص سیکلوهگزانون

خواص سیکلوهگزانون باعث می‌شود که به عنوان یک چربی‌زدا، یک عامل لکه بر برای از بین بردن لکه‌ها در صنایع خشکشویی و نساجی، حلال در پاک‌کننده‌های رنگ و جوهرهای چاپ و در صنعت پلاستیک مطلوب باشد. به دلیل حلالیت متقابل گسترده، انحلال‌پذیری خوب، فراریت و سمیت کم سیکلوهگزانون، برای حلال‌های سطح بالا، پوشش‌ها و زمینه‌های جوهر چاپ بسیار مناسب است. سیکلوهگزانون با انواع حلال‌های آلی سازگاری دارد.

انتظار می‌رود که اندازه بازار ریتاردر، در نتیجه گسترش دامنه سیکلوهگزانون در کاربردهایی که به پراکسید یا اکسیژن حساس هستند در طی سال‌های 2022-2028 به طور قابل‌توجهی رشد کند. باتوجه‌به استفاده از کاپرولاکتام مشتق شده از سیکلوهگزانون در تولید پارچه‌های نایلونی، افزایش ابتکارات دولت‌ها برای تقویت تولید منسوجات در اقتصادهای درحال‌توسعه، استفاده از ریتاردررا نیز افزایش می‌دهد.

سیکلوهگزانون به حلال‌ های شیمیایی اطلاق می‌شود که به دو شکل طبیعی و مصنوعی در دسترس هستند. این ترکیب در آب نامحلول است؛ اما در حلال‌های آلی معمولی مانند اتانول، اتیل اتر و استون محلول است. می‌توان از سیکلوهگزانون به‌عنوان واسطه‌ای در تولید رنگ و لاک و سایر کاربردها استفاده کرد.

کاربرد سیکلوهگزانون

کاربرد سیکلوهگزانون

کاربرد سیکلوهگزانون در صنعت

سیکلوهگزانون کاربردهای صنعتی زیادی دارد، در درجه اول به‌عنوان یک ماده شیمیایی صنعتی و واسطه شیمیایی در تولید مولکول‌های هدف خاص. در واقع، مصرف سیکلوهگزانون تقریباً به طور کامل به صنعت نایلون با مشتقات اکسید شده برای تولید اسید آدیپیک و کاپرولاکتام که پیش‌سازهای نایلون 6 هستند، مرتبط است. 70 درصد از کاپرولاکتام جهان از طریق سیکلوهگزانون تولید می‌شود.

سایر مشتقات سیکلوهگزانون برای سنتز داروها، رنگ‌ها، علف‌کش‌ها، آفت‌کش‌ها، نرم‌کننده‌ها و مواد شیمیایی لاستیکی استفاده می‌شوند. کاربردهای دیگر ریتاردردر صنعت شامل چسب، سوخت، رنگ و پوشش و مواد شیمیایی آزمایشگاهی است.

ریتاردر یک حلال شیمیایی مهم است که در صنایع مختلف به‌ویژه صنعت رنگ و چاپ استفاده می‌شود. سیکلوهگزانون همچنین یک ماده اصلی برای ساخت علف‌کش‌ها، آنتی‌هیستامین‌ها و یک کاتالیزور اصلی برای پلی‌استر و رزین‌های مصنوعی است. سیکلوهگزانون همچنین یک افزودنی اصلی در لاک‌ها و رنگ‌ها برای جلوگیری از سرخ شدن و به‌عنوان حلال جوهرهای چاپ PVC است.

سیکلوهگزانون در محصولات مصرفی مختلف از جمله در چسب‌ها، رنگ‌ها، خودرو، محصولات مراقبتی تمیزکننده و مبلمان، لوازم الکترونیکی و مواد شیمیایی عکس یافت می‌شود. ریتاردرها هم در هیدروکربن‌ها و هم در حلال‌های شیمیایی حلالیت خوبی دارد، به این معنی که به‌خوبی مخلوط می‌شود و در اکثر حلال‌های آلی قابل اختلاط است.

عوارض ریتاردر

سیکلوهگزانون دارای رتبه سلامت NFPA 1 است و “می‌تواند باعث تحریک قابل‌توجهی شود”. در صورت استنشاق، گلو و مجاری تنفسی را تحریک کرده و باعث سردرد و حالت تهوع می‌شود. قرارگرفتن بیش از حد در معرض چشم‌ها، بینی و پوست می‌تواند عوارض مشابهی مانند تحریک، خواب‌آلودگی و بی‌هوشی ایجاد کند.

دارای امتیاز آتش NFPA 3 است و “تقریباً در تمام شرایط دمای محیط قابل احتراق است”. گرما، جرقه یا شعله می‌توانند بخاراتی را ایجاد کنند که سنگین‌تر از هوا هستند و به منبع اشتعال و مناطق اطراف می‌روند. درجه ناپایداری 0 نشان می‌دهد که “به طور معمول پایدار است، حتی در شرایط آتش”.

ایمنی و رویه‌های سیکلوهگزانون

در صورت نشت ریتاردر، نشت باید در حداقل 50 متر ایزوله شود و از عبور از آن خودداری شود. همچنین باید از سرایت نشت سیکلوهگزانون به آبراه‌ها، فاضلاب‌ها و زیرزمین‌ها جلوگیری کنید. نشت را با مواد خشک مانند خاک یا مواد قابل احتراق خیس کنید.

ریتاردر نقطه اشتعال پایینی دارد؛ بنابراین، آتش می‌تواند به‌راحتی شعله‌ور شود. در صورت آتش‌سوزی، تمام منابع اشتعال باید حذف شوند و از فوم مقاوم در برابر الکل، مواد شیمیایی خشک یا CO2 برای مبارزه استفاده شود. هنگام استفاده از سیکلوهگزانون برای محافظت از پوست و چشم باید همیشه از تجهیزات PPE استفاده کرد. لباس‌های آلوده باید فوراً خارج شوند.

تولید ریتاردر

تولید ریتاردر

تولید سیکلوهگزانون اکسیم

سیکلوهگزانون اکسیم از واکنش سیکلوهگزانون با یک مشتق هیدروکسیل آمین تولید می‌شود. چندین فرایند تجاری برای این مرحله موجود است، و آنها عمدتاً در ساخت مشتق هیدروکسیل آمین متفاوت هستند.

ریتاردر یک واسطه شیمیایی در تولید اسید آدیپیک است که یکی از کاربردهای مهم آن محسوب می‌شود. سیکلوهگزانون همچنین به عنوان حلال برای استرها و اترهای سلولز، رنگ‌ها، رزین‌ها، لاک‌ها، شلاک، روغن و چربی‌ها استفاده می‌شود.

ذخیره‌سازی و توزیع سیکلوهگزانون

سیکلوهگزانون را می‌توان در بشکه‌ها و یا کامیون‌های تانک حمل کرد. باید در مکانی خنک، خشک و دارای تهویه مناسب نگهداری شود که خطر اشتعال نداشته باشد. برای اهداف حمل‌ونقل، در گروه بسته‌بندی III و کلاس خطر III قرار می‌گیرد و محرک است و بسیار قابل اشتعال است.  سیکلوهگزانون دارای وزن مخصوص 0.945 و نقطه اشتعال 46 درجه سانتیگراد است.

خوردگی در صنعت نفت و گاز هرساله باعث ازبین‌رفتن میلیاردها دلار می‌شود. موارد زیادی از خوردگی گسترده در لوله‌های تولید، شیرها و در خطوط جریان از چاه به تجهیزات پردازش، رخ‌داده است. دلیل این امر این است که نفت و گاز حاصل از چاه حاوی مقادیر مختلفی از آب است که می‌تواند به‌عنوان یک مرحله جداگانه در تماس با سطح ماده، رسوب شود و اینکه این آب حاوی گازهایی مانند CO2 و احتمالاً H2S و همچنین نمک است.

شرکت مواد شیمیایی دکتر کمیکال تأمین‌کننده انواع مواد شیمیایی نفت و گاز می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه فروش مواد اولیه شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید. در صورت نیاز می‌توانید از مشاوره‌های تخصصی ما بهره‌مند شوید.

 

02166568403

 

خوردگی در صنعت نفت و گاز

در بیشتر موارد خوردگی شدید، CO2 نقش عمده‌ای دارد. خوردگی یکنواخت ۳۰٪ و ۷۰٪ دیگر در اثر خوردگی موضعی ایجاد می‌شود. روش‌های مختلف کنترل خوردگی باعث حفاظت از تأسیسات و کاهش هزینه‌ها می‌گردد.

هر صنعت، هر سیستم پالایشگاهی مشکلات خاص خود را از پدیده‌های خوردگی با فرکانس‌های مختلف دارد. حدود ۷۵٪ از کل خوردگی به دلیل عدم اطلاع و دانش کافی و همچنین تعامل ناکافی بین گروه‌های مختلف مسئولیت‌پذیر و تصویب تصمیمات ضد خوردگی اتفاق می‌افتد. عامل انسانی یکی از دلایل اصلی خوردگی‌هاست.

مشکلات خوردگی در صنعت نفت در سه حوزه اصلی رخ می‌دهد:

  1. تولید
  2. حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی
  3. عملیات پالایشگاه

بسیاری از پالایشگاه‌ها حاوی بیش از پانزده واحد فرایند مختلف هستند که هر یک ترکیبی خاص از جریان‌های فرایند خورنده و دمای و فشار دارند.

خوردگی معمولاً بسیار آهسته اتفاق می‌افتد، مگر اینکه در ابتدا مواد نادرست یا ناقصی نصب شده باشند. خوردگی پالایشگاه را نیز می‌توان دسته‌بندی کرد:

  1. خوردگی در دمای پایین که در دمای کمتر از ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد و در حضور آب رخ می‌دهد.
  2. خوردگی در دمای بالا: در دماهای بالاتر از ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد، بدون اینکه آب موجود باشد.

صنعت نفت شامل فرایندهای جهانی اکتشاف، استخراج، پالایش، حمل‌ونقل (اغلب توسط تانکرهای نفتی و خطوط لوله) و بازاریابی فراورده‌های نفتی است. بیشترین حجم تولیدات این صنعت، بنزین و گازوئیل است.

نفت همچنین ماده اولیه بسیاری از محصولات شیمیایی از جمله داروهای دارویی، حلال‌، کودها، سموم دفع آفات، رایحه‌های مصنوعی و پلاستیک‌ها است. این صنعت معمولاً به سه مؤلفه اصلی تقسیم می‌شود: بالادست، میان‌رده و پایین‌دست. عملیات میانی معمولاً در رده پایین‌دست قرار می‌گیرد.

نفت برای بسیاری از صنایع بسیار حیاتی است و از نظر حفظ تمدن صنعتی در پیکربندی فعلی آن از اهمیت زیادی برخوردار است و بنابراین نگرانی اساسی بسیاری از ملل محسوب می‌شود. نفت درصد زیادی از مصرف انرژی جهان را شامل می‌شود، ۳۲٪ برای اروپا و آسیا، بالاتر از ۵۳٪ برای خاورمیانه که کشورهای توسعه‌یافته بزرگ‌ترین مصرف‌کننده آن هستند. تولید، توزیع، پالایش و خرده‌فروشی فرآورده‌های نفتی به‌عنوان یک کل، بزرگ‌ترین صنعت جهان را از نظر ارزش دلار نشان می‌دهد.

خوردگی در تولیدات

خوردگی در تولیدات

خوردگی در تولید

میادین نفت و گاز مقدار زیادی لوله آهن، فولاد، لوله، پمپ، شیر و میله مکنده مصرف می‌کنند. نشت باعث ازبین‌رفتن روغن و گاز و همچنین نفوذ آب و لجن می‌شود و در نتیجه باعث افزایش خسارت خوردگی می‌شود. آب‌شور و سولفیدهای غالباً در چاه‌های نفت و گاز وجود دارند. خوردگی در چاه‌ها در داخل و خارج از پوشش رخ می‌دهد. تجهیزات سطح در معرض خوردگی جو هستند. در عملیات ریکاوری ثانویه، آب را به داخل چاه پمپ می‌کنند.

چاه‌ های نفت شیرین

به نظر می‌رسد که خوردگی در چاه‌های پرفشار در خط لوله تولید نفت، در بسیاری از مناطق تقریباً به یک مشکل معمول تبدیل شده است. سه روش برای مقابله با خوردگی لوله‌ها استفاده می‌شود – پوشش لوله‌ها، بازدارنده‌ها یا ضد خوردگی‌ و آلیاژها استفاده می‌شود. لوله‌های روکش شده بیشترین کارایی را پیدا کرده‌اند و تا همین اواخر تقریباً در تمام تأسیسات روکش از فنل‌های محافظت‌کننده استفاده شده است. رزین‌های اپوکسی خشک شده اکنون در مقادیر فزاینده‌ای مورداستفاده قرار می‌گیرند.

بیشتر بخوانید: بازدارنده های خوردگی

چاه نفت ترش

این چاه‌ها نفت را با مقدار بیشتری گوگرد نسبت به چاه‌های شیرین کنترل می‌کنند و محیطی خورنده‌تر را نشان می‌دهند. در چاه‌های حاوی H2S بالا ممکن است در قسمت بالای چاه که در آن فضای با گاز پر شده است، حمله‌ای شدید به پوشش داده شود. بخار آب در این منطقه متراکم می‌شود و H2S و CO2 را جذب می‌کند.

خوردگی در حمل و نقل و ذخیره سازی

فراورده‌های نفتی توسط تانکرها، خطوط لوله، مخازن راه‌آهن و کامیون‌های تانکر دار حمل می‌شوند. شدیدترین مشکل خوردگی داخلی در مخازن رخ می‌دهد. تانکرهای حاوی گازوئیل مشکل خوردگی داخلی شدیدتری نسبت به مخازن نفت دارند؛ زیرا بنزین فلز را بیش از حد تمیز نگه می‌دارد. نفت لایه یا فیلمی را ایجاد می‌کند که در برخی موارد باعث حفاظت می‌شود. تانک‌های اتومبیل و کامیون‌های تانکر دار برای خوردگی جوی در قسمت بیرونی پوشیده شده‌اند. دلیل اصلی خوردگی داخلی مخازن ذخیره آب، وجود آب است.

تشکیل زنگ در دیواره‌های داخلی خطوط لوله ناشی از حضور آب است که باعث کاهش جریان در خطوط لوله شود و همچنین می‌تواند باعث آلودگی محصول شود. با تزریق بازدارنده‌های خوردگی (چند قسمت در میلیون) مانند آمین‌ ها و نیتریت‌ها در جریان محصول از تشکیل زنگ در لوله‌ها جلوگیری می‌شود.

خوردگی دیواره‌های خارجی خطوط لوله باتوجه‌به ماهیت خاک یا آب، دما، دسترسی اکسیژن و عوامل دیگر بسیار متفاوت است. برای جلوگیری از خوردگی خاک از پوشش و محافظت کاتدی استفاده می‌شود. امروزه به‌طورکلی مشخص شده است که ترکیبات پوشش خوب و محافظت کاتدی بهترین روش برای اطمینان از عمر طولانی و بدون نشت در لوله‌های مدفون است.

خوردگی در پالایشگاه

خوردگی در پالایشگاه

خوردگی در واحدهای پالایشگاه

نفت خام همیشه حاوی ناخالصی‌هایی است که اغلب منجر به مشکلات شدید خوردگی در پردازش می‌شوند. محصولات چگال شده از فرایندهای تقطیر غالباً با موادی مانند اسید سولفوریک، اسید نفتنیک، سولفید هیدروژن و کلرید هیدروژن آلوده می‌شوند. ازاین‌رو خوردگی قابل‌توجهی وجود دارد، بنابراین می‌تواند به‌عنوان محصول جانبی لوله‌های تقطیر و خنک‌کننده رخ دهد.

خوردگی به‌طورکلی به‌صورت ضایعات عمومی ناهموار صورت می‌گیرد و محصولات خوردگی نامحلول مانند سولفید مس اغلب تولید می‌شود. شکاف ممکن است به‌سرعت در زیر این رسوبات غیر محافظ انجام شود. پرکاربردترین مواد لوله‌ای، برنج‌هایی با مقدار بالای روی هستند. هنگامی که از آب دریا یا آب شفاف برای خنک‌کننده استفاده می‌شود، در تجهیزات تبادل گرما احتمال خوردگی در کنار آب وجود دارد.

در لوله تبادل گرما، با تزریق قلیایی یا آمونیاک می‌توان خوردگی را به حداقل رساند تا pH در یک‌شکل کنترل شده با همراهی یک یا سایر مهارکننده‌های آمین تشکیل‌دهنده فیلم حفظ شود. از طرف آب خنک‌کننده، با استفاده از سیستم‌های مناسب محافظت کاتدی در کانال‌های بخاری و خنک‌کننده، می‌توان مزایای آن را به دست آورد. از Zn یا Mg می‌توان به‌عنوان آند قربانی استفاده کرد.

خنک‌کردن آب دریا با پمپ‌های گردشی در پالایشگاه‌ها یک مشکل اساسی در کنترل خوردگی است. هنگام خنک‌کردن آب از طریق لوله‌های فولادی، ترکیبی از پوشش‌های ضخیم بر اساس قیر زغال‌سنگ به‌علاوه محافظ کاتدی مؤثر است. پمپ‌های گردشی آب خنک‌کننده از برنز و چدن ساخته شده‌اند که دارای حفاظت کاتدی از منبع خارجی جریان تحت‌تأثیر هستند.

برای لوله در استوانه‌ها و لوله‌های ترک گاز از فولادهای ضدزنگ استفاده می‌شود. در بعضی موارد، یک برج واحد با دو یا سه ماده مختلف روکش شده است تا از تغییر خوردگی در بالا و پایین برج مراقبت کند. خوردگی توسط خوردگی ترش با درجه حرارت و با افزایش مقدار گوگرد افزایش می‌یابد. کروم مفیدترین عنصر آلیاژی در فولاد برای مقاومت در برابر ترکیبات گوگرد است؛ بنابراین، با افزایش گوگرد و دمای شروع به میزان کم ۱ درصد از کروم، محتوای کروم فولاد افزایش می‌یابد.

مواد غیرفلزی در برابر خوردگی شیمیایی مقاوم بوده و از آلودگی محصول عاری هستند. این ویژگی آنها را برای صنایع پالایشگاه و صنایع پتروشیمی بسیار جذاب می‌کند. از لاستیک طبیعی به‌عنوان یک ماده سازه‌ای و به‌عنوان روکش کشتی برای جلوگیری از آلودگی و خوردگی استفاده شده است. لوله‌های انعطاف‌پذیر به ‌طور گسترده‌ای به‌عنوان اتصالات موقتی در ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل مواد مورداستفاده قرار می‌گیرند. گرافیت از رسانایی حرارتی بسیار خوبی برخوردار است و این خاصیت در ترکیب با مقاومت در برابر بخار و مایعات بسیار خورنده علاوه بر استفاده در کشتی‌ها، دریچه‌ها، پمپ‌ها و لوله‌کشی، زمینه کاربردهای تبادل گرما را نیز باز می‌کند.

پیشنهاد دکتر کمیکال برای مطالعه بیشتر: 6 راهکار برای کنترل خوردگی

خوردگی در زیر عایق

تشخیص این نوع خوردگی دشوار است؛ زیرا باید عایق را برای بازرسی از سطح برداشته و از این‌رو یکی از بزرگترین و گران‌ترین و خطرناک‌ترین مشکلات برای صنایع مختلف به‌حساب می‌آید. این خوردگی در ناحیه تماس بین فلز و عایق رخ می‌دهد. به‌طورکلی در لوله‌ها، مخازن و تجهیزات مشاهده می‌شود و به دلیل نوع عایق مورداستفاده است. خوردگی در زیر عایق با وجود اکسیژن و آب رخ می‌دهد. هنگامی که آب و اکسیژن در سطح فلز وجود دارد، خوردگی به دلیل انحلال فلز (اثر آندی) رخ می‌دهد.

این فرایند شیمیایی با کاهش اکسیژن متعادل می‌شود. میزان خوردگی در زیر عایق بستگی به نوع عایق، در دسترس‌بودن اکسیژن، ناخالصی آب، دما و گرما، خاصیت انتقال سطح فلز و وضعیت سطح فلز از نظر خشک یا مرطوب، دارد. در صورت عدم وجود اکسیژن، خوردگی ناچیز است، اگرچه فولادهای کربنی و آلیاژ کم، کمترین میزان خوردگی را در محیط قلیایی دارند، اما یون‌های کلرید موجود در زیرپوشش باعث ایجاد شکاف موضعی و چاله‌های موضعی می‌شوند.

اگر اکسیدهای گوگرد و نیتروژن که اسیدی هستند از درون ناخالصی‌های داخل آب یا هوای داخل عایق نفوذ کنند، یا اگر آب اسیدی باشد خوردگی رخ می‌دهد. بعضی اوقات ناخالصی‌های آب یا هوا، به‌ویژه یون‌های نیترات باعث می‌شوند که پوسته‌پوسته‌شدن بیرونی SCC در زیر پوشش در فولادهای کربنی یا آلیاژ کم باشد.

مشکل از این واقعیت ناشی می‌شود که به دلیل شرایط عایق، لوله‌ها، مخازن و سایر تجهیزات از خوردگی در زیر عایق رنج می‌برند. صرف‌نظر از اینکه چقدر عایق پیچیده شده در اطراف لوله‌ها قرار گرفته یا به آن تحمیل شده است، در فضای بین این دو، اختلاف درجه حرارت زیادی وجود دارد؛ زیرا در این قسمت درجه حرارت بالا به طور ناگهانی با سطح پایین قرار می‌گیرد؛ بنابراین تراکم حاصل می‌شود.

هوای گرم رطوبت بیشتری نسبت به هوای سرد دارد. هنگامی که هوای گرم به‌سرعت در تماس با عایق خنک شود، سرعت انتقال حرارت کاهش می‌یابد و رطوبت آزاد می‌شود یا به‌عبارتی، تراکم ایجاد می‌شود؛ بنابراین با ظهور رطوبت و اکسیژن موجود در هوا، زنگ‌زدگی و خوردگی رخ می‌دهد. عایق‌کاری روی سطح فلز از تبخیر رطوبت جلوگیری می‌کند و در این حالت عایق به‌عنوان حامل عمل می‌کند و بیشتر رطوبت انباشته شده در یک منطقه به مناطق دیگر را موجب می‌شود و باعث می‌شود که خوردگی ایجاد شده در یک منطقه به‌جای دیگر منتقل شود. سطح پوشانده شده از عایق‌های سنتی مانند فایبرگلاس و پشم سنگ رطوبت را به دام می‌اندازد و از تبخیر جلوگیری می‌کند.

عایق سنتی حاوی کلرید است و اگر این در معرض رطوبت باشد، ممکن است کلرید با رطوبت روی سطح فلزاتی مانند نفت و خط لوله گاز ظاهر شود و به دلیل خوردگی، می‌تواند سوراخ و یا ترک‌هایی روی سطح ایجاد کند.

خوردگی خطوط لوله نفت

خوردگی خطوط لوله نفت

خوردگی CO2 و H2S در خطوط لوله نفت

خوردگی فولاد توسط CO2 و CO2 / H2S یکی از مهم‌ترین مشکلات صنعت نفت است. وجود دی‌اکسیدکربن، سولفید هیدروژن و آب آزاد می‌تواند باعث مشکلات شدید خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز شود. خوردگی داخلی در چاه‌ها و خطوط لوله تحت‌تأثیر دما، محتوای CO2 و H2S ، شیمی آب، سرعت جریان، مرطوب‌سازی نفت یا آب و ترکیب و شرایط سطح فولاد است.

تغییر کوچکی در یکی از این پارامترها می‌تواند سرعت خوردگی را به میزان قابل‌توجهی تغییر دهد. در حضور CO2، می‌توان میزان خوردگی را تحت شرایطی کاهش داد که محصول خورندگی، کربنات آهن (FeCO3) بر روی سطح فولاد رسوب کند و یک فیلم محصول خوردگی متراکم و محافظ تشکیل دهد. این به‌راحتی در دمای بالا یا pH زیاد در فاز آب رخ می‌دهد.

هنگامی که محصولات خوردگی روی سطح فولاد قرار نمی‌گیرند، میزان خوردگی بسیار بالایی از چندین میلی‌متر در سال می‌تواند رخ دهد. وقتی H2S علاوه بر CO2 موجود باشد، فیلم‌های سولفید آهن (FeS) به‌جای FeCO3 تشکیل می‌شوند. این فیلم محافظ می‌تواند در دمای پایین‌تر تشکیل شود، زیرا Fes خیلی راحت‌تر از FeCO3 تشکیل می‌شود. خوردگی موضعی با میزان خوردگی بسیار بالا می‌تواند زمانی رخ دهد که فیلم محصول خوردگی از حفاظت کافی برخوردار نباشد و این بدترین نوع حمله خوردگی در خطوط لوله نفت و گاز است.

خوردگی CO2

خوردگی دی‌اکسیدکربن یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین شکل خوردگی در صنعت نفت و گاز است. به‌طورکلی به این دلیل است که نفت خام و گاز طبیعی از مخزن نفت و چاه گاز معمولاً حاوی مقداری CO2 است. نگرانی اصلی در مورد خوردگی CO2 در صنعت نفت و گاز این است که خوردگی CO2 می‌تواند باعث خرابی تجهیزات به‌ویژه خط لوله اصلی لوله انتقال شود و در نتیجه می‌تواند تولید نفت و گاز را مختل کند. مکانیسم‌های اصلی واکنش خوردگی CO2 طی چندین دهه گذشته توسط بسیاری از محققان به‌خوبی درک و پذیرفته شده است.

خوردگی H2S

در حضور H2S، مواد فلزی دچار خوردگی می‌شوند که منجر به تولید هیدروژن و متعاقباً انواع مختلفی از مشکلات ناشی از ترک‌خوردگی ناشی از هیدروژن می‌شود که به طور بالقوه می‌تواند باعث بروز اختلال شود.

خوردگی شکافی فولادهای آلیاژی کم نیز می‌تواند در شرایط خاصی از دما، سرعت جریان و نسبت CO2 به H2S رخ دهد. مقاومت فولادهای کربن و آلیاژ کم در برابر ترک‌خوردگی استرس سولفید (SSC) نشان‌داده‌شده است که نه‌تنها به فشار جزئی H2S بلکه به pH محیط بستگی دارد.

خوردگی داخلی فولاد کربن در حضور H2S یک مشکل قابل‌توجه برای پالایشگاه‌های نفتی و تأسیسات تصفیه گاز طبیعی است. تشکیل مقیاس سطح یکی از مهم‌ترین عوامل حاکم بر میزان خوردگی است. رشد مقیاس در درجه اول به سینتیک تشکیل مقیاس بستگی دارد. برخلاف بارندگی نسبتاً مستقیم کربنات آهن روبه‌جلو، در خوردگی CO2 خالص، در محیط H2S انواع سولفید آهن ممکن است مانند سولفید آهن آمورف، سولفید آهنی مکعب، اسمیتیت، گریگ ، پیروتیت، تریلیت و پیریت تشکیل شود.

غلظت H2S تأثیر بسیار زیادی در توانایی محافظتی فیلم سولفید تشکیل یافته دارد. با افزایش غلظ H2S، فیلم تشکیل شده حتی در pH 3-5 سست است و به اثر بازدارنده خوردگی کمک نمی‌کند.

وابستگی دما از خوردگی H2S برای قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت بسیار ضعیف است و به نظر نمی‌رسد که در زمان مواجهه طولانی‌تر تأثیر داشته باشد. این نشان می‌دهد که میزان خوردگی غالباً با حضور مقیاس سولفید آهن کنترل می‌شود.

خوردگی خفیف داخلی فولاد با حضور CO2 و H2S یک مشکل مهم برای صنایع نفت و گاز است. اگرچه تعامل H2S با فولادهای کربن مشخص شده است، اما درک تأثیر H2S بر خوردگی CO2 هنوز محدود است؛ زیرا ماهیت تعامل با فولاد کربن پیچیده است.

مهارکننده خوردگی یک ماده شیمیایی است که وظیفه آن جلوگیری از روند آسیب رساندن به مواد است. بازدارنده خوردگی یک فیلم محافظ محکم بر روی سطح مواد (فلز) ایجاد می‌کند یا باعث می‌شود که غیرفعال بودن فلز انجام شود. مهارکننده‌ها باعث جلوگیری از خوردگی می‌شوند، اما تغییرات ایجاد شده در زنگ‌زدگی، خوردگی و غیره را حذف نمی‌کنند. به‌طورکلی، ترکیبات آلی و معدنی به‌عنوان بازدارنده‌های خوردگی استفاده می‌شوند. باتوجه‌به مکانیسم عمل، بازدارنده‌ها را می‌توان به: آندی، کاتدی و مخلوط کاتدی – آندی تقسیم کرد.

اثر این بازدارنده‌ها تا حد زیادی به pH محیط بستگی دارد. برخی از آنها خاصیت محافظتی خوبی را به طور انحصاری در محلول‌های خنثی نشان می‌دهند، درحالی‌که در الکترولیت اسید بر دامنه خوردگی تأثیر نمی‌گذارند و بعضی اوقات حتی باعث تقویت آن می‌شوند. ترکیباتی نیز وجود دارند که فقط در محیط اسید فعال هستند. بیشتر بازدارنده‌ها به طور خاص بر روی یک فلز یا گروه فلزات تأثیر می‌گذارند، اما از تعداد بیشتری فلز یا آلیاژ محافظت نمی‌کنند. استثنائات کرومات‌ها هستند که اکثر فلزات را منفعل می‌کنند.

مکانیسم بازدارنده‌های خوردگی

مکانیسم بازدارنده‌های خوردگی

با درنظرگرفتن مکانیسم عمل بازدارنده‌های خوردگی می‌توان آن‌ها را به چند دسته تقسیم کرد:

  • بازدارنده‌های خوردگی تشکیل‌دهنده فیلم
  • بازدارنده‌های خوردگی کاتدی
  • بازدارنده‌های خوردگی آندی
  • بازدارنده‌های خوردگی کاتدی – آندی

صنعت نفت بسیار مستعد حملات تخریبی سیستم است. برای طیف گسترده‌ای از محیط‌های خورنده مساعد است. میادین نفتی در مناطق گرمسیری واقع شده‌اند که رطوبت زیاد، وزش بادی نمک و ماسه‌های حاصل از هوا باعث آسیب به سازه‌ها و تجهیزات می‌شوند. خطوط لوله نفت خام به پالایشگاه‌ها و تأسیسات ساحلی منتقل می‌شود که نسبت به فولاد و آهن خورندگی دارد. در پالایشگاه‌ها برای کارایی آنها مقادیر بسیار زیادی آب خنک‌کننده موردنیاز است که برای این کار از آب دریا نیز استفاده می‌شود که بسیار خورنده است، به‌طوری‌که خطوط ورودی، کندانسورها و کولرها همگی نیاز به محافظت ویژه در برابر خوردگی دارند.

عوامل مؤثر بر خوردگی

در تأسیسات تولید نفت و گاز اغلب باید با محیط‌های خورنده مقابله کنند. هنگامی که امکانات در شرایط حاد و دورافتاده دریایی قرار دارند، مشکلات محافظت از تأسیسات حادتر می‌شود. ارزیابی خوردگی بالقوه برای تأسیسات جدید ممکن است منجر به انتخاب استفاده از آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی یا استفاده از فولادهای کربنی با ضدخوردگی شود. برای تأسیسات نفت و گاز، استفاده از مواد شیمیایی ضد خوردگی اغلب تنها گزینه ممکن است.

مکانیسم‌های اصلی برای خوردگی داخلی خطوط لوله، خوردگی آبی ناشی از گازهای خورنده محلول مانند دی‌اکسیدکربن، سولفید هیدروژن یا اکسیژن و خوردگی تحت‌تأثیر میکروارگانیسم‌ها است. این آب می‌تواند بخشی از محصولات اصلی مخزن (آب تشکیل‌دهنده) یا از تزریق آب باشد که برای افزایش فشار استفاده می‌شود. ضدخوردگی‌ها با تشکیل یک فیلم محافظ بر روی فلز از عناصر خورنده در تماس با سطوح فلزی جلوگیری می‌کنند. همان‌طور که در شکل زیر نشان‌داده‌شده است:

فیلم ضد خوردگی

فیلم ضد خوردگی

ضدخوردگی‌ها ترکیبات شیمیایی هستند که برای کاهش سرعت خوردگی در مواد در تماس با سیال مایعات اضافه می‌شوند. به‌عنوان‌مثال، یک ضدخوردگی به جریان هیدروکربن‌ها (نفت یا گاز) در نزدیکی چاه تزریق می‌شود تاخوردگی در فولاد خط لوله کاهش یابد. ترکیب جریان از چاه می‌تواند بسیار متفاوت باشد، به طور مثال محتوای آب بین ۱ تا ۹۹ درصد متغیر است و این تأثیر قابل‌توجهی در پتانسیل خوردگی طبیعی در سیستم استخراجی دارد. عوامل دیگر مانند دما و فشار نیز بر میزان خوردگی تأثیر می‌گذارد.

درحالی‌که مهارکننده‌های خوردگی در برابر CO2 و H2S مؤثر هستند، در صورت وجود اکسیژن، آنها ناکارآمد هستند یا برای دستیابی به میزان خوردگی مهار شده موردنیاز به غلظت‌های بسیار بالایی دارند. در این شرایط از اکسیژن زدا برای ازبین‌بردن اکسیژن استفاده می‌شود. همچنین، هر آب تزریق شده در چاه برای ازبین‌بردن اکسیژن قبل از تزریق باید اکسیژن‌زدایی شود.

عوامل خوردگی

عوامل خوردگی

عوامل مؤثر بر سرعت خوردگی و کارایی ضدخوردگی

هدف بررسی تأثیر عوامل مؤثر بر سرعت خوردگی بدون ضدخوردگی و کارایی ضدخوردگی است. تحقیقات زیادی در زمینه ضدخوردگی‌ها انجام شده است. عوامل زیر به‌عنوان عوامل مؤثر بر سرعت خوردگی و بازده ضدخوردگی شناخته شده‌اند:

  • سرعت جریان و نوع جریان
  • مقدار آب
  • وجود اکسیژن، دی‌اکسیدکربن و سولفید هیدروژن
  • درجه حرارت
  • خوردگی‌های پیشین موجود در سیستم
  • در صورت وجود آب، خوردگی به دلیل دی‌اکسیدکربن با درجه حرارت افزایش می‌یابد تا جایی که لایه محصول خوردگی به‌صورت لایه‌ای ایجاد می‌شود.
    • هرچه فشار جزئی دی‌اکسیدکربن بیشتر باشد، میزان خوردگی بیشتر خواهد بود.
    • افزایش سرعت مایع باعث افزایش سرعت خوردگی در اثر حمل‌ونقل سریع واکنش‌دهنده‌ها و گونه‌های محصول می‌شود.
    • سرعت مایع بالاتر باعث تلاطم بیشتر می‌شود و استرس برشی دیواره را افزایش می‌دهد. این می‌تواند باعث افزایش خوردگی به دلیل آسیب در پوشش محصول بازدارنده خوردگی روی دیواره لوله، می‌شود.
خوردگی پیشین

خوردگی پیشین

خوردگی‌ های پیشین

  • به نظر می‌رسد اثر ضدخوردگی‌ها روی سطوح دارای خوردگی از قبل، مخلوط شده است. برخی از بازرسان دریافتند که برخی از بازدارنده‌ها قادر به نفوذ به اعماق لایه‌های زنگ‌زده بودند.
  • به‌طورکلی عملکرد ضدخوردگی تحت شرایط معین دچار اختلال می‌شود.
  • مهار ضعیف منجر به حملات خوردگی موضعی با شکاف‌های کروی عمیق می‌شود.
  • اثر مخرب ضدخوردگی توسط خواص فولاد و ترکیب بازدارنده مشخص می‌شود. اثر ضدخوردگی به حضور یک‌لایه سیمانیت در سطح فولاد مربوط می‌شود.
  • با انتخاب دقیق ضدخوردگی‌ها می‌توان مشکل را برطرف کرد؛ بنابراین، هنگام انتخاب ضدخوردگی‌ها، آزمایش‌هایی باید بر روی فولادها انجام شود در شرایطی که احتمالاً نمایانگر آنهایی است که در حین عملیات مواجه می شوند.

اثر ویژگی‌های جریان برخوردگی

متغیرهای زیادی در جریان در خطوط لوله وجود دارد، از جمله جریان چندلایه یا تلاطم، جداسازی فاز مداوم یا آشفته. اینها می‌توانند مشکلات خاصی برای مهار خوردگی ایجاد کنند. به‌عنوان‌مثال، در خطوط لوله گاز طبیعی چندضلعی، خوردگی بالای خط (TLC) می‌تواند به دلیل مشکل در استفاده از ضدخوردگی در بالای لوله‌ای که فاز مایع با آن ارتباط برقرار نمی‌کند، ایجاد شود که در شکل زیر نشان‌داده‌شده است:

نرخ جریان اثر روی خوردگی

نرخ جریان اثر روی خوردگی

غلظت ضدخوردگی بهینه ممکن است باتوجه‌به شرایط جریان متفاوت باشد، با غلظت‌های بالاتر به‌طورکلی برای شرایط سخت‌تر، مانند جریان تنش برشی بالا موردنیاز است.

اثر دما برخوردگی

در دماهای کمتر از ۵۰ درجه سانتی‌گراد خوردگی لکه‌دار به دلیل رسوبات کربنات آهن نرم‌تر چندلایه رخ می‌دهد، با افزایش درجه حرارت تا حدود ۷۰ درجه سانتی‌گراد افزایش محافظت صورت می‌پذیرد. در دماهای بالاتر، خوردگی موضعی مشاهده می‌شود؛ زیرا فیلم‌ها از بین می‌روند و پایدار می‌شوند و در نتیجه حمله گالوانیک (mesa) به وجود می‌آید. در مواردی ممکن است رکود در میزان خوردگی در بالاتر از حدود ۸۰ درجه سانتیگراد مشاهده شود.

مونو اتانول آمین گروهی از الکل‌های آمینه هستند که ترکیبی شیمیایی آلی محسوب می‌شوند. ساختار مولکولی آن نیز HOCH2CH2NH2 است. در ادامه این مقاله حتماً دکتر کمیکال را همراهی کنید.

شرکت دکتر کمیکال تأمین‌کننده مواد شیمیایی موردنیاز صنایع مختلف است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه خرید و فروش مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید. همین حالا با ما ارتباط برقرار کند…

 

02166568403

 

مونو اتانول آمین یک اتانول امین کوچک ساده با یک آمین اولیه و یک گروه الکل است. این نوع الکل یک مایع بی‌رنگ با بوی خفیف آمونیاک است. به‌طور عمده در مرطوب کردن گاز طبیعی و گاز زغال‌سنگ، و به‌عنوان صابون یا آمید در مواد شوینده سنگین مورداستفاده قرار می‌گیرد. از مونواتانول آمین نیز در تولید اتیلن آمین‌ها استفاده می‌شود. همچنین کاربردهای اولیه این باز برای مواد اولیه در تولید امولسیفایر، جلا دادن، داروسازی، مهارکننده‌های خوردگی و واسطه‌های شیمیایی است.

خرید مواد اولیه داروسازی از دکتر کمیکال با بهترین کیفیت

مونو اتانول آمین از واکنش بین آمونیاک و اتیلن اکسید تولید می‌شود. همچنین، در دمای اتاق دارای نوسانات کمی است و بوی آمونیومی دارد و بسته به دما و درجه خلوص می‌تواند به‌صورت جامد یا مایع ظاهر شود.

درباره انواع آمین ها بیشتر بخوانید.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مونواتانول آمین

ویژگی های مونواتانول آمین

ویژگی های مونواتانول آمین

کاربرد مونو اتانول آمین در شوینده‌ ها

مونو اتانول آمین، به‌عنوان جزئی در مواد شوینده فرمولاسیون مواد شوینده و ماشین ظرف‌شویی، مواد شوینده، شوینده‌های چندمنظوره و مواد ضدعفونی‌کننده توصیه می‌شود. همچنین می‌تواند به‌عنوان ماده خنثی‌کننده در فرمولاسیون شامپوهای شستشوی ماشین، مواد ضد گریس به‌طورکلی، دستگاه‌های پاک‌کننده موم و به‌عنوان بازدارنده‌های خوردگی استفاده شود.

کاربرد اتانول آمین‌ در تصفیه گاز

از اتانول آمین‌ها می‌توان برای تصفیه گاز طبیعی و گاز باقیمانده نفتی در جذب دی‌اکسیدکربن استفاده کرد. در سیستم‌های گازی حاوی دی‌اکسیدکربن، این نوع اتانول می‌تواند به‌عنوان یک جاذب انتخابی مورداستفاده قرار گیرد و نقش مهمی در تولید آمونیاک، دی‌اکسیدکربن مایع و یخ خشک دارد.

 

کاربرد مونو اتانول آمین

کاربرد مونو اتانول آمین

کاربرد مونو اتانول امین در کشاورزی

به‌عنوان عامل خنثی‌کننده برای امولسیفایرهای آنیونی استفاده می‌شود.

کاربردهای دیگر مونو اتانول آمین

اتانول آمین به دلیل واکنش با اسیدهای چرب یا روغن نارگیل به‌عنوان واسطه سنتز برای تولید آلکانول آمیدهای مربوطه توصیه می‌شود. به‌عنوان یک نتیجه از خواص آن، این محصول در بخش‌های مختلف صنعتی از جمله مواد شوینده (خرید مواد شیمیایی شوینده)، روغن‌های روان‌کننده، محصولات بهداشتی، شناوری مواد معدنی و غیره قابل‌استفاده است.

این نوع از الکل‌های آمینه همچنین می‌توانند در فرمولاسیون محصولات دارویی مورداستفاده قرار گیرند و به‌عنوان مواد پراکنده‌سازی برای چسب‌ها، لثه‌ها، لاتکس، مهارکننده‌های خوردگی، کنترل‌کننده‌های PH، واسطه‌های سنتز، لاک، رنگ، موم و مواد مرطوب‌کننده، پولیش، عوامل پلیمریزاسیون و کاتالیزور برای رزین‌های پلی‌اورتان نیز کارایی دارند.