مقدمه :
پلی (آریلن اتر سولفون) ها یک دسته مهم از مواد پلیمری هستند که شفاف، آمورف با دمای حالت گذار شیشه ای بالا هستند و پایداری حرارتی، اکسایشی و مقاومت به هیدرولیز عالی، همچنین خواص مکانیکی و تشکیل فیلم خوب از خود نشان می دهند. تولید این ماده در مقیاس تجاری در سال 1965 شکل گرفت.
این مواد از طریق روش های مختلف سنتز می شوند. مهمترین مسیر تجاری، جایگزینی هسته دوستی آروماتیک است و به میزان کمتر جایگزینی الکتروندوستی آروماتیک است. حال در اینجا به مرور روش جایگزینی هسته دوستی آروماتیک می پردازیم که شامل دو مسیر است
یکی از مسیرهای هسته دوستی آروماتیک اولیه برای سنتز پلی آریلن اترها توسط جانسون و همکارانش[1] توسعه یافت، و آنها براین باورند که این روش امروزه در روش های تجاری بکار میرود[31]. جانسون دسته بزرگی از پلی اترها را توسط این روش سنتزی، سنتز کرد. به عنوان مثال تشکیل پلی سولفون بیس فنول A در شکل 10 نشان داده شده است. آنها مونومرها و شرایط گوناگون را بکار بردند و مشاهدات مختلف ایجاد شده در طول این آزمایشات را بحث کردند. مشاهدات آنها برای حلال های مناسب انجام شد که سرانجام دی متیل سولفوکسید (DMSO) به عنوان بهترین حلال برای سنتز تقریبا همه پلیمرها انتخاب شد.
با این حال، مفید بودن آن زمانی محدود شد که از کلریدهای فعال شده ضعیف تر یا بیس فنولهای اسیدی تر استفاده کرد. در مواردی که نمی توان از DMSO استفاده کرد به جای آن می توان از سولفولان استفاده نمود. در موارد خاصی که کریستالیزاسیون پلیمر در درصد تبدیلات پایین در حلال DMSO اتفاق می افتد، در حالی که برای سولفولان مشکلی به وجود نمی آید. همانطور که قبلا ذکر شد یکی از ویژگی های مهم یک حلال خوب، توانایی حلال پوشی واکنش دهنده ها و محصولات است. در مورد این واکنش دو مشکل وجود دارد : حلال پوشی بیس فنات قلیایی و پلیمر. مشخص شده است که حلال پوشی بیشتر بیس فنات های قلیایی حتی در DMSO در دماهای واکنش خیلی بالا حدود بین 130-170 انجام می شود. استفاده از سولفولان اجازه می دهد که از دماهای بالاتر در حدود 0C230 استفاده شود زمانی که مونومرهای با واکنش پذیری کمتر بکار میرود. واکنش های جانبی به خاطر حضور مقادیر کمی آب اثرات چشمگیری روی وزن مولکولی بدست آمده دارد.
هیدرولیز فنات فلزی برای تولید یون هیدروکسید یک واکنش جانبی عمده است. یون هیدروکسید به عنوان یک نوکلئوفیل عمل می کند و جایگزین هالید فعال شده می شود، ایجاد یک گروه انتهایی با واکنش پذیری کم که در نهایت استوکیومتری پلیمر کردن را برهم می زند و وزن مولکولی را محدود می کند.
اعتقاد بر این است که علت عمده وزن مولکولی پایین بدست آمده زمانی است که آب وجود دارد، چون وزن مولکولی بعد از حذف آب از واکنش افزایش نمی یابد، حتی بعد از اینکه آنها زمان کافی برای رسیدن به تبدیل های بالا را به واکنش دادند. هیدرولیز پلیمر توسط هیدروکسید یکی دیگر از واکنش های جانبی ممکن است. جانسون و همکارانش مشاهده کردند که واکنش پذیری بیس فنول های گوناگون به طور معکوس با اسیدیته آنها تغییر می کند، با این ایده که هسته دوستی بیس فنات ها با خاصیت بازی آنها افزایش می یابد مطابقت دارد. آنها متوجه شدند که تنها نمک های سدیم و پتاسیم حلالیت کافی در DMSO را دارند. واکنش پذیری دی هالیدهای فعال شده هم به گروه فعال کننده و همچنین به هالید وابسته است. زمانی که گروه فعال کننده یکسان باشد مشتقات فلوئوردار سریعتر از مشتقات کلردار واکنش می دهند. استفاده از گروه های فعال کننده قوی تر مثل سولفونها اجازه واکنش پذیری نسبتا سریعتر با گروه های کلر و همچنین فلوئور را می دهد.
[1] Johnson and coworkers
پایان نامه مهندسی شیمی - شبیه سازی رآکتور سنتز متانول 70 ص فایل بصورت word میباشد
پایان نامه مقطع دکتری با موضوع ارائه یک متدولوژی برای سنتز مدارهای کوانتومی مبتنی بر کتابخانه ای از اجزای سازنده به صورت کامل و با فرمت پی دی اف با قابلیت کپی به ورد
چکیده:
محاسبات منطقی معکوس پذیر و محاسبات کوانتومی هر یک به نحوی موضوع انجام تحقیقات جامع تر برای رفع موانع موجود بر سر راه پیشرفت تکنولوژی CMOS شده اند. به صورت مشخص، مشکل جدی توان مصرفی در تکنولوژی CMOS مسائل موجود در کوچکتر کردن مقیاس در تکنولوژی ساخت و نیز محدودیت دستیابی به قدرت پردازشی بیشتر باعث افزایش گرایش به محاسبات معکوس پذیر و کوانتومی شده است.
به دلیل اهمیت موضوع، این رساله بر روی ارائة یک متدولوژی سنتز برای محاسبات منطقی معکوس پذیر قابل اجرا در تکنولوژی CMOS معکوس پذیر و کوانتومی تمرکز یافته است. بر این اساس، پس از تحلیل و شناخت روش های موجود که منجر به ارائة چند الگوریتم سنتز مکاشف های نیز شد، یک متدولوژی سنتز چندمرحله ای که شامل بهین هسازی پیش از سنتز، استخراج فرمت میانی، سنتز و بهینه سازی پس از سنتز می باشد، ارائه شد. شناخت و ارائة یک فرمت میانی مناسب برای متدولوژی پیشنهادی، طراحی اجزای کتابخانه و ارائة الگوریت مهای سنتز برای تولید هر یک
از آن اجزاء، ارائة الگوریتم های نگاشت تحت عنوان افراز و تخصیص برای استفاده از کتابخانة ارائه شده، تحلیل زمانی و نیز تحلیل هزینه در بدترین حالت و ارائه دو خانواده مدار آزمون جدید از دیگر فعالیت های صورت گرفته در این رسالة دکتری است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که متدولوژی پیشنهادی همواره همگرا بوده و در بدترین
حالت نسبت به بهترین روش موجود، تعداد گی ت پایة کمتری تولید م یکند که به هزینة کمتری نیز منجر می شود. همچنین متدولوژی پیشنهادی از نظر استفاده از تعداد بیت های کمکی بهینه است و نسبت به رو شهای موجود به مراتب سریع تر است. تحلیل ها نشان داد که ترکیب متدولوژی پیشنهادی با یکی از روش های موجود می تواند هزینة سنتز مدارهای آزمون را در حدود ۱۵ % در حالت میانگین ( ۵۵ % در بهترین حالت) بهبود دهد.
متانول یکی از مهمترین الکل ها است که به دلیل کاربرد فراوان آن به خصوص در مصارف عمومی مورد توجه قرار گرفته است. موارد مصرف این ماده زیاد است و از جمله آن می توان به سه مصرف عمده به عنوان حلال، سوخت و ماده اولیه تهیه مواد شیمیایی اشاره کرد.
در این تحقیق تولید متانول که شامل یک راکتور، مبدل حرارتی و جداساز می باشد به صورت دینامیکی شبیه سازی شده است. فرض شده است. پیش بینی رفتار فرآیند تولید متانول از گاز سنتز، از طریق حل دستگاه های معادلات دیفرانسیل غیر خطی مرتبه اول و دستگاه های معادلات جبری غیر خطی انجام گردیده است.
با استفاده از مدل فوق تاثیر چندین پارامتر مهم شامل نسبت جریان برگشتی، دمای ورودی به راکتور و فشار پوسته اطراف راکتور به منظور جبران افت فعالیت کاتالیست بررسی شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهدکه از طریق تغییر دادن شرایط عملیاتی به مقدار قابل توجهی می توان اثر افت فعالیت کاتالیست را در کاهش تولید متانول کم رنگ تر نمود
1-1- معرفی متانول
متانول یکی از مهمترین الکلها است که به دلیل کاربرد فراوان آن به خصوص در مصارف عمومی مورد توجه قرار گرفته است. موارد مصرف این ماده در صنعت زیاد است و از آن جمله میتوان به سه مصرف عمده به عنوان حلال، سوخت و ماده اولیه تهیه مواد شیمیایی از قبیل فرمالدئید، دی متیل ترفتالات، متیل آمینها و اسید استیک اشاره کرد (Kirk-Othmer 1974).
مصرف این ماده به عنوان سوخت به این دلیل است که متانول دارای نقطه جوش نرمال پایین (7/64) بوده و دمای اشتعال آن نیز کم (385) است. از طرفی بهخاطر پایین بودن نقطه انجماد این ماده (56-)، از آن برای کاهش نقطه انجماد آب نیز استفاده میکنند (Alvin 1997).
سنتز متانول را میتوان به قدمت استفاده از شعله چوب دانست. تا کنون متانول از روشهای مختلفی ساخته شده است. روشهای قدیمیتر به صورت تقطیر چوب بوده است و روشهای پیشرفتهتر استفاده از گاز سنتز در مجاورت کاتالیزور میباشد. این روش شامل تهیه گاز سنتز، بررسی واکنشهای رقابتی انجام شده در راکتور و مشخص نمودن کاتالیزور برتر، تراکم سازی گاز سنتز برای ورود به راکتور و خالص سازی محصول میباشد.
متانول را اکثرا به اسم الکل چوب میشناسند و علت آن این است که اولین منبع تجارتی آن چوب بوده است. الکل چوب اولین بار توسط در سال 1661 شناخته شد. ولی تا سال 1812 اختلاف بین متانول و اتیل الکل کشف نشد. حتی در سال 1930 این اختلاف اندک فرض میشد. قبل از سال 1930، این ماده یک ماده پرهزینه بود چرا که متانول تهیه شده شامل ناخالصیهای فراوان مثل استون، استات متیل، آلیل الکل، اسید استیک، نفتالین، فنل و … بود و جداسازی این مواد کاری پر هزینه بود (Andrzej Cybulski 1988).
متانول مایعی است بی رنگ، قابل اشتعال و دارای بویی تقریبا تند که با هر نسبتی با آب ترکیب میشود. فرمول شیمیایـی این ماده و دانسیته آن 792 میباشد. از آنجائـیکه در حدود یک قرن متانول به وسیله تقطیر تخریبی چوب تولید میگردید، لذا به آن الکل چوب میگویند. الکل چوب واقعی شامل موادی مانند استن، اسیداستیک و آلیل الکل نسبت به متانول تجارتی موجود امروزه میباشد. سالهای زیادی بزرگترین استفاده متانول در تولید فرمالدئید بوده است، که تقربیا نیمی از متانول تولید شده را مصرف مینمود. بعدها به علت استفادههای جدیدتر از متانول برای تولید موادی همچون اسید استیک و متیل ترشری بوتیل اتر اهمیت متانول افزایش یافت. استفاده مستقیم از متانول به عنوان سوخت نیز دارای اهمیت ویژهای است.
متانول مادهای است سمی، که حتی خوردن کمی از آن مرگ آور است. در بیشتر مواقع اثرات سمی آن بعد از چند ساعت و بعضی اوقات، 2 تا 3 روز بعد ظاهر میشود. متانول در بیشتر مواقع روی اعصاب بینایی نیز اثر میگذارد. خوردن 5 میلی لیتر از متانول کافی است، تا بینایی را از بین ببرد. تنفس آن نیز به مدت طولانی همان اثرات مسموم کننده قبلی را دارد.
متانول مایعی است با بویی تقریبا تند که در صورت خالص بودن بوی ملایم الکل را دارد. متانول با حرارت تجزیه میشود و ایجاد دی اکسید کربن و فرمالدئید میکند. متانول با مواد اکسید کننده نظیر پرکلراتها، تری اکسید کرم، برم، هیپوکلریت سدیم، کلرین و پراکسید هیدروژن به شدت واکنش میدهد که منجر به ایجاد حریق و مخلوطهای قابل انفجار میگردد.
متانول به خوبی با هوا ترکیب شده و به آسانی مخلوطهای قابل انفجار ایجاد میکند. متانول با آب، الکلها، استرها،کتونها و اکثر حلالهای آلی میل ترکیبی داشته و مخلوطهای آزئوتروپ زیادی به وجود میآورد.