بررسي مبحث كاتاليست يك موضوع مهم و حساس بوده كه علاقه خيلي از دانشمندان و مهندسين به آن جلب شده است. یکی از مهمترین کاربرد کاتالیستها به انجام رساندن واکنشها با سرعت بیشتر، دما و فشار کمتر و همچنین افزایش ایمنی فرایند در صنعت میباشد. مطالب این کتاب مطابق سرفصل وزارت علوم برای درس کاتالیزورهای صنعتی نگاشته شده است. این کتاب برای دانشجویان شیمی، مهندسی شیمی و همچنین کارکنان صنعت نفت نیز میتواند مفید باشد. در این کتاب سعی شده که ضمن تشریح مفاهیم، مطالب به صورت کاربردی و قابل استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی ارایه گردد.
فصل اول: مفاهیم اولیه کاتالیست
1-1- تاریخچه کاتالیست
1-2- تعریف كاتاليست
1-2-1- دسته بندی کاتالیزورها
1-2-1-1- كاتاليست هموژن
1-2-1-2-كاتاليستهاي هتروژن يا ناهمگن
1-2-2-كاتاليستهاي زيستي يا آنزيمها
1 -3- فرایندهای کاتالیزوری ناهمگن
1– 3-1- انواع کاتالیزورهای جامد ناهمگن
1-3-1-1- اکسیدهای فلزی نشانده شده بر بستر جامد
1- 3-1-2- الکهای مولکولی مبادله یون شده
1-3-1-3- ترکیبات لایهای
1-3-1-4- کاتالیزورهای جامد متنوع
1-3-1-5-کاتالیزورهای همگن تثبیت شده بر بستر جامد
1-3-1-5-1- مواد تبادل یون شده
1-3-1-5-2- کمپلکسهای پلیمری شده
1-3-1-5-3- کمپلکسهای داخل شده به روش Grafting
1-3-1-5-4- کمپلکسهای محبوس شده در زئولیت
1-4- ویژگیهای کاتالیزورهای ناهمگن
1-4-1- فعالیت
1-4-2- سرعت ویژه
1-4-3- گزینشپذیری
1 -4-4- بازده
1-4-5- فرکانس تبديل مولي
1-4-6- ميزان تبديل مولي
1- 4 - 7- پایداری
1- 4- 8- امکان بازیافت کاتاليزور
1-4- 9- تکرارپذیری
1-4-10- هزینه
1-5- خصوصيات فيزيكي كاتاليست
1-5-1- دانسيته
1-5-2- اندازة منافذ
1-5-3- خصوصيات مکانيكي كاتاليست
فصل دوم: روشهای ساخت کاتالیست
مقدمه
2-1- اجزای تشکیل دهنده کاتالیستهای ناهمگن
2-1-1- پایه کاتاليستها
2-1-2- فلز فعال
2-1-3- پروموتورها
2-1-4- تسريع کنندهها
2-1-5- ممانعت کننده
2 - 2 - روشهای تهیه کاتالیزورهای ناهمگن
2 - 2 -1- فرایند مخلوط کردن
2 - 2 – 2- فرایند تلقیح
2 - 2 – 3- فرایند رسوب دادن
2 - 2 – 4- روش هم رسوبی
2 - 2 – 5- روش رانی
2 - 2 – 6- روش همجوشی
2 -3 - ساخت کاتالیزورهای جامد
2 - 3- 1- ترکیبات لازم برای ساخت کاتالیزور
2- 3-2 - عملیات لازم برای ساخت کاتالیزور
2 - 3 – 2-1- شست و شو
2- 3– 2-2- خشک کردن
2 -3 –2-3- شکل دادن
2 -3– 2-4- کلسینه و فعال نمودن
2- 4 - تهیه کاتالیزورهای جامد با روشهای فشار بالا و هیدروترمال
2 - 5 - تعیین مشخصات ساختاری کاتالیزور
2 - 5 -1- پراش اشعه X و تعییناندازه ذرات
2- 5 -2 - تکنیک SEM و تعیین مورفولوژی و اندازه ذرات
2 - 5 -3- آنالیز حرارتی
2-5-4- روشهاي تجربی براي تخمین مساحت سطح
فصل سوم: علم سطح
3-1- مکانهاي سطح
3-2- مراحل فعل و انفعال کاتاليستي
3 – 2-1- جذب سطحی
3 – 2-1- 1- جذب فیزیکی
3–2-1-2- جذب شیمیایی
3 – 2-1- 3 - اختلاف جذب فیزیکی و شیمیایی
3 - 3 - ایزوترم جذب
3 - 3 - 1 - انواع ایزوترمهای جذب
3 - 3 - 2 – ایزوترم لانگمیر
3 - 3 - 3 – ایزوترم تمکین
3 - 3 - 4 – ایزوترم فروندلیچ
3 - 3 - 5 - ایزوترم BET
3-4-جذب سطحي
3-5- انواع واكنشهاي ناهمگن
3-5-1-تبدیل سوختهای فسیلی غیرمفید به مفید توسط فرآیند فیشر-تروپش
3-5-2-كاتاليست سه گانه
3-5-3- فراوري نيمههاديها و نانوتكنولوژي
3-5-4- ديگر زمينههاي كاربرد دانش سطح
3-5-4-1- ساختار سطح
3-5-4-2- ساختار سطح پاك
3-5-4-2- 1- سطوح مقابل
3-5-4-2- 2- مفهوم ناهمگني سطح به خاطر مواد جذب شده
3-5-4-2- 3- جزيرهها
3-6- ساختار پيوند جامدات
3-6-1- وضعيت الكتروني توده
3-6-2- فلزات نيمه رساناها و نارساناها
3-7- واكنشهاي سطح پيچيده
3-7-1- اندازه گيري و سنجش سينتيك سطح و مکانيزمهاي واكنش
3-7-2- فرايند هاربر- بوش
3-7- 3- از سينتيكهاي ميكروسكوپي تا كاتاليز كردن
3 - 8 - سورفاکتانت (مواد فعال سطحی)
3 - 8 -1- انواع سورفاکتانتها
فصل چهارم: غیرفعال شدن و احیای کاتالیستها
4-1- انواع مکانیزمهای انجام واکنش بر روی کاتالیستها
4-2- غير فعال شدن كاتاليزورها
4-2-1- مکانيسم غير فعال شدن کاتالیزور
4-2-1-1- واكنشهاي فساد
4-2-1-2- نفوذ حفرهاي
4-2-1-3- انواع حمله سموم به سطح كاتاليزور
4-2-1-4- ديگر عوامل موثر در فساد
4-3- عوامل غيرفعال شدن كاتاليست
4-3-1- سمي شدن
4-3-2- ايجاد رسوبات، كك و تهنشستهاي فلزي در كاتاليست
4-3-3- فرآيند ايجاد كك
4-3-4- فرسايش مکانيكي
4-3-5- تهنشستهاي فلزي
4-3-6- كلوخه شدن فلزات
4-3-7-كلوخه شدن پايهها
4-3-8- تخريب دمايي كاتاليست
4-3-9- مسموميت كاتاليست
4-3-10- مسموميت در راكتورهاي مجهز به همزن
4-3-11- مسموميت در راكتورهاي بستر ثابت
4-4- احياء كاتاليستهاي غيرفعال
4-4-1- احیای کاتالیست مسموم شده در اثر رسوب
4-4-2- احياء كاتاليست رفرمينگ
4-4-3- احياء كاتاليستهاي HT Shift
4-4-4- احياء مجدد كاتاليست
4-4-5- شست وشوي كاتاليست متاناسيون
4-4-6- احياء مجدد كاتاليست سنتز آمونياك
فصل پنجم: آشنایی با فناوری نانو
5-1- تاریخچه نانو
5-2- نانوتکنولوژي
5-3- منافع نانوتکنولوژی
5-4- مواد نانو بلوري تودهاي
5-4-1- نانوذرات
5-4-2- نانو ذرات نيمه رسانا نقاط كوانتمي
5-4-3- نانو ذرات سراميكي
5-4-4- نانوكامپوزيتهاي نانو ذرهاي سراميكي
5-4-5- نانو ذرات فلزي
5-4-6- نانوكامپوزيتهاي نانوذرهاي فلزي
5-5- آئروژلها
5-6- نانو روكشها و نانو لايهها
5-7- نانوپوستهها
5-8- مواد نانو متخلخل یا نانو حفرهها
5-9- مواد نانوحفرهاي حاصل از حكاكي
5-10- نانو لوله و نانو ميلههاي الگوگرفته
5-11- زئوليتهاي مرسوم
5-12- شوارزيتها
5-13- نانو ساختارهاي آلي منظم
5-14- روشهای بالا به پایين
5-14-1- ليتوگرافي
5-14-2- فرآوري مکانيكي
5-14-3- تغييرشكل دهي پلاستيكي شديد
5-14-4- اختلاط شديد
5-14-5- فشرده سازي پودر
5-14-6- آسيابهاي پرانرژي
5-14-7 – روش آنيلينگ متبلورسازي موادآمورف
5-14-8- ريسندگي
5-15- روشهای پايين به بالا
5-15-1- رسوب دهي فاز گاز
5-15-2- رسوب دهي شيميايي بخار
5-15-3- رسوب دهي شيميايي در فشار اتمسفري
5-15-4- رسوب دهي شيميايي بخار لايه اتمي
5-15-5- رسوب دهي شيميايي بخار در فشار پايين
5-15-6- رسوب دهي شيميايي بخار پلاسمايي مايكروويو
5-15-7- رسوب دهي شيميايي بخار پلاسمايي
5-15-8- رسوب دهي شيميايي بخار گرمايي سريع
5-15-9- رسوب دهي شيميايي بخار پلاسمايي دور
5-15-10- رسوب دهي شيميايي بخار با خلاء خيلي بالا
5-16- برخی از کاربردهای فناوری نانو در صنایع گوناگون
فصل ششم: نانو کاتالیستها
6-1- مقدمه
6-2- نانوکاتالیست و نانوذرات کاتالیستی
6-3- ویژگیهای اصلی نانوکاتالیست
6-3-1- انواع نانوکاتالیست
6-3-2- نانوکاتالیست با رفتار همگن
6-3-3- نانوکاتالیست با رفتار ناهمگن
6-4- روشهای استفاده از نانوکاتالیست فلزی
6-5- بهبود خواص نانوکاتالیست تولید هیدروژن با رفع نقص ساختاری
6- 6- هیدروژن در سرعت نانو کاتالیست
6-7- نانوکاتالیست حاوی طلا
6- 8- نانو زیست کاتالیستها (آنزیمها)
6-8-1- ساختار آنزیمها
6-8-2- نحوه عمل آنزیمها
6- 8- 3- ثابت شدن ماده اولیه روی آنزیم
6-8-4- جداسازی محصول یا محصولات
6-8-5- انواع آنزیمها و نامگذاری آنها
6-8-6- منبع آنزیمها
6- 8-7- تثبیت نمودن آنزیم
6-8-8- روشهای تثبت نمودن آنزیم بر بستر
6-8-9- عوامل موثر در تثبیت کردن
6-8-10- روشهای جدید تثبیت کردن آنزیم
6-8-11- روشهای تثبیت آنزیمها بر نانوذرات
6-9- نانو کاتالیزور نوری
6-9-1- خواص کاتالیزوهای نوری
6-9-2- انواع کاتالیزورهای نوری
6-9-3- مزایای استفاده از کاتالیزورهای نوری در واکنشها
6-9-4- روشهای تهیهی کاتالیزور نوری
6-9-5- بازیابی کاتالیزور نوری
6-9-6- کاربرد کاتالیزورهای نوری
6-10- کاتالیستهای انتقال فاز
6-10-1- انواع کاتالیستهای انتقال فاز
6-10-2- دسته بندی سیستمهای کاتالیست انتقال فاز
6-10-3- انتخاب یک کاتالیست انتقال فاز
6-10-4- مکانیسمهای واکنشهای انتقال فاز
6-10-5-کاربردهای کاتالیستهای انتقال فاز
6-11-کاربرد نانو کاتالیستها در صنعت
6-11-1- نانوكاتاليست و آينده سوختهاي فسيلي
6-11-2-کاربرد نانو کاتالیستها در هیدروکراکینگ فرایندهای پالایش نفت
6-11-3-كاربردهاي فناوري نانو در پليمريزاسيون و ايزومريزاسيون
6-11- 4-كاربرد مواد نانو متخلخل در فرايند رفورمينگ پالايش نفت
6-11-5- كاربرد نانوكاتاليستها در كراكينگ كاتاليستي فرايندهاي پالايش نفت
6-11-6- نانولولههای کربنی در حذف آلایندههای گوگردی از محصولات نفتی
6-11-7- نانوذرات اکسید تیتانیوم در کاهش آلایندگی ناشی از ترکیبات آلی
6-11-8- نانوکاتالیزورها در احیای گوگرد و حذف آلایندههای زیست محیطی
6-11-9- فیلترهای نانوکاتالیستی در انتخابگر نمودن حسگرهای گاز نیمههادی اکسید فلزی
6-11-10- بهبود عدد اکتان بنزین با استفاده از نانوکاتالیستهای زئولیتی
6-11-11- افزایش فعالیت و اصلاح کاتالیست زیگلر- ناتا با استفاده از نانو ذرات
6-11-12- تصفيه گازهاي خروجي از اگزوز با كاتاليزورهاي نانوساختاري
6-11-13- تصفيه پسابهاي صنعتي با استفاده از نانوفيلتراسيون
6-11-14- تصفيه آبهاي آلوده با استفاده از نانو مواد فتوکاتالیستی
6-11-15- بررسي ساخت پوششهاي كاتدي جهت آزاد سازي گاز هيدروژن
6-11-16- بررسي امکان ساخت كمپلكس متالوسني بيس زير كونيم دي كلريد
6-11-17- بررسي سنتز دي متيل اتر از گاز سنتز بر روي كاتاليستهاي دو عملگر
6-11-18- فرآیند آروماتیزاسیون و کاتالیست آن
6-11-19-کاتالیست زیگلرناتا
6-11-20-كاتاليستها و پيلهاي سوختي زيستي
فصل هفتم : مکانیزم و ساختار کاتالیست زیگلر ناتا
7-1-تاریخچه کشف کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
7-2- کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
7-3- پارامترهای مؤثر بر عملکرد کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
7-4- انواع کاتالیزورهای زیگلر-ناتا
7-4-1- کاتالیزورهای زیگلر-ناتای همگن
7-4-2- کاتالیزورهای زیگلر-ناتای شبه همگن
7-4-3- کاتالیزورهای زیگلر-ناتای ناهمگن
7-4-4- کاتالیرورهای نگهداری شده
7-5- ساختمان کاتالیستهای زیگلرناتا
7-5-1- ساختارکاتالیست
7-5-2-کوکاتالیست
7-5-2-1- بررسی فعال سازی کاتالیست توسط کوکاتالیست
7-5-3- الکترون دهندهها
7-5-4- حاملها و نگهدارندهها
7-5-5- دونر
7-6- مراحل پلیمریزاسیون
7-6-1- شروع زنجیر
7-6-2- رشد زنجیر
7-6-3- انتقال زنجیر
7-6-4- بررسی فعال سازی کاتالیست از طریق ابر الکترونی
7-7- فعال سازی کاتالیست
7-8- نسلهای مختلف کاتالیستهای زیگلر ناتا
7-8-1-کاتالیستهای نسل اول
7-8-2-کاتالیستهای نسل دوم
7-8-3-کاتالیستهای نسل سوم
7-8-4-کاتالیستهای نسل چهارم
7-8-5-کاتالیستهای نسل پنجم
7-8-6- نسل ششم کاتالیستها – متالوسنها
7-8-7-کاتالیستهای فرامتالوسن
7-9- انواع فرایندهای پلیمریزاسیون
7-9-1- فرآيندهاي همگن
7-9-2- فرآيندهاي غير همگن
7-10- شاخصهاي پليمريزاسيون
7-10-1- افزايش ويسكوزيته
7-10-2- حرارت زايي
7-10-3- وزن مولكولي و توزيع وزن مولكولي
7-11- کاربرد کاتاليزورها در صنعت
مراجع
دسته بندی موضوعی | موضوع فرعی |
فنی و مهندسی |
مواد و متالوژی
|