پاورپوینت کامل و جامع با عنوان اصول صنایع شیمیایی در 253 اسلاید

مهندسی شیمی (به انگلیسی: Chemical engineering) شاخه ای از علوم مهندسی است که با طراحی، ساخت و بهره برداری از فرآیندها و کارخانجات مرتبط با صنایع شیمیایی درگیر است. منظور از صنایع شیمیایی آن دسته از صنایع هستند که در آنها تغییری شیمیایی، فیزیکی یا بیولوژیک مواد خام را به محصولات با ارزش صنعتی تبدیل می کنند. حیطه اصلی مطالعات یک مهندس شیمی بر سه بخش، اختلاط، مهندسی واکنش و جداسازی دارد. بر این مبنا کارخانجات بسیاری از قبیل واحدهای یک پالایشگاه، پتروشیمی، صنایع چوب و کاغذ، صنایع غذایی، صنایع داروئی و تجهیزات پزشکی، صنایع سلولزی، صنایع پلیمر، صنایع شیمیایی معدنی و بسیاری دیگر از صنایع به طور مستقیم از کاربردهای علم مهندسی شیمی بهره می برند. به این بخش از مهندسی شیمی که با فرایندهای صنعتی شیمیایی در مقیاس بزرگ ارتباط دارد، در اصطلاح مهندسی فرایند گفته می‌شود.

فرایندهای مجزایی که توسط یک مهندس شیمی به کار گرفته می‌شوند (مانند تقطیر، استخراجو...)، عملیات واحد نام داشته و شامل ،عملیات انتقال جرم، انتقال حرارت و انتقال اندازه حرکتهستند. این فرایندها برای سنتز شیمیایی یا جداسازی شیمیایی با هم ترکیب می‌شوند.

سه قانون فیزیکی اساسی در مهندسی شیمی، اصل بقای جرم، اصل بقای انرژی و اصل بقای اندازه حرکت هستند. انتقال ماده و انرژی در یک فرایند با استفاده از موازنهٔ جرم و انرژی برای کل واحد، عملیات واحد یا بخشی از آن ارزیابی می‌شود. مهندسین شیمی اصولترمودینامیک،سینتیک واکنش و پدیده‌های انتقال را به کار می‌گیرند.

مهندسی شیمی نوین، گستره‌ای فراتر از مهندسی فرایند را در بر می‌گیرد. هدف اصلی مهندسی شیمی استفاده از دانش فیزیک و ریاضیات در خلق مواد و محصولات بهتر برای دنیای امروز است. امروزه مهندسین شیمی علاوه بر فرایندهای تولید مواد اولیهٔ پایه، بلکه در توسعه و تولید محصولات باارزش و متنوع شرکت دارند. این محصولات شامل مواد ویژه و کارآمد برای صنایعی همچون تجهیزات پالایشگاهی.هوافضا، خودروسازی، پزشکی، صنایع الکترونیک، کاربردهای محیط زیست و صنایع نظامی است. به عنوان مثال‌هایی از این محصولات می‌توان به الیاف، منسوجات وچسب‌های بسیار قوی، مواد زیست‌سازگار و داروهای جدید اشاره کرد. امروزه مهندسی شیمی ارتباطی تنگاتنگ با علوم زیست‌شناسی، مهندسی پزشکی و اغلب شاخه‌های مهندسی دارد.

صنایع شیمیایی به بخشی از صنایع گفته می‌شود، که مواد شیمیایی مورد نیاز دیگر صنایع را، از طریق تبدیل مواد خام به مواد مورد نیاز، تامین می‌کند. پالایشگاه‌ها و واحدهای پتروشیمی که مواد خام نفتی را به موادی چون سوخت، حلال (محصولات غذایی)، رزین و... تبدیل می‌کنند نمونه‌ای از صنایع شیمیایی به‌شمار می‌روند.و جز این دسته می‌باشند.

فهرست مطالب:

فصل اول: صنایع شیمیایی و تولید مواد شیمیایی در مقیاس بزرگ

گروه بندی مواد شیمیایی

مواد خام،مواد خام طبیعی و فرآورده های مربوطه

و...

فصل دوم: فرآیندهای تهیه مواد معدنی

فرآیند مرطوب برای تولید اسید فسفریک

فرآیند گرمایی برای تولید اسید فسفریک خالص

تهیه سوپر فسفات

تهیه سوپر فسفات سه گانه

فرآیند هابر برای تولید آمونیاک

تهیه گاز سنتز

فرآیندهای معروف تهیه گاز سنتز از زغال سنگ

تولید سولفوریک اسید

و...

فصل سوم: فرآورده های فرآیندهای تخمیری

فرآیندهای تخمیری در صنایع شیمیایی و خنثی سازی فاضلابها

چگونگی تبدیل مواد شیمیایی با میکروارگانیسم ها

تخمیر صنعتی

مراحل تکثیر و رشد باکتریها

تخمیر در تانک عمیق

فرآیند تولید پنیسیلین

تولید بوتانول-استون

و...

فصل چهارم: فرآیندهای تهیه ترکیبات آلی

فرآیندهای جداسازی

فرآیندهای جداسازی-تبلور

اجزا حاصل از اولین تقطیر نفت خام

انواع واکنش های پالایشگاهی

فرآیند صنعتی با شیمی اتیلن

و...

فصل پنجم: تبدیل یک فرآیند آزمایشگاهی به واحد صنعتی

تعریف پروژه

محاسبه مقدماتی هزینه ها

توسعه و تکوین فرآیند آزمایشگاهی

تهیه طرح پایلوت

و...

فصل ششم: برآورد هزینه ها

قسمتهای اصلی در فرآیند محاسبه هزینه

جدول ساده محاسبه هزینه-فرآیند ناپیوسته

نحوه محاسبه قیمت ماده خام

و...

فصل هفتم: آثار زیست محیطی فرآیندها

استاندارد اجزای اصلی هوای تمیز در نزدیکی سطح دریا

استانداردهای مربوط به کیفیت هوا

گازها و ذرات آلوده کننده محیط زیست

شش آلوده کننده اصلی هوا

منابع اصلی گوگرد هوا

کربن مونواکسید

و...

فصل هشتم: تجهیزات و وسایل برای تولید بزرگ

واکنشگاه ناپیوسته

جاروب کننده ها

دستگاههای صاف کننده

خشک کن ها

انتخاب فرآیند پیوسته یا ناپیوسته

و...

فصل نهم: تقطیر، استخراج و تبلور در تولیدهای بزرگ

تقطیر

تقطیر استخراجی، تقطیر آزئوتروپی

تفکیک دوجز در مخلوط آزئوتروپی

استخراج

تبلور

و...

فصل دهم: تهیه فرآورده های شیمیایی از مولکول های کوچک

مواد ضد آفات

حشر کش های آلی فسفردار

حشره کش های کرباماتی

علف کش ها

صابون ها و پاک کننده ها

مواد دارویی

و...

فصل یازدهم: کاتالیزورهای صنعتی

فرآیند کاتالیزوری

کاتالیزور ناهمگن

کاتالیزورهای ناهمگن با کاربرد صنعتی

انتخاب کاتالیزور برای انواع فرآیندها

مبدلهای کاتالیزوری در موتور

کاتالیزورهای همگن

و...

فصل دوازدهم: مشاغلی که برای آنها دانش صنایع شیمیایی ضروری است

انواع شغلها در یک شرکت شیمیایی

انواع مشاغل یک شیمیدان

و...

پاورپوینت کامل و جامع با عنوان شیمی معدنی صنعتی در 294 اسلاید

شیمی معدنی شاخه‌ای از دانش شیمی است که با کانی‌ها (مواد معدنی) و خواص آنها سروکار دارد. شیمی معدنی شاخه بزرگی از علم شیمی است که بطور کلی شامل بررسی، تحلیل و تفسیر نظریه‌های خواص و واکنشهای تمام عناصر و ترکیبات آنها بجز هیدروکربنها و اغلب مشتقات آنهاست. به عبارت دیگر می‌توان چنین اظهار نظر کرد که شیمی معدنی کلیه موادی که از جمله ترکیبات کربن نباشند، به استثنای اکسیدهای کربن و کربن دی‌سولفید را دربر می‌گیرد.

نگاه کلی

در شیمی معدنی در مورد گستره وسیعی از موضوعات از جمله: ساختمان اتمی، بلورنگاری (کریستالوگرافی)، انواع پیوندهای شیمیایی اعم از پیوندهای کووالانسی، یونی، هیدروژنی و ...، ترکیبات کئوردیناسیون و نظریه‌های مربوط، از جمله نظریه میدان بلور و نظریه اوربیتال مولکولی، واکنشهای اسید و باز، سرامیکها، تقارن مولکولی و انواع بخش‌های زیرطبقه الکتروشیمی (برقکافت، باتری، خوردگی، نیمه رسانایی و غیره) بحث می‌شود.

در باب اهمیت شیمی معدنی، ساندرسن چنین نوشته است:

در واقع بیشترین مباحث علم شیمی را دانش اتمها تشکیل می‌دهد و کلیه خواص مواد و ترکیبات، به ناچار ناشی از نوع اتمها و روشی است که با توجه به آن، اتمها به یکدیگر می‌پیوندند و مجموعه تشکیل می‌دهند و از طرف دیگر کلیه تغییرات شیمیایی متضمن بازآرایی اتمهاست. در این حال شیمی معدنی تنها بخشی از علم شیمی است که با توجه به آن می‌توان به صورتی ویژه، در باب مغایرتهای موجود در میان کلیه انواع اتمها بررسی نمود.

طبقه بندی مواد معدنی

در یک مفهوم گسترده، مواد معدنی را می‌توان در چهار طبقه تقسیم بندی نمود: عناصر، ترکیبات یونی، ترکیبات مولکولی و جامدات شبکه‌ای یا بسپارها.

عناصر: عناصر دارای ساختارها و خواص بسیار متفاوت هستند. بنابراین می‌توانند به یکی از صورتهای زیر باشند:

گازهای اتمی (Kr , Ar) یا گازهای مولکولی (O2 , H2)

جامدات مولکولی (C6 , S8 , P4)

مولکولها یا جامدات شبکه‌ای گسترش یافته (الماس، گرافیت)

فلزات جامد (Co , W) یا مایع (Hg , Ca)

ترکیبات یونی: این ترکیبات در دما و فشار استاندارد معمولاً جامدند و عبارت‌اند از:

ترکیبات یونی ساده، مانند NaCl که در آب یا دیگر حلالهای قطبی محلول‌اند.

اکسیدهای یونی که در آب غیر محلول‌اند، مانند کلسیم اکسید (CaO) و اکسیدهای مختلط همچون اسپنیل (

MgAl2O4)، سیلیکاتهای مختلف مانند CaMg(SiO3)2 و ...

دیگر هالیدهای دوتایی، کاربیدها، سولفیدها و مواد مشابه. چند مثال عبارتست از: BN , GaAs , SiC , AgCl.

ترکیباتی که دارای یونهای چند اتمی (به اصطلاح کمپلکس) هستند، همچون Ni(H2O)62+ , Co(NH3)63+ , SiF62- .

ترکیبات مولکولی: این ترکیبات ممکن است جامد، مایع یا گاز باشند و مثالهای زیر را دربر می‌گیرند:

ترکیبا دوتایی ساده همچون UF6 , OsO4 , SO2 , PF3 .

ترکیبات پیچیده فلزدار همچون RuH(CO2Me)(PPh3)3 , PtCl2(PMe3)2 .

ترکیبات آلی فلزی که مشخصاً پیوندهای فلز به کربن دارند، مانند Zr(Cn2C6H5)4 , Ni(CO)4 .

جامدات شبکه‌ای یا بسپارها: نمونه‌های این مواد شامل بسپارهای متعدد و متنوع معدنی و ابررساناها است. فرمول نمونه‌ای از ترکیبات اخیر YBa2Cu3O7است.

ساختارهای مواد معدنی

ساختار بسیاری از مواد آلی از چهار وجهی مشتق می‌شود. فراوانی آنها به این دلیل است که در مواد آلی ساده، بیشترین ظرفیت کربن و همچون بیشتر عناصر دیگری (به استثنای هیدروژن) که معمولاً به کربن پیوند می‌شوند، چهار است. اما اجسام معدنی وضعیت ساختاری بسیار پیچیده‌ای دارند، زیرا اتمها ممکن است خیلی بیشتر از چهار پیوند تشکیل دهند. بنابراین، در مواد معدنی اینکه اتمها پنج، شش، هفت، هشت و تعداد بیشتری پیوند تشکیل دهند، امری عادی است. پس تنوع شکل هندسی در مواد معدنی خیلی بیشتر از مواد آلی است.

ساختار مواد معدنی اغلب بر اساس تعدادی از دو وجهی‌های با نظم کمتر، نظیر دو هرمی با قاعده مثلث، منشور سه ضلعی و غیره و همچنین بر اساس شکلهای باز چند وجیهای منتظم یا غیر منتظم که در آنها یک یا چند راس حذف شده است، نیز مشاهده می‌شود.

انواع واکنشهای مواد معدنی

در بیشتر واکنشهای آلی می‌توانیم در مورد مکانیسمی که واکنش از طریق آن انجام می‌شود، بحث و بررسی کنیم، در صورتی که برای بسیاری از واکنشهای معدنی فهم دقیق مکانیسم غیر ممکن یا غیر ضروری است.

رابطه شیمی فیزیک و شیمی معدنی

در توجیه موجودیت مواد معدنی و در توصیف رفتار آنها، به استفاده از جنبه‌های خاصی از شیمی فیزیک، بخصوص ترمودینامیک، ساختارهای الکترونی اتمها، نظریه‌های تشکیل پیوند در مولکولها،سینتیک واکنش و خواص فیزیکی مواد نیاز داریم. بنابراین با استفاده از شیمی فیزیک می‌توان به ساختار اتمی و مولکولی، تشکیل پیوند شیمیایی و دیگر اصول لازم برای درک ساختار و خواص مواد معدنی پرداخت.

فهرست مطالب:

فصل اول: ترکیبات نیتروژن دار

آمونیاک

اهمیت اقتصادی آمونیاک

تولید آمونیاک

مراحل سنتز آمونیاک

تولید گاز سنتز

تولید مخلوطهای هیدروژن، نیتروژن و کربن‌ مونوکسید

و...

فصل دوم: ترکیبات فسفردار

منابع اولیه برای تولید ترکیبات فسفردار

فسفریک اسید

تولید فسفریک‌ اسید به روش تر

عوامل موثر در نوع فرآیند انتخابی

انواع روشهای نیمه آبدار

تغلیظ و خالص‌ سازی اسید

تولید فسفریک‌ اسید کوره‌ای

و...

فصل سوم: ترکیبات گوگرددار

سولفوریک اسید

تولید سولفوریک اسید

تولید گوگرد دی اکسید

تبدیل گوگرد دی‌ اکسید به سولفوریک‌ اسید

استفاده از سولفوریک‌ اسید ضایعاتی و سولفاتهای فلزی برای تولید سولفوریک‌ اسید

تجزیه سولفوریک‌ اسید ضایعاتی

و...

فصل چهارم: صنایع فلزی

آلومینیوم

تولید آلومینیوم

کاربردهای آلومینیم

آلومینیم‌ اکسید و آلومینیم‌ هیدروکسید

کاربردهای آلومینیم‌ اکسید

آلومینیوم سولفات

آلومینیوم کلرید

سدیم آلومینات

و...

فصل پنجم: سیلیکون ها

معرفی سیلیکون ها

خواص سیلیکون ها

مواد اولیه برای تهیه سیلیکونها

تهیه کلرو متیل‌ سیلان‌ ها

تهیه کلروفنیل‌ و کلرومتیل‌ فنیل‌ سیلان‌ ها

تهیه سایر سیلان‌های صنعتی

تهیه اولیگوسیلوکسان‌های خطی

تصفیه محصولات هیدرولیز و متانولیز

و...

فصل ششم: صنعت شیشه

شیشه

انواع محصولات تولیدی از شیشه

خواص شیشه

اثر ترکیب شیمیایی بر خواص شیشه

شیشه سرامیک

مواد اولیه برای تولید شیشه

حذف ته رنگ نامطلوب در تولید شیشه

فرآیند ذوب

انواع کوره های ذوب

شکل دهی شیشه مذاب

و...

فصل هفتم: صنعت سیمان

ترکیبات سیمان

سیمان پرتلند

روش تر برای تولید سیمان پرتلند

روش نیمه تر برای تولید سیمان پرتلند

روش نیمه خشک برای تولید سیمان پرتلند

روش خشک برای تولید سیمان پرتلند

کاربردهای سیمان پرتلند

سیمان سرباره ای

سیمان پوزولانی

و...

فصل هشتم: صنایع سرامیک و مواد نسوز

سرامیک

عوامل موثر بر خواص سرامیکها

طبقه بندی سرامیک ها

سرامیکهای سیلیکاتی زمخت

سرامیکهای سیلیکاتی ظریف

سرامیکهای اکسیدی

سرامیکهای غیراکسیدی

مراحل تولید سرامیکها

و...

فصل نهم: اجسام سخت

تقسیم بندی مواد سخت

روشهای تولید کاربیدهای فلزی

کوره های مورد استفاده در واکنشهای کربن دار کردن

کاربید تیتانیم

کاربید وانادیم

کاربید نایوییم و تانتالیم

کاربید کروم

کاربید مولیبدن

کاربید تنگستن

و...

فصل دهم: رنگینه های معدنی

رنگدانه

رنگدانه های معدنی مصنوعی

کاربرد رنگدانه های معدنی

رنگدانه های سفید

رنگدانه های تیتانیم دی اکسید

تولید رنگدانه های TiO2 به روش سولفاتی

تولید رنگدانه های TiO2 به روش کلریدی

و...