پایان نامه مولکول نگاری پلیمری سنتز و کاربرد آن در استخراج

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه مولکول نگاری پلیمری سنتز و کاربرد آن در استخراج دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت:word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:266

مقدمه:
مفهوم برهم کنش مولکولی بسیار قدیمی بوده و بوسیله مؤسسات یونانی و ایتالیایی استفاده شده است. در نیمه دوم قرن نوزدهم، ظهور نظریه‌های مدرن در مورد این برهم کنش‌ها از میان آزمایش‌های واندروالس در مطالعاتش پیرامون برهم کنش‌های مابین اتمها در حالت گازی آغاز شد و در سال 1894، فیشر نظریه مشهور «قفل و کلید» اش را در مورد‌ روش برهم کنش سوبسترا با آنزیم ارائه‌کرد (شکل‌1-1).
براساس نظریه فوق، عمل خاص یک آنزیم با یک سوبسترا تنها می‌تواند با استفاده از تشبیه قفل به آنزیم و کلید به سوبسترا توضیح داده شود. فقط وقتی که کلید (سوبسترا) اندازه قفل باشد در درون سوراخ قفل (مکان فعال آنزیم) جای می‌گیرد. کلیدهای کوچکتر، کلیدهای بزرگتر یا کلیدهایی با دندانه‌های نامشابه (مولکولهای سوبسترا با شکل و اندازه نادرست) در داخل قفل (آنزیم) جای نخواهند گرفت (1). شکل 1-2 بخوبی این موضوع را نشان می دهد.
در سیستم‌های زیستی، کمپلکس‌های مولکولی بواسطه‌ تعداد زیادی از برهم کنش‌های غیر کووالانسی از قبیل پیوندهای هیدروژنی و پیوندهای یونی تشکیل می‌شوند. اگر چه این برهم کنشها به تنهایی در مقایسه با پیوندهای کووالانسی ضعیف می‌باشند، لیکن تاثیر همزمان این پیوندها اغلب منجر به تشکیل کمپلکس‌های پایدار می‌شود. برهم کنش‌های پیچیده مابین انواع مولکولها، شناخت مولکولها و توانایی تقلید از پیوندهای طبیعی، دانشمندان را برای مدت زمان طولانی مشغول کرده است. این رویداد منجر به تشکیل رشته جدیدی با عنوان شیمی تقلید زیستی شده است. اصطلاح تقلید زیستی به وضعی گفته می‌شود که در آن فرایندهای شیمیایی از یک فرایند بیوشیمیایی تقلید می‌کنند، تا اینکه ساختارها و مکانیزم سیستمهای زیستی شناخته شوند. دانشمندان در تلاش هستند که این دانش را به فنون سنتزی تبدیل کنند. یکی از این فنون سنتزی که در دهه اخیر مورد توجه واقع شده است، فن مولکول نگاری می‌باشد (1، 2).

فهرست مطالب:
فصل اول: مقدمه
1-1- تئوری قفل و کلید
1-2- تاریخچه مولکول نگاری
1-3- روش های مختلف مولکول نگاری
مراجع
فصل دوم: اهمیت مولکولهای پذیرنده درعلم و تکنولوژی پیشرفته
2-1-مقدمه
2-2- پذیرنده های طبیعی
2-4- پذیرنده ها برای کاربردهای عملی
2-5- چرا روش مولکول نگاری اینقدر امید بخش است؟
مراجع
فصل سوم: اساس مولکول نگاری
3-1- مقدمه
3-2-ماکرومولکول ها (1)
3-2-1-ماکرومولکول های سنتزی
I- واکنشهای پلیمریزاسیون
A- پلیمریزاسیون رادیکالی
a- تحریکهای حرارتی
b- فعال کننده‌های فوتوشیمی
c- تشکیل مرحله اولیه بوسیله اجسام مولد رادیکالهای آزاد
B- پلیمریزاسیون یونی
a- پلیمریزاسیون کاتیونی
b- پلیمریزاسیون آنیونی
g- خاتمه فعالیت با افزایش متوقف کننده ها
3-3-تکنیکهای پلیمریزاسیون
3-4-قواعد اساسی مولکول نگاری
3-5- روش‌های مختلف مولکول نگاری
3-6- مزایا و معایب منتقوش پذیری غیر کووالانسی و کووالانسی
مراجع
فصل چهارم: روشهای آزمایشگاهی
فرآیند های مولکول نگاری
4-1- مقدمه
4-2- واکنشگر ها و فرآیند های آزمایشگاهی
4-2-1- مونومر های عاملی
4-2-2- مولکول الگو
4-2-3- عوامل اتصال دهنده عرضی
4-2-6- تأثیر زمان
4-3-منقوش پذیری کووالانسی
4-3-1- منقوش پذیری به وسیله استر های برونیک اسید
4-3-3- منقوش پذیری با استالهاو کتالها
4-3-4- منقوش پذیری با بازهای شیف
4-3-5- منقوش پذیری با پیوندهای S-S
4-3-6- منقوش پذیری با پیوندهای کئوردینه شده
4-4- منقوش پذیری غیر کووالانسی
4-5- مولکول نگاری تصنعی
مراجع
فصل پنجم: روشهای تجربی درارزیابی کارآیی منقوش پذیری
5-1- مقدمه
5-2- آزمایشات کروماتوگرافی
5-3- آزمایشات پیوند الگو به روش نا پیوسته
5-4- تعیین ثابت اتصال الگو
مراجع
فصل ششم: مطالعه اسپکتروسکوپی واکنشهای مولکول نگاری
6-1-مقدمه
6-2-ساختار کمپلکس در مرحله پیش پلیمریزاسیون
6-3-بررسی برهمکنش های الگو- مونومر توسط روش های اسپکتروسکوپی
6-4-بررسی برهمکنش های الگو- MIP
6-6- رابطه بین میزان K و کارایی مولکول نگاری
6-7 – ساختار سایت اتصال مولکول الگو
مراجع
فصل هفتم: شمایی از روش مولکول نگاری
7-1- مقدمه
7-2- انتخاب عوامل
7-2-1- مونومرهای عاملی
7-2-2-حلال پلیمریزاسیون
7-2-3- عامل اتصال دهنده عرضی
7-3- پلیمریزاسیون
7-4 پرکردن ستون HPLC با پلیمر منقوش
7-5- ارزیابی کمی کارایی منقوش پذیری
مراجع
فصل هشتم: کاربرد های مولکول نگاری
8-1- کاربرد های مولکول نگاری
8-1-2- تقلید گر های باند پادتن و پذیرنده
8-1-3- کاربرد های کاتالیستی و آنزیمی
8-1-4- حسگر های زیستی
8-1-6- پلیمر های منقوش پذیر به عنوان غشاء های سلولی
8-1-7- کاربرد مولکول نگاری در جذب انتخابی یون ها
8-1-8- پلیمر های منقوش پذیر برای تغلیظ انتخابی یون ها
8-1-9- کاربرد پلیمر های منقوش پذیر در جداسازی پپتیدها
8-2- مروری کلی بر کارهای انجام شده به روش مولکول نگاری
مراجع
فصل نهم: چالش ها و پیشرفت های اخیر
9-1- مقدمه
9-2- مولکول نگاری در آب
9-3- استفاده از دو نوع مونومر عاملی برای شناسائی مشترک
9-4- ژل معدنی به عنوان بستری برای مولکول نگاری
9-4-1- منقوش پذیری کووالانسی در ماتریس سیلیکا ژل
9-4-2- فیلم فوق نازک TiO2 به عنوان ماتریس برای فرایند منقوش پذیری (15و16)
9-4-3- سیلیکا ژل مارپیچ برای تکنیک مولکول نگاری (17)
9-5- آنزیم های مصنوعی (کاتالیزور مولکولی) برای تکنیک مولکول نگاری
9-5-1- ترکیب سایت های کاتالیزوری و سایت های اتصال سابستریت
9-5-2- پادتن کاتالیزی تهیه شده با استفاده از مرحله گذار آنالوگ
مثال 9-3: پادتن کاتالیزی به عنوان یک استرس مصنوعی
مراجع

پایان نامه سنتز و شناسایی کمپلکس های کادمیم(II) با لیگاند TPT

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه سنتز و شناسایی کمپلکس های کادمیم(II) با لیگاند TPT دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:64

پایان نامه برای دریافت مدرک کارشناسی ارشد

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه
1-1 تاریخچه کادمیم...................................................................................................................................1
1-2 فلز کادمیم...........................................................................................................................................1
1-2-1 خواص فیزیکی..............................................................................................................................2
1-2-2 خواص شیمیایی............................................................................................................................3
1-3 ایزوتوپ های کادمیم.........................................................................................................................3
1-4 سمیت کادمیم....................................................................................................................................3
1-5 کاربردهای کادمیم..............................................................................................................................4
1-6  ساختار و استروشیمی ترکیبات کادمیم.............................................................................................5       
1-6-1 کادمیم هالیدها..............................................................................................................................5
1-6-2  کادمیم اکسید و کادمیم هیدروکسید............................................................................................5
1-6-3 نمک¬های اکسی اسید کادمیم........................................................................................................6
1-6-4- کادمیم سولفید...........................................................................................................................6
1-6-5- مشتق¬های آلی کادمیم...............................................................................................................6
1-7- اعداد کوئوردیناسیون متعارف-کادمیم.............................................................................................7
1-8- مقدمه¬ی بر لیگاندهای تری-آزینی..................................................................................................8
1-8-1- کمپلکس   [Pb(PDPT)(NO3)2]n........................................................................................10  
1-8-2- کمپلکس [[Pb(PDPT)2(EtOH)](ClO4)2.CH3OH] ........................................................11
1-8-3- کمپلکس [Zn(PDPT)2(ClO4)(Cl)] ..................................................................................12
1-8-4- کمپلکس [Cd(PDPT)2(NO3)(ClO4)]  .............................................................................13
1-8-5- کمپلکس [Cd2(PDPT)2(SCN)4]n ....................................................................................14
1-8-6- کمپلکس [Cu(PDPT)2(ClO4)2] .......................................................................................15
1-8-7- کمپلکس [Zn(PDPT)2(SCN)2] ........................................................................................16
1-8-8- کمپلکس [Cd((PDPT)2I1.6(H2O)0.4(OH)0.4]•0.4H2O  ............................................17
1-8-9- کمپلکس H2O• [Cd(PDPT)2Cl2] ....................................................................................19
1-8-10- کمپلکس H2O• [Cd(PDPT)2Br2] ................................................................................20
1-8-11- کمپلکس  {[PbBr3]2[Pb(PDPT)4]}n ..........................................................................22
1-8-12- کمپلکس 1.4H2O• [Ag2(PDPT)2(NO3)2] ..................................................................25
1-8-13- کمپلکس [Pb(TPT)(NO3)2]n........................................................................................27
1-8-14- کمپلکس [Pb(TPT)2(ClO4)(H2O)]∙ClO4∙H2O ........................................................28
1-8-15- کمپلکس [Ag2(TPT)2(NO3)2] ....................................................................................29
اهداف پروژه.....................................................................................................................................30
فصل دوم : بخش تجربی
2-1- دستگاههای مورد استفاده........................................................................................................31
2-2- سنتز کمپلکسها........................................................................................................................31
2-2-1- سنتز کمپلکس [Cd2(TPT)2(SCN)4]∙H2O (1) ............................................................36  
2-2-2- سنتز کمپلکس [Cd(TPT)(I)2] (2) .................................................................................37
2-2-3- سنتز کمپلکس [Cd(TPT)(Br)2] (3)...............................................................................38
فصل سوم: بحث و نتیجه گیری
3-1-بررسی خواص طیفی کمپلکس¬های سنتز شده............................................................................39
3-1-1- بررسی خواص طیفی کمپلکس  [Cd2(TPT)2(SCN)4]∙H2O (1).....................................40
3-1-2- بررسی خواص طیفی کمپلکس [Cd(TPT)(I)2] (2)...........................................................43
3-1-3- بررسی خواص طیفی کمپلکس [Cd(TPT)(Br)2] (3)........................................................45
3-2- بلورنگاری کمپلکس-ها..............................................................................................................47
3-2-1- بلورنگاری کمپلکس [Cd2(TPT)2(SCN)4]∙H2O  (1).....................................................47   
3-2-2- بلورنگاری کمپلکس [Cd(TPT)(I)2] (2)...........................................................................52
3-2-3- بلورنگاری کمپلکس  [Cd(TPT)(Br)2] (3).......................................................................56
نتیجه گیری.........................................................................................................................................61
پیشنهادات...........................................................................................................................................63
منابع....................................................................................................................................................64

چکیده:

سه کمپلکس جدید کادمیم(II)با لیگاند 6,5,3-تریس(2-پریدیل )-1،2،4- تری آزین با سه آنیون (SCN-,I- ,Br-)در حلال متانول سنتز شده اند وبا تکنیک های آنالیز عنصری، 1H-NMR و
FT – IR شناسایی شده و با پراش پرتو- X به صورت ساختاری مورد مطالعه قرار گرفته است.
فرمول این کمپلکس ها به این صورت می باشد:
1.    [Cd2(TPT)2(SCN)4]H2O
2.    [Cd(TPT)(I)2]
3.    [Cd(TPT)(Br)2]
نتایج کریستالوگرافی نشان می دهد که عدد کئوردیناسیون کادمیم در کمپلکس(1)شش و در کمپلکس های 2و3 پنج می باشد و ساختار ترکیب (1)بصورت دی مر و ساختار ترکیبات 2و3 بصورت مونومر است.
واژگان کلیدی: پراش پرتوX-  ،کمپلکسهای کادمیم (II)،TPT،عددکئوردیناسیون

1-1- تاریخچه کادمیم
کادمیم  در سال 1817 در آلمان توسط فردریش استرومیر  کشف شد، او این عنصر جدید را درون یک ناخالصی در کربنات روی،ZnCO3 ، (کالامین) پیدا کرد. به علت اینکه کادمیم را در ترکیبات روی یافته بودند، آن-را به همان واژه لاتین خود کالامین نامگذاری کردند. استرومیر متوجه شد بعضی از نمونه¬های ناخالص کالامین به هنـگام حرارت دادن تغییر رنگ می¬دهند اما کالامیـن خالص این¬گونه نیست [1] .
1-2- فلز کادمیم
 
شکل 1-1 موقعیت کادمیم در جدول تناوبی
کادمیم عنصر شیمیایی است که در جدول تناوبی با نشانCd  و عدد اتمی 48 قرار گرفته است (شکل 1-1). کادمیم فلزی الکتروپوزیتیو، با لایه d پر شده و پیکربندی الکترونی(2 s5، 10d4) است، تنها تراز اکسایش پایدار آن 2+ است که به طور عمده در حالت یونی است، نسبتاً کمیاب، نرم، چکش¬خوار، انعطاف¬پذیر، سفید رنگ، درخشان و در عین حال سمی می¬باشد. دارای ساختار شش گوشه¬ای تنگ چیده  واپیچیده با شش همسایۀ نزدیک (در صفحه) و شش همسایۀ دور است. این فلز در اثر گرما با اکسیژن و با اسیدها ترکیب می¬شود. کادمیم در کانی¬های روی، سرب¬ و مس و همچنین به صورت گرینوکیت ، یافت می-شود. کادمیم از بسیاری جهات شبیه روی است اما کادمیم فرارتر از روی و در غبار حاصل از کوره¬های فراوری فلز روی گردآوری می¬شود و نسبت به روی ترکیبات پیچیده بیشتری بوجود می¬آورد. برای 2+ Cd ولت402/0 - ( کادمیم در محلول اسیدی )    E0. تراز اکسایش ناپـایدار پاییـن¬تری در گدازه¬های Cd-CdCl2 و Cd-CdCl2-AlCl3 مشاهده می¬شود، که ممکن است شامل پیوندهای Cd-Cd باشد. عددکوئوردیناسیون متعارف برای +2Cd برابر شش (هشت¬وجهی) است، گرچه کوئوردیناسیون 4و5 نیز برای آن شناخته شده است[1].
 1-2-1- خواص فیزیکی
کادمیم به صورت جامد وجود دارد. دارای نقطۀ ذوبk22/594 (F93/609)، نقطۀ جوش k1040(F1413)، گرمای تبخیر kj/mol100، گرمای همجوشی kj/mol6، فشار بخار Pa8/14و سرعت صوت m/s2310 می¬باشد[1] .
1-2-2- خواص شیمیایی
      کادمیم دارای وزن اتمی amu11/112، شعاع اتمی pm155، شعاع کووالانسیpm 148، شعاع واندروالسی pm158، ساختار الکترونی Kr[4d10 5s2] و سطح انرژی به ازای هر الکترون 2،18،18،8،2 و ساختار کریستالی شش گوش و الکترونگاتیویته 69/1 درجه پاولینگ می¬باشد[1].
1-3- ایزوتوپ¬های کادمیم
     کادمیـم بطور طبیعی شامل 6 ایزوتوپ پایدار است. 27 ایزوتوپ پرتــوزا2 شناخته شده که پایدارتـــرین آنها 113 Cd-با نیمه عمر 7/7 کوادریلیــون سال، 109 Cd-با نیمه عمـر 6/426 روز و 115 Cd-با نیمه عمر 46/53 ساعت می باشد. مابقی ایزوتوپ¬های رادیو اکتیـو دارای نیمه عمـری کمتر از 5/2 ساعت بوده که اکثــر آنها نیمــه عمرشان کمتر از 5 دقیقه است. حالت فروپاشی اتمی بلافاصله، پیش از دومین ایزوتوپ پایــدار فراوان 112Cd-، الکترون¬گیری و حالت بلافاصله بعدی، کاهش بتــا می باشد محصـول فروپاشی اصلی قبل از112Cd-، عنصر 47 نقره و محصول بعد از آن عنصر 49 ایندیم است[1].
1-4- سمیت کادمیم
    کادمیم از معدود عناصری است که هیچ¬گونه نقش ساختاری در بدن انسان ندارد. این عنصر و محلول ترکیبات آن، حتی به میزان بسیار کم سمی هستند و در اندام¬ها و محیط زیست ذخیره می شوند. استنشاق گرده¬های کادمیم به سرعت در دستگاه تنفسی و کلیه ها ایجاد مشکلاتی می¬کند که می¬توانند کشنده باشند خوردن هر مقـدار قابل ملاحـظه¬ای ازکادمیم موجب مسمومیــت سریع کبـد و کلـیه¬ها می-گردد[1].
1-5- کاربردهای کادمیم
تقریباً سه چهارم کادمیم در باطری¬ها استفاده می¬گردد به¬خصوص باطری¬های Ni-Cd و بیشتر یک سوم باقی مانده عمدتاً جهت رنگ¬ها، پوشش¬ها، آب¬کاری و به¬عنوان مواد ثبات بخش در پلاستیک¬ها بکارمی¬رود.
کاربردهای دیگر:
    در بعضی از آلیاژهای زود ذوب به کار می¬رود .به علت ضریب اصطکاک پائین و مقاومت بسیار خوب، در آلیـاژهای بلبرینگ از آن استفاده می¬شود .60% از کادمیم یافت شده در آب¬کاری الکتریــکی به¬کار می¬رود. انواع بسیاری از لحیم¬ها حاوی این فلز هستند. ترکیبات حاوی کادمیم در مواد درخشان تلویزیون¬های سیاه و سفید ونیز در مواد درخشان آبی و سبز در لامپ تصویر تلویزیون¬های رنگی به-کار می¬روند. کادمیم نمک¬های مختلفی را به¬وجود می آورد که معمول ترین آن¬ها سولفات کادمیم است. از این سولفید به -عنوان رنگدانه زرد استفاده می¬شود. در برخی نیمه هادی ها کاربرد دارد. بعضی از ترکیبات کادمیم بعنوان تثبیت کننده در پلی وینیل کلراید  به¬کار می¬رود [1].
1-6-  ساختار و استروشیمی ترکیبات کادمیم       
 1-6-1- کادمیم هالیدها       
       تمام هالیــدها، 2CdX، شناخته شــده¬اند. 2CdF، یونـی و دارای ساختــار روتیل  است. کادمیـم کلریــد 2CdCl، یونی و ساختارش از انواع مهم شبکه است، که بر اساس مکعب تنگ چیده  یون¬های کلر دارای ساختار لایه¬ای است، دارای دمای ذوب C868، تشکیل هیدرات¬ها و ترکیبات کلردار می¬دهد. برمید و یدید نیز به کلرید شباهت دارند. 2CdI، دارای ساختار لایه¬ای بر اساس شش گوشۀ تنگ چیده  یون I- است[2].  
 1-6-2-  کادمیم اکسید و کادمیم هیدروکسید  
 کادمیم هیدروکسید، به توسط OH-، از محلول آبی ته-نشین می¬شود و در زیادی OH- حل نمی¬شود. از اشتعال2Cd(OH) یا 3CdCO، کادمیم اکسید پدید می¬آید که به علت نقص¬هایی در شبکه بلورین، به رنگ¬های قهوه¬ای مایل به قرمز تا سیاه وجود دارد[2].
1-6-3- نمک¬های اکسی اسید کادمیم
      نمک¬های بی رنگ حاصل از انحلال اکسید یا کربنات در اسید مناسب هستند.
[Cd(O2CCH3)2.2H2O], Cd(NO3)2.4H2O, Cd(ClO4)2.6H2O, 3Cd(SO4).8H2O
کادمیم کربنات مهم¬ترین نمک کادمیم است و از محلول آبی+2 Cd توسط -32CO ته¬نشین می¬شود، سایر نمک¬ها در آب انحلال¬پذیرند، گرچه این محلول¬ها آبکافت می¬شوند[2] .
1-6-4- کادمیم سولفید   
      در طبیعت به صورت گرینوکیت وجود دارد و به صورت رسوب زرد از محلول آبی+2Cd وS 2 H به دست می¬آید و به عنوان رنگدانۀ زرد بکار می¬رود [2] .
1-6-5- مشتق¬های آلی کادمیم    
      مشتق¬های Cd2R و RCdX ازRLi و2CdX یا کادمیم به اضافۀ RI در حلال قطبی، تهیه می¬شوند و در مقابل گرما، تا حدی، ناپایدارند. واکنش¬های آن¬ها به واکنش¬گرهای گرینیارد شباهت دارد ولی به طور اختصاصی برای تهیۀ کتون¬ها RCOR از آسیل کلریدها RCOCl به کار می-روند[2].
1-7- اعداد کوئوردیناسیون متعارف¬کادمیم
    عددکوئوردیناسیون متعارف برای +2Cd برابر شش (هشت-وجهی) است، گرچه کوئوردیناسیون 4و5 نیز برای آن شناخته شده است.
عواملی که این فلز را نسبت به سایر فلزات واسطه متمایز  و باعث می شود ما این فلز را به عنوان فلزات اصلی تلقی کنیم به قرار زیر است :
الف) لایه های d پر و کمتر گسترده شدن اربیتالهای f در شکل الکترونی این عنصر باعث میشود که کمپلکس¬های  تشکیل شده از این عنصر نسبت به فلزات قلیایی پایدارتر باشد چون بار موثر هسته روی لایه ظرفیت این عناصر بیشتر میشودکه این عمل باعث کوچک¬تر شدن سایز این عنصر نسبت به یونهایی مثلCa+2 می شود.
ب) اربیتالهای (n-1)d پر شده نسبت به اربیتالهای np پرشده، توسط الکترونهای لیگاندها راحتر پلاریزه می شود و این عامل باعث می شود که بار موثر هسته در مورد کادمیم حتی مقداری بزرگتر از +2 است.

دانلود طرح پژوهشی سنتز ترکیبات لیمونن (و بورنئول) از روغن تربانتین

اختصاصی از یارا فایل دانلود طرح پژوهشی سنتز ترکیبات لیمونن (و بورنئول) از روغن تربانتین دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:15

فهرست مطالب:

مقدمه

شناسایی و تعیین مقدار ترکیبات موجود در صمغ طبیعی ایران :
جدول زیر درصد مواد فرار و غیرفرار را در صمغ طبیعی ایران نشان می دهد :
سمیت :
موارد استعمال روغن تربانین و فرآورده های حاصل از آن :
مشتقات مهم حاصله ازروغن تربانتین :
کار عملی :
الف)آلفاپنین ( )
ب)تهیه بتا-پنین ( -pinene)
ج)لیموننن
بورنتول (Borentol)
نتیجه گیری :

چکیده:

گیاهان معطر عموماً به دسته ای از گیاهان اطلاق می شود که حاوی ترکیبات معطر و یا بعبارت دیگر اسانس هستند . این قبیل گیاهان با تنوع فراوان در کشورمان گسترده شده اند . امروزه استفاده از روغنهای اسانس در صنایع بهداشتی ، آرایشی ، غذایی و داروئی به قدری وسیع است که در بسیاری از کشورها مقادیر زیادی از این اسانس ها و یا ترکیبات تشکیل دهند آنها بصورت سنتزی تهیه می شوند .

انسان های طبیعی بدلیل عدم خطرات ناشی از آلودگی با مواد شیمیایی و نیز بو و اثر ویژه که در ترکیبات سنتزی براحتی قابل دسترسی نیست ، بسیار قابل توجه می باشند . در کشور ما با وجود تنوع آب و هوایی و شرایط مناسب کاشت و پرورش گیاهان معطر ، اسانس های استخراج شده از این گیاهان نه تنها می توانند نیاز داخلی را رفع نمایند ، بلکه می توانند جایگاه مهمی را در صادرات کشور داشته باشند . در هر حال توضیح و تبیین و موارد کاربرد یک اسانس در درجه اول به شناخت علمی آن مربوط می شود .

در واقع ترکیبات معطر گیاه یکی از پدیده های جالب متابویسم گیاه است و بیشترین میزان رایحه را می توان از طریق گلهای تازه احساس نمود که از حضور مقادیر ناچیزی از روغنهای اسانسی در گلبرگها ناشی شده است .

روغنهای اسانسی گاهی در شکل آزاد ، مانند اسانس موجود در گل رز و اسطوقدوس و گاه بصورت گلوکوزید است که تحت شرایط مطلوب و در حضور آنزیم و با عمل تخمیر به شکل آزاد در می آید (مانند اسانس یاس) . البته روغنهای اسانسی در سایر اندامهای گیاه نیز وجود دارند ، نظیر گل ، برگ ، پوست تنه گیاه و ...

روغنهای اسانسی از دیدگاه شیمیایی ، مخلوطهای بسیار پیچیده شامل ترپن ها و سسکوئی ترپن ها و مشتقات اکسیژنه آنها و ترکیبات دیگر هستند .

اکثر ترکیبات تشکیل دهنده اسانس ها ، خواصی دارند که استفاده از آنها را به صورت فرآورده های داروئی ، بهداشتی و غذایی امکانپذیر می سازد و بطور کلی ترکیبات متشکله اسانسها را می توان به سه دسته مهم زیر تقسیم بندی نمود .

1)مونوترپن های اکسیژن دار

2)مونوترپن های بدون اکسیژن

3)سسکوئی ترپن ها

مونوترپن ها می توانند خطی ، یک حلقه ای و یا دو حلقه ای باشند . مونوترپن های اکسیژن نیز می توانند به فرمهای الکلی ، کتونی ، آلدئیدی و غیره باشند .

سقز از نظر شیمیائی جزء خانواده صمغ های طبیعی است . این دسته از مواد از منابع طبیعی بدست آمده و دارای خواص مختلف فیزیکی و شیمیایی هستند . استخراج این مواد از پوست درختان صورت می گیرد که بصورت طبیعی یال مصنوعی شکافته شده و این مواد به شکل مایع غلیظ از آن خارج می شوند که در مجاورت هوا بخشی از مواد صمغ تبخیر می گردد (مواد فرار) و باقیمانده که قابل تبخیر نمی باشد ، در مجاورت هوا عمل اکسیداسیون و پلیمریزاسیون تدریجی در آن انجام می گیرد و به ماده خشک و جامدی تبدیل می گردد ه در اغلب حلالهای آلی حل می گردد .

اصولاً صمغ های طبیعی را نسبت به زمان نگهداری و حلالیت به دو گروه محلول در الکل و محلول در روغن تقسیم می کنند. این مواد اصولاً قابل کریستالیزاسیون نبوده و دارای وزن مولکولی بالای 2000 می باشند و نقطه ذوب مشخصی هم ندارند .

جهت استخراج صمغ ، ابتدا یک برش V شکل در پوسته درخت ایجاد نموده و مایع و غلیظ صمغ خارج شده را جمع آوری می کنند و از هر برش در حدود 4-3 کیلوگرم مایع صمغ بدست می آید . صمغ استخراج شده را به کمک حلالهای آلی رقیق نموده و پس از ته نشین شدن ذرات و ناخالصی ها ، عمل فیلتراسیون را انجام می دهند و آنگاه صمغ تصفیه شده را تقطیر می کنند .

در اثر تقطیر صمغ رقیق شده با حلالهای آلی ، مواد فرار تشکیل دهنده صمغ بنام روغن تربانتین جدا شده و آنچه که بصورت جامد باقی می ماند ، بنام روزین یا لکوفن (به فارسی : سقز) نامیده می شود .

منابع اصلی استخراج صمغ گیاهی از انواع درختان جنگلی سوزنی برگ و پسته کوهی است که در ایران گونه هایی از پسته کوهی در مناطق فارس ، کرمان ، باختران ، کردستان و آذربایجان غربی می روید و ارتفاع آن بیش از پانزده متر و تاجی گرد و بزرگ و تنه های قطور به قطر نیم متر و بصورت ناصاف و تیره دارد . این درخت به نامهای بنه ، ون و گودن نیز معروف است .

اصولاً روغن تربانتین بعنوان ماده اولیه جهت تهیه اسانس و عطریات و نیز بعنوان حلال در صنایع رنگ سازی مصرف دارد . این روغن مخلوطی از هیدروکربنهای سیکلیک با یک باند مضاعف است که اصطلاحاً بنام هیدروکربنهای ترپنی نامیده می شود و نسبت آنها در روغنهای ترپانتین محتلف ، یکسان نیست و مقدار درصد آنها در صمغ های حاصله از انواع گونه های درختان جنگلی ، متغیر است .

پایان نامه مهندسی شیمی – شبیه سازی رآکتور سنتز متانول

اختصاصی از یارا فایل پایان نامه مهندسی شیمی – شبیه سازی رآکتور سنتز متانول دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت:word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:70

فهرست مطالب:

فصل اول :متانول ،خواص و روشهای تولید. ۱

۱-۱-تاریخچه [۱] ۱

۱- ۲- خصوصیات فیزیکی Physical properties [1] 3

1-3-  واکنشهای شیمیایی [۱] ۴

۱-۴- تولید صنعتی و فرآیند آن [۱] ۴

۱-۵-ماده خام [۱] ۹

۱-۵-۱-گاز طبیعی [۱] ۹

۱-۵-۲-باقیمانده های نفتی [۱] ۱۲

۱-۵-۳-نفتا [۱] ۱۴

۱-۵-۴-ذغال سنگ [۱] ۱۵

۱-۶-کاتالیست [۱] ۱۵

۱-۷-تولید در مقیاس تجاری [۱] ۱۵

۱-۸-واکنشهای جانبی [۱] ۱۶

۱-۹-خالص سازی [۱] ۱۷

۱-۱۰-کاربردهای متانول: [۴] ۱۸

۱-۱۰-۱-۱- تولید اسید استیک: ۱۹

۱-۱۰-۱-۲-کاربرد اسید استیک در صنایع: ۲۰

۱-۱۰-۲-تولید وینیل استات: ۲۰

۱-۱۰-۳-فرمالدئید: ۲۱

۱-۱۰-۴-اتیلن گلیکول: ۲۱

۱-۱۰-۵-متیل آمین: ۲۱

۱-۱۰-۶-دی متیل اتر: ۲۲

۱-۱۰-۷- ترکیبات کلرومتان : ۲۲

۱-۱۰-۸-متیل ترشری بوتیل الکل(MTBE). 23

1-10-9-کاربرد متانول در مخلوط با بنزین: ۲۵

فصل دوم: سینتیک و مکانیسم واستوکیومتری[۲] ۲۷

۲-۱-اصول واکنشهای کاتالیستی.. ۲۷

۲-۱-۱-مراحل مستقل در واکنشهای کاتالیستی.. ۲۷

۲-۱-۲-سینیتیک ومکانیسم واکنشهای کاتالیستی.. ۳۰

۲-۱-۳-اهمیت جذب سطحی در واکنشهای کاتالیستی هتروژن.. ۳۱

۲-۱-۴-بررسی سینتیکی.. ۳۷

۲-۱-۵-مکانیسم واکنشهای کاتالیستی هتروژن فاز گاز. ۳۹

۲-۱-۵-۱-مکانیسم Langmuir- Hinshelwood (1421 ). 39

2-1-5-2-مکانیسم Eley –Rideal 42

2-2-ترمودینامیک و سینتیک سنتز فشار پائین متانول[۳] ۴۳

۲-۲-۱-مقدمه. ۴۴

۲-۲-۲-استوکیومتری و ترمودینامیک… ۴۴

۲-۲-۳-سینتیک و مکانیسم. ۴۸

۲-۲-۴-مکانیسم. ۵۳

فصل سوم: شبیه سازی واکنش کاتالیستی هتروژنی توسط Hysys 56

3-1- مدل سینتیکی[۵] ۵۶

۳-۲-مراحل شبیه سازی رآکتور در Hysys [5] 58

3-تعریف واکنش… ۵۹

۴-مراحل نصب رآکتور. ۶۳

۳-۳-نتایج حاصله از شبیه سازی.. ۶۴

منابع : ۶۸

چکیده:

فصل اول :متانول ،خواص و روشهای تولید
۱-۱-تاریخچه

     مصریان باستان جهت مومیایی کردن ازمخلوطی استفاده می کردند که شامل متانول نیزبود،که آنرا از پیرولیز چوب به دست آورده بودند با این وجود متانول خالص برای اولین بار توسط رابرت بویل در ۱۶۶۱ جدا سازی شد، که او آنرا Spirit of box  نامید. زیرا در تهیه آن از چوب صندوق استفاده کرده بود که بعداً به Piroxilic Spirit  معروف شد. در سال ۱۸۳۴ ، شیمیدانان فرانسوی آقایانJean -Baptiste وEugene Peligot  عناصر تشکیل دهندة آنرا شناسایی کردند ،آنها همچنین لغت methylene را به شیمی آلی وارد کردند که واژه methu به معنای شراب واژه hyle به معنای چوب بود. سپس در سال ۱۸۴۰ واژه methyl  از آن مشتق شد و جهت توصیف Methyl Alcohol  استفاده شد. سپس این نام در سال ۱۸۹۲ به وسیله کنفرانس بین المللی نامگذاری مواد شیمیایی بهMethanol کوتاه شد.

   در۱۹۲۳،دانشمند آلمانیMattias Pier که برای شرکتBASFکارمی کرد،  طرحی را جهت تولید متانول از گاز سنتز (مخلوطی از اکسیدهای کربن و هیدروژن که از زغال به دست می آمد و در سنتز آمونیاک نیز کاربرد دارد ) ارائه کرد. که در آن از کاتالیست روی- کرم استفاده می شد و شرایط سختی از نظر فشاری (۱۰۰۰ الی۳۰۰  اتمسفر) و دما (بالای ) داشت. تولید مدرن متانول هم اکنون توسط کاتالیست هایی که امکان استفاده از شرایط دمایی کمتر را دارند، ممکن است.

 متانول ( متیل الکل ) به فرمول  یک مایع شفاف سفید رنگ شبیه آب است که در دمای معمولی بوی ملایم دارد . از زمان کشف آن در اواخر قرن هفدهم تاکنون مصرف آن رشد رو به فزونی داشته به طوری که اکنون با تولید سالانة‌ تن متریک رتبه ۲۱ را در بین محصولات شیمیایی صنعتی داراست متانول گاها با عنوان الکل چوب یا ( برخی مواقع Wood Spirite ) نیز خوانده می شود که دلیل آن به تقریبا یک قرن تولید تجاری آن از خرده چوب بر می گردد به هر حال متانولی که از چوب تهیه شده باشد مواد آلوده کنندة‌ بیشتری ( مانند استیلن ،‌ اسید استیک ، الکل الیل ) دارد تا الکلهای صنعتی امروزی .

      برای سالهای متوالی مصرف کننده اصلی متانول تولیدی ، فرمالدئید با مصرف تقریبا نیمی از متانول تولید شده بود ولی در آینده از اهمیت آن کاسته می شود زیرا مصارف جدیدی از جمله تولید اسید استیک و MTBE (که جهت بهبود عدد اکتان بنزین به کار می رود ) در حال افزایش است . از طرفی استفاده از متانول به عنوان سوخت در شرایط ویژه قابل توجه خواهد بود .

۱-۳-  واکنشهای شیمیایی [۱]

    متانول معمولا در واکنشهایی شرکت می کند که از نظر شیمیایی در دسته واکنشهای الکلی قرار می گیرند از مواردی که از نظر صنعتی اهمیت ویژه أی دارد هیدروژن زدایی و هیدروژن زدایی اکسایشی متانول و تبدیل به فرم آلدئید برروی کاتالیست نقره یا مولیبدن – آهن و همچنین تبدیل متانول به اسید استیک بر روی کاتالیست کبالت یا روبیدیوم است .

     از طرفی دی متیل اتر (DME) از حذف آب متانول توسط کاتالیست اسیدی قابل تولید است. واکنش ایزوبوتیلن با متانول که توسط کاتالیزور اسیدی انجام می شود و منجر به تولید متیل توشیو بوتیل اتر می شود ( که یک افزایندة‌ مهم عدد اکتان بنزین است ) کاربرد فزاینده أی دارد .

    تولید متیل استرها با کاتالیزور اسیدی از اسیدهای کربوکسیلیک و متانول انجام می شود که در آن جهت کامل کردن واکنش از استخراجی آزئوتروپی آب استفاده می شود .

   متیل هیدروژن سولفات ،‌ متیل نیترات و متیل هالیدها از واکنش متانول با اسیدهای غیر آلی مربوطه تولید می شوند .

   مونو- ،‌ دی– و تری- متیل آمین از واکنش مستقیم آمونیاک با متانول به دست می آیند .
۱-۴- تولید صنعتی و فرآیند آن [۱]

    اولین و قدیمی ترین روش تولید عمده متانول تقطیر تخریبی چوب بود که از اواسط قرن نوزدهم تا اوایل قرن بیستم به صورت عملی انجام می شد و هم اکنون در ایالات متحده دیگر انجام نمی شود. این روش تولید با توسعه فرآیند سنتز متانول از هیدروژن و اکسیدهای کربن،‌ در دهه ۱۹۲۰ کنار گذاشته شد .

   متانول همچنین به عنوان یکی از محصولات اکسیداسیون غیر کاتالیستی هیدروکربنها تولید می شد. تجربه أی که از سال ۱۹۷۳ کنار گذاشته شد .

     متانول را همچنین می توان به عنوان یک محصول فرعی فرآیند           Fisher-Tropsch به دست آورد تولید مدرن متانول در مقیاس صنعتی منحصراً بر پایه سنتز آن از مخلوط پر فشار هیدروژن ،‌ دی اکسید کربن و منوکسید کربن در حضور کاتالیست فلزی هتروژنی است .

تولید مدرن در مقیاس صنعتی متانول امروزه منحصرا از مخلوط پر فشار گازهای هیدروژن و اکسیدهای کربن بر روی کاتالیت فلزی است.فشار گاز سنتز به اکتیویته کاتالیست مورد استفاده ،‌ بستگی دارد .

   طبق توافق حاصل شده،‌ تکنولوژیهایی تولید متانول به صورت زیر دسته بندی شده اند :فرآیندهای فشار پائین (۵-۱۰ Mpa) ،‌ فرآیندهای با فشار میانی (۱۰-۲۵ Mpa) و فرآیندهای فشار بالا (۲۵-۳۵ Mpa).

    در ۱۹۲۳ شرکت BASF درآلمان اولین سنتزتجاری متانول را آغازکرد. در این فرآیند از سیستم کاتالیستی اکسید روی–اکسید کرم بهره گرفته شده بود . که این واقعه را آغاز تکنولوژی تولید فشار بالا می توان برشمرد .

   در سال۱۹۲۷ در یک تلاش جداگانه تولید فشار بالای متانول در واحدهای متعلق به شرکت های Dupont و Commercial Sovents ‎آغاز شد .

   در سال ۱۹۶۵ یک واحد مدرن تولید متانول با ظرفیتی در حدود ۲۲۵-۴۵۰ t/d ،‌ در فشار ۳۵ Mpa به طور خالصی گاز طبیعی به ازاء‌ تولید یک تن متانول مصرف می کرد که برای فشارهای بالاتر از ۲۱ Mpa از کمپرسورهای پیستونی استفاده می شد .

   در اواخر دهه ۱۹۶۰ تکنولوژی تولید فشار میانی و فشار پائین متانول با استفاده از کاتالیست با دوام و اکتیو مس – اکسید روی به صورت عملی مورد بهره برداری قرار گرفت .

شرکت ICI    Ltd. در انگلستان ،‌ سنتز فشار پائین متانول را در اواخر سال ۱۹۶۶ آغاز کرد که در آن سال یک واحد تولیدی با ظرفیت ۴۰۰ t/d در فشار ۵Mpa فقط از کمپرسورهای سانتریفوژ استفاده می کرد .

در سال ۱۹۷۱ شرکت Lurgi به صورت آزمایشی یک واحد تولیدی فشار پائین با ظرفیت ۱۱ t/d که از کاتالیست مس استفاده می کرد ،‌ احداث نمود .

    مزیتهای تکنولوژی های فشار پائین در کاهش توان مصرفی جهت افزایش فشار،‌ عمر طولانی تر کاتالیست ها و ظرفیت تولید بیشتر بود که در کنار آن می توان به ظرفیت single–train بیشتر و اطمینان از عملکرد اشاره کرد ،‌ که با فشار بالا در تناقض هستند.

  از سال ۱۹۷۰ به بعد علی رغم برخی استثناء‌ها هرگونه توسعه واحدهای تولید متانول با استفاده تکنولوژی فشار پائین یا میانی بوده است. درسال ۱۹۸۰ ،‌ ۵۵% تولید متانول در ایالات متحده با استفاده از سنتز فشار پائین بوده و ازآن به بعدواحدهای فشار بالا با تکنولوژی فشار پائین اصطلاحاً “revamp” شده اند، یا اینکه به کل تعطیل شدند .

   یک واحد معمول تولید فشار پائین – میانی در سال ۱۹۸۰ با ظرفیت        ۱۰۰۰-۲۰۰۰t/d در فشاری در حدود ۸-۱۰ Mpa عمل می کند و در یک فرآیند single – train فقط از کمپرسورهای سانتریفیوژ بهره می برد و جهت تولید ۱ تن متانول  گاز طبیعی مصرف می کند .

     تنها نوآوری جدیدی که در افق دیده می شود ، فرآیند سه فازی شرکت  Chem System است . یک مایع بی اثر جهت سیال سازی کاتالیست و خارج کردن حرارت از سیستم به کار گرفته شده است . ادعا شده است که درصد تبدیل بدون “recycle” این فرآیند ازدرصد تبدیل فرآیند دو فازی معمولی بالاتر است .

   [۶]امروزه سه نوع فرآیند به طور عمده در جهان جهت کید متانول مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از :ICI ، Lurgi ،  Mitsubishi

رآکتور طراحی ICI از تعدادی بسترهای کاتالیست ثابت آدیاباتیک تشکیل شده واز گاز سرد خوراک جهت خنک کردن واکنشگرهای بین بسترها استفاده می شود .این باعث ایجاد جهشهایی در پروفیل دمای رآکتور می شود که در شکل دیده می شود .رآکتورهای طراحی شرکت های Lurgi و Mitsubishi پروفیل دمای افقی تری دارند که تقریبا رآکتور را Isothermal می توان فرض کرد که این در اثر تولید مقدار قابل توجهی بخار فشار بالا خواهد بود .غیرفعال شدن کاتالیست در رآکتورهای همدما کندتر خواهد بود.

۱-۵-ماده خام

    خوراک معمول جهت تولید گاز سنتز مورد نیاز برای تولید متانول گاز طبیعی و باقیمانده های نفتی است . از دیگر خوراک های مناسب می توان به نفتا و ذغال سنگ اشاره کرد .

   گاز طبیعی ،‌ باقیمانده های نفتی و نفتا در مجموع ۹۰% ظرفیت جهانی تولید متانول را تأمین می کنند باقیمانده مربوط به گازهای زائد از فرآیندهای متفرقه است ( off-gas ) .
1-5-1-گاز طبیعی

       درفرآیند مدرن تولید متانول ازگاز طبیعی ،‌ گازطبیعی که قسمت اصلی آن را متان تشکیل می دهد سولفورزدایی می شود (حداکثر مقدار سولفور کمتر از ۰٫۲۵ ppm ) و با بخار مخلوط می شود و تا دمای پیشگرم می شود . مخلوط به reformer فرستاده می شود و در آنجا در لوله های حاوی کاتالیست غنی شده از نیکل که از بیرون با شعله Burner ها در تماسند، جریان می یابد .

  که شرایط تعادل باید در دمای  و فشار ۰٫۷-۱٫۷ Mpa در نظر گرفته شود.واکنش کلی بسیار گرماگیر است و به مقادیر زیادی سوخت جهت مشعل ها نیاز است .

     گرمایی  که ازreformer توسط گاز سوخت شده و گاز سنتز تولید شده خارج می شود ،‌ جهت تولید بخار با فشار ۴-۱۰ Mpa (بخار HHPS) استفاده می شود که به نوبه خود در تأمین نیروی محرکه (توربینها) و بار حرارتی برجها ،‌ کاربرد دارد . که در کاهش مصرف انرژی کلی فرآیند نقش قابل توجهی دارد .

  گاز سنتزی که در Steam reformer از گاز طبیعی به دست می آید نسبت به استوکیومتری واکنش تولید متانول ،‌ مقدار بیشتری هیدروژن دارد . استوکیومتری واکنش سنتزمتانول خوراکی با نسبت  در حدود ۱٫۰۵ دارد در حالی که در مخلوط تولیدی از Steam reformer ،‌ این نسبت (اگر  به مخلوط اضافه شود ) در حدود ۱٫۴ است. در کاتالیست فرآیند فشار پائین ،‌ این مقدار اضافی هیدروژن ، موجود بهبود عملکرد کاتالیست می شود .

   به این جهت هزینه های converter پائین می آید در حالی که در فرآیندهای فشار بالا باید هیدروژن از مخلوط جدا شود که خود مستلزم هزینه و عملیات خاص است .  هیدروژن اضافی پس از مرحله سنتز به عنوان سوخت در reformer مورد استفاده قرار می گیرد . بنابراین راندمان کلی انرژی در سطح بالایی نگه داشته می شود که موجب اقتصادی بودن فرآیند خواهد شد .

    در طراحی واحد تولید متانول از گاز طبیعی در فشار پائین می توان اضافه کردن  را به مخلوط حاصل از reforming ،‌ را در نظر گرفت . که مزیت آن در استفاده از هیدروژن اضافی جهت کاهش مصرف گاز طبیعی به ازاء‌ تولید هر تن متانول متانول است . با توجه به اینکه  ماده گرانقیمتی نیست .

اضافه کردن مقدار کافی از  باعث بهبود سنتز از نظر استوکیومتری   می شود مانند آنچه در مورد خوراک نفتا وجود دارد .بازیافت  از گاز سوخته شده در reformer اقتصادی گزارش نشده است .