مهندسی شیمی
دانلود مقاله رشته نفت و شیمی دلایل و پیامدهای حذف سرب از بنزین و جایگزینی MTBE مقدمه بنزین, سوخت برتر موتورهای پیستونی است که در طی سالهای کوتاهی از یک محصول جانبی ناخواسته به یک پشتوانه ضروری زندگی مدرن در عصر حاضر تبدیل شده است , این فاصله زمانی به قدری کوتاه بودکه تا پیش از سال 1900 بنزین بیش از یک مسئله مصرفی برای صنعت نوپای نفت خام در تولید روغن چراغ و اجاق , روغن موتور و گریس نبود .شکل اولیه موتورها که موتورهای اشتعال داخلی چهار ضربه ای بود و توسط جرقه اشتعال صورت می گرفت توسط نیکولاس اتو در سال 1876 در آلمان ساخته شد . این موتور که بر پایه بنزین حرکت می کرد مزیت های زیادی را نسبت به موتورهای سوخت داخلی قدیمی تر ، از نظر وزن , قدرت و بازدهی فراهم کرد . تا سال 1980 حدود 50000 عدد از این موتورها به فروش رسید و به دلیل محبوبیت و عوام پسندی این موتورها درخواست برای تولید بنزین نیز افزایش یافت.نیاز به بنزین در جهت صنعتی شدن در سایر مناطق هم از الگویی شبیه آنچه در امریکا اتفاق افتاد پیروی می کرد مثلادر اروپای غربی مصرف بنزین 1/1 و در کشورهای غیر صنعتی حدود4/3 افزایش پیدا کرد.بنزین در الایشگاههای نفت تولید می شود . ماده ای که توسط تقطیر از نفت خام جدا می شود بنزین طبیعی نام دارد که ویژگیهای مورد نیاز برای موتورهای پیشرفته را نداشته اما بخشی از مخلوط را تشکیل می دهد . فرآورده های پالایشگاههای مختلف با هم آمیخته می شود و بنزین را با خواص مختلف می سازد که برخی از این فرآیندهای مهم عبارتند از : • رفرمات که در اصلاح کننده کاتالیزوری با عدد اکتان بالا شامل مقدار زیادی ماده آروماتیک و مقدار بسیار کم آلکن ها است . • بنزینی که توسط کاتالیزور شکسته شده وگازوییل یا مولکول نفتا نیز نامیده می شود و از فرآیند کراکینگ شیمی تجزیه کننده کاتالیزوری با عدد اکتان مناسب ، حاوی آلکن اولفین های بالا و سطح بالای ماده آروماتیک تهیه می شود . • بنزین طبیعی مستقیما از نفت خام با عدد اکتان پایین ماده , آروماتیک پایین , مقداری از نفتن ها و ... تهیه می شود . بطور کلی بنزین معمولی عمدتا مخلوطی از پارافین ها ( آلکان ها ) , نفتن ها ( سیکلو آلکانها ) , آروماتیک ها که نسبت های دقیق آن به عوامل زیر بستگی دارد : 1) پالایشگاههای نفت که سازنده بنزین است 2) نفت خام مورد استفاده پالایشگاه در یک روز خاص 3) درجه بنزین و عدد اکتان آن امروزه بسیاری از کشورها در مورد ترکیبات آروماتیک بنزین بطور عام , و بنزین بطور خاص و ترکیب اولفین محدودیت هایی را اعمال می کنند . تقاضای اجزای تشکیل دهنده پارافین خالص با عدد اکتان بالا از قبیل آلکیلات در حال افزایش است بنزین همچنین شامل مواد آلی دیگری نیز می باشد از قبیل اترهای آلی , اختصاصا ترکیبات گوگرد از قبیل دی سولفیدها و تیوفین ها و برخی ناخالصی ها مثل تیول ها و سولفید هیدروژن که به علت خوردگی در موتورها باید حذف شوند . برای کارکرد هر چه بهتر موتور خودرو بنزین باید از مشخصات دقیقی برخوردار باشد که برخی از این ویژگیها بر اساس موقعیت محلی و ارتفاع متغیر هستند . سوخت در موتور باید به آسانی تبخیر شود تا وقتی که شمع در داخل سیلندر جرقه می زند کاملا بسوزد و همچنین نباید به سرعت منفجر شود چرا که موجب ضربه های مخربی برای موتور می گردد . مشخصه های مهم سوخت ها که در هنگام استفاده باید مورد توجه قرار بگیرند عبارتند از : 1) اکتان 2) فراریت 3) پاکیزگی کلمات کلیدی: سرب بنزین MTBE پاکیزگی سوخت موتورهای پیستونی ایستگاه های سوخت رسانی منابع آلوده كننده محیط زیست نتیجه بنزین علیرغم فراهم آوری امكان جابجایی و در نتیجه پیشرفت های اقتصادی و اجتماعی به عنوان یكی از برگترین منابع آلوده كننده محیط زیست چه در سطح جهانی و چه در سطح ملی مطرح است. مدت زمان زیادی از حذف سرب از بنزین و جایگزینی MTBE بجای سرب نمی گذرد اما مصرف این ماده نیز خود مسائل چندی را به دنبال دارد. شاید بزرگترین مسأله پایداری این ماده سمی در چرخه حیات بشری باشد. اتانول به عنوان جایگزین MTBE اثرات منفی زیست محیطی ناشی از آن را ندارد، در نوشتار حاضر موضوع جایگزینی بررسی و مشخص شد كه با كارآیی یكسان كه با عدد اكتان سوخت حاصل سنجیده شد، در شرایط فعلی 6 درصد به قیمت بنزین افزوده می شود. انتظار می رود با افزایش مصرف این افزون قیمت كاهش یابد. پیشنهاد می شود با انتخاب یكی از شهرهای تبریز یااهواز به عنوان نمونه طرح جایگزینی اتانول با پرداخت كامل هزینه ها توسط دولت و همچنین تجهیز چند نمونه ایستگاه های سوخت رسانی در تهران به عنوان طرح جایگزینی اتانول با پرداخت هزینه ها توسط مصرف كننده به صورت آزمایشی با همكاری دولت، شركت های الكل ساز و خودروساز و همچنین سازمان های غیر انتفاعی مردمی اجرا شود. پس از ارزیابی و با استفاده از تجربیات حاصل طرح كامل جایگزینی دست آورد طرح آزمایشی خواهد بود. فهرست مطالب مقدمه 1 اکتان 3 فراریت 6 پاکیزگی سوخت 7 اکسیژنیت ها 8 اکسیژنیت های پایه الکلی 9 متانول 10 کاربردها 11 ایمنی و سلامت 14 اتانول 15 روش های تولید اتانول 16 کاربردهای اتانول 18 اکسیژنیت ها با پایه اتری 21 متیل ترشری بوتیل اتر ( MTBE ) 21 تولید MTBE 22 تاریخچه MTBE به عنوان اکسیژنیت 22 خطرات و آلودگی های ناشی از MTBE 24 وضعیت MTBE در آب , خاک و هوا 27 چگونگی زدودن MTBE از آب آشامیدنی 29 اتیل ترشری بوتیل اتر ( ETBE ) 31 وضعیت و انتقال ETBE در محیط 32 بهبود کیفیت هوا 32 حفاظت منابع آبی 33 انرژی قابل بازیابی 33 تجزیه ETBE در محیط 34 ترشری آمیل متیل اتر (TAME) 36 کاربردها 38 خطرات انسانی 40 نتیجه گیری 41 شکل 1 - جایگاه سوخت اتانول در کنار جایگاه سوخت بنزین در برزیل 19 شکل 2- خوردگی در خط لوله های انتقال MTBE 26 شکل - 3 منابع وراه های ورود آلودگی به آب 26 جدول 1- عوامل موثر در کاهش یا افزایش ضربه 3 جدول 2- شرایط عملیاتی جهت سنجش عدد اکتان 4 جدول 3- عدد اکتان برخی از مواد خالص 5 جدول 4- خواص مهم اکسیژنیت های کلیدی 9 جدول 5- خواص متانول 10 جدول 6- خواص اتانول 15 جدول 7خواص MTBE 21 جدول 8 - میزان حلالیت اکسیژنیت ها در آب 27 جدول -9 خواص ETBE 31 جدول - 10 خواص TAME 36 جدول- 11 موارد استفاده TAME در اروپا 38 جدول 12- میزان مصرف TAME در کشورهای مختلف 38
