امروزه سیستمهای کامپیوتری نقش عمده ای در تسریع و ارتقای کیفیت فعالیت های مهندسی از جمله طراحی و ساخت کارخانجات واحدهای تولیدی و راهبری آنها دارند. بطوری که اکنون ارایه خدمات مهندسی خواه در دفاتر طراحی و دفاتر کارفرمایان، و خواه از شرکتی به شرکت دیگر بدون دخالت کامپیوتر در مراحل مختلف برآورد و انجام محاسبات، نقشه کشی، تولید و انتقال مدارک و مدیریت اطلاعات و اسناد، خارج از عرف و تقریباً بی معناست.
از آنجا که این روش موجبات صرفه جویی در وقت و هزینه ها را فراهم می آورد، بطور طبیعی مورد استقبال عمومی مدیران بخش صنعت قرار گرفته است. با روشنتر شدن مزایای بکارگیری کامپیوتر در این امور، و پیدایش کاربردهای جدید برای آن، هر روز افراد بیشتری به استفاده از آن بجای ادامه روشهای سنتی تمایل نشان می دهند.
یکی از کاربردهای موثر کامپیوتر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، شبیه سازی واحدهای تولیدی بوسیله نرم افزارهای خاص است. این زمینه با توجه به جو رقابتی بازارهای جهانی و نیز حرکت هایی که در زمینه افزایش بهره وری تولید، استفاده هرچه بهتر از منابع، و کاهش هزینه ها مشاهده میشود، طی سالهای اخیر رشد چشمگیری یافته، اما هنوز بسیاری از مزایای این کار شناخته نشده است. در این نوشتار، برخی زمینه های کاربرد نرم افزارهای شبیه سازی با هدف بازخوانی مهمترین مزایای این نرم افزارها بطور خلاصه توضیح داده شده است.
1- مدلسازی و شبیه سازی
منظور از مدلسازی فرایند، توصیف ماهیت سیستم تولید (یعنی موازنه های جرم و انرژی) در قالب معادلات ریاضی است. خصوصیت های اصلی مدلهای خوب، دقیق بودن، کمی بودن و مختصر بودن است. البته مدلهای کم دقت، کیفی، یا مفصل نیز کاربردهای ویژه ای دارند که از بحث عمومی این نوشتار خارج است. این معادلات عموماً غیرخطی و به شکل معادلات جبری، دیفرانسیل یا مخلوطی از این دو هستند. در نرم افزارهای امروزی شبیه سازی، اینگونه مدلها در قالب عملیات مختلف در کتابخانه ای ذخیره شده اند که از کنار هم قرار دادن آنها، مدلی از فرایند ساخته میشود.
شبیه سازی، یعنی بدست آوردن اطلاعات خروجی (بطور مثال مشخصات محصول) از طریق حل مدلهای فوق براساس اطلاعات ورودی (به طور مثال مشخصات خوراک)، در این میان، اطلاعات مربوط به مشخصات دستگاه ها جزیی از مدل بشمار میروند و قسمتی از آنها توسط کاربر به نرم افزار داده میشود.
2- کاربردهای شبیه سازی :
به رغم تعریف ساده فوق، کاربردهای شبیه سازی بسیار متنوع و گوناگون است. در اینجا، این کاربردها در سه قسمت مرور میشوند:
پژوهش و توسعه فرایندها، طراحی فرایند، و راهبری کارخانجات .
الف – کاربردهای شبیه سازی در پژوهش و توسعه فرایندها:
بطور سنتی، پژوهش درباره روشها یا سیستمهای جدید تولید به کمک واحدهای پیشتاز انجام می شده است. اما نظر به هزینه زیاد ساخت و نگهداری این واحدها، از چندین سال پیش، فکر استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی برای کاستن از این هزینه ها مطرح شده است. با بکارگیری این نرم افزارها میتوان گزینه های مختلف خط تولید را بررسی کرد، افزایش ظرفیت واحد را مورد مطالعه قرار داد و در نهایت، واحد پیشتاز را بهینه طراحی کرده و ساخت. از طرف دیگر، بخشهایی از فرآیند را که با شبیه سازی آنها اطلاعات کافی برای طراحی واحد بدست می آید، می توان از واحد پیشتاز حذف کرد.همچنین ازاشتباهات پرخرج در طراحی و ساخت واحدهای پیشتاز پیشگیری کرد.
ب – کاربردهای شبیه سازی در طراحی فرایند:
امروزه به نحو گسترده ای از نرم افزارهای شبیه سازی در طراحی فرایند استفاده میشود. کاربردهای این نرم افزارها در این حوزه از حیث گستردگی کار از محاسبه ساده خصوصیات ترموفیزیکی جریانها یا حتی مواد خالص شروع شده و به طراحی کارخانجات کامل با در نظر گرفتن تاسیسات جانبی، خطوط لوله تامین خوراک، یا انتقال محصول، و بررسی سیستمهای کنترل میرسد. از آنجا که این روش از محاسبات دستی ساده تر، سریعتر و دقیقتر است، با تکرار آن در شرایط مختلف به سهولت و با صرف زمان بسیار کمتری میتوان مجموعه کاملی از عملکرد فرآیند در حالت های مختلف را پیش بینی کرده و از این طریق، ضمن کاهش هزینه های اضافی سرمایه گذاری ثابت (دستگاههای اضافی) و کاستن از هزینه های عملیاتی (مصرف آب، انرژی و …)، قابلیت انعطاف بیشتری را در طرح فرایند بوجود آورده و نقطه بهینه از لحاظ هزینه ها، روانی عملیات، ایمنی، محیط زیست و غیره را بدست آورد.
افزون بر این، از آنجا که طراحی فرایند از طراحی دستگاه ها و تجهیزات مکانیکی، پایپینگ، ابزار دقیق، سیستم های برقی و سازه و ساختمان جدا نیست، از اطلاعات حاصل از شبیه سازی در حالتهای مختلف میتوان برای کمک به طراحی این سیستمها نیز بهره گرفت. نرم افزارهای جدید شبیه سازی از قابلیت اتصال به نرم افزارهای طراحی این سیستم ها و انتقال اطلاعات به آنها بهره مندند.
پ – کاربردهای شبیه سازی در بهره برداری مطلوب از تاسیسات موجود :
در کارخانجات موجود با کمک نرم افزارهای شبیه سازی می توان فرایند تولید را مورد بررسی و ارزیابی موشکافانه قرار داده و از این طریق، بطور کلی عملیات را بهبود بخشید. در صورتی که از نرم افزارهای پیشرفته تر استفاده شود، امکان بهینه سازی در جا براساس شرایط تولید (مانند دمای خوراک و شرایط اقلیمی) نیز وجود دارد.
کاستن از مواد و انرژی مصرفی نیز از جمله مطالعاتی است که میتوان به کمک این نرم افزارها انجام داد. اما یکی از کاربردهای بسیار مهم استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی کشف حداکثر ظرفیتهای تولیدی موجود و قابل استفاده در خط تولید است که گاه بهره گیری از آنها هزینه ای بسیار کم و درآمدی قابل توجه دارد. در همین زمینه میتوان تنگناهای فرایند را نیز شناسایی کرد و به رفع آنها همت گماشت.
یکی از کاربردهای جدید نرم افزارهای شبیه سازی، بررسی صحت عملکرد سیستمهای کنترل موجود و تنظیم مجدد آنها است. این کار به کمک نرم افزارهای شبیه سازی دینامیک انجام میشود. با ظهور نرم افزارهای پیشرفته تر جدید که امکاناتی از قبیل توسعه پذیری، شکل پذیری، اتوماسیون، اتصال به نرم افزارهای دیگر و پایگاه های داده ها، گنجاندن مدلهای نزدیک به واقعیت (موسوم به High-fidelity) در آنها و توانایی های ترسیمی و ارزیابی وسیعی را در اختیار قرار داده اند، نه تنها این کاربردها گسترش بیشتری یافته بلکه استفاده از منافع این کار با سرعت و بازدهی بیشتری نیز همراه شده است.
3- کاربردهای نوین شبیه سازی پیشرفته:
باید دانست که در گذر سالها، با انباشته شدن تجربیات متعدد از شبیه سازی، اعتماد به نتایج شبیه سازی بسیار مستحکمتر شده است بطوری که امروزه کمتر مدیر مطلعی یافت میشود که نه تنها در مورد فواید اصل شبیه سازی که حتی کاربرد آن در موارد حساسی چون کنترل فرآیندها تردید به خود راه دهد. نظر به برخی از کاربردهای پیشرفته نرم افزارهای شبیه سازی این موضوع را بیشتر روشن میکند:
الف – ارتباط با نرم افزارهای دیگر: تبادل اطلاعات با نرم افزارهای دیگر بصورت دوطرفه، توانایی دست ورزی در اطلاعات کتابخانه ای، افزودن مدلهای دلخواه کاربر و اجرای برنامه طبق روش دلخواه کاربر با معماری باز نرم افزارهای امروزی شبیه سازی ممکن شده است. با پدید آمدن فکر CAPE-OPEN این کار شکل جدی تری نیز به خود گرفته و نوید ظهور نرم افزارهایی با قابلیتهای گسترده پذیرش قطعاتی از نرم افزارهای دیگر برای بهینه سازی توانمندیها را میدهد.
ب – استفاده مستقیم در کنترل فرایند: نرم افزارهای نوین از توانایی اتصال مستقیم یا با واسطه به انواع سیستم های کنترل فرایند واقعی برخوردارند و در نتیجه، می توان از آنها برای بهینه سازی لحظه ای عملکرد واحد با تعیین نقاط مقرر بهینه بهره گرفت. معماری باز و توان محاوره با نرم افزارهای دیگر، حتی امکان پیاده سازی الگوریتم های پیشرفته کنترل مانند کنترل مدلی پیشگو (MPC) ، کنترل بهینه، کنترل تطبیقی و نظایر آنها را فراهم میآورد.
پ – آموزش اپراتورها : دقت شبیه سازی دینامیک فرآیندها امروزه چنان است که میتوان از آن برای خلق موقعیتهای نامطلوب یا اضطراری مجازی و آموزش چگونگی مهار آنها به اپراتورها استفاده کرد. نظیر این کار سالها پیش از این در کارهای حساس مانند ناوبری هواپیما و سیستم های دفاعی انجام می شده است. با کاهش هزینه های پیاده سازی این توانایی در صنایع شیمیایی، زمینه های کاربرد آن در این صنایع نیز فراهم آمده است.
ت – تسریع پروژه ها : طراحی کارخانجات فعالیتی گروهی است که با توزیع مناسبتر داده ها و اطلاعات، جلوگیری از دوباره کاری و مدیریت شایسته تغییرات، به طرز چشمگیری شتاب میگیرد. توجه به نیاز واحدهای مختلف مهندسی برای تبادل اطلاعات، لزوم حرکت از سطح سیستمهای سنتی نقشه – محور (بیشتر متکی به نرم افزارهای ساده نقشه کشی مانند AutoCAD) به سطح سیستمهای نوین «داده – محور» را بطور جدی مطرح میکند. از آنجا که در این سیستمهای هوشمند، تمام بخشهای مهندسی و مدیریت پروژه ها به پایگاه مرکزی داده ها دسترسی دارند، پویایی قابل ملاحظهای در انجام پروژه ها به وجود می آید.
افزون براین، اطلاعات طراحی سرمایه ارزشمندی است که پس از پایان طراحی نیز در طول عمر کارخانجات باید مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین، وجه دیگر این کاربرد، ایجاد امکان بهره گیری از اطلاعات طراحی در طول عمر کارخانه برای انواع طراحی، برنامه ریزی تعمیرات و نظایر آنهاست.
نرم افزارهای امروزی شبیه سازی از توان قابل ملاحظه ای برای تبادل اطلاعات با پایگاه های داده ها از طریق پروتکلهای استاندارد برخوردارند و در ضمن مدلهای ساخته شده در آنها را با توجه به بندهای ب و پ بالا میتوان در طول زمان بهره برداری از کارخانجات مورد استفاده قرار داد.
ث – اتصال به سیستم مدیریت : در دوران ما، تولید به کمک کامپیوتر (CIM)، تجارت الکترونیکی، بازرگانی الکترونیکی و سیستم های اطلاعات مدیریت به سرعت در حال رشدند. امروزه سیستم های مدیریت، حسابداری، برنامه ریزی، طراحی، کنترل عملیات و راهبری به دلیل نیاز به نظارت و تنظیم روابط میان تولیدکنندگان، مجاری توزیع فرآورده ها، شبکه های حمل و نقل و خریداران به یکدیگر متصل می شوند.
ازاین طریق، امکان پیش بینی و در نظر گرفتن تقاضای بازار، اجرای سفارشها و ایجاد هماهنگی در تامین مواد اولیه، تخصیص ظرفیت های تولید و برنامه ریزی برای آن و زمانبندی تحویل محصول به وجود می آید که در فضای رقابتی تجارت جهانی امری حساس و فوق العاده مهم ارزیابی می شود. مجدداً، شبیه سازهای امروزی به دلیل توان محاوره با پایگاه های داده ها و معماری باز خود توان مشارکت در این فعالیت مهم را دارند.
بنابراین، شایسته است به جامعه مهندسی شیمی کشور هشدار داده شود که همزمان با تکامل قابلیت های درونی نرم افزارهای شبیه سازی (نکته ای که در کشور ما فوق العاده مورد توجه است)، چگونگی ایجاد ارزش افزوده از مدلها نیز در سطح جهانی اهمیت بسیار یافته است تا آن جا که تحولی اساسی در سنت 50 ساله مهندسی فرایند (آزمایشگاه – افزایش مقیاس – طراحی -- بهینه سازی) بوجود آورده و با توسعه دامنه کاربرد شبیه سازی از مرحله تئوری تا بهره برداری عملی، اصولاً روش انجام کارهای مهندسی از مرحله آزمایشگاه تا طراحی و از آنجا تا راهبری کارخانجات را به طرزی بنیادی و چشمگیر دگرگون کرده است. این روند، بدلیل نیاز به کاهش هزینه های مواد اولیه، سرمایه گذاری ثابت، میزان انرژی مصرفی، مقدار ذخیره سازی مواد، مقدار محصولات نامرغوب و مقدار آلاینده های تولید شده شتاب گرفته است. دراین شرایط، بازنگری اساسی در نحوه نگرش به مقوله شبیه سازی بطور اخص و نرم افزارهای مهندسی به معنای عام و باور به تاثیر نرم افزارهای معتبر و قابل اعتماد در افزایش کارآیی سازمان و تحصیل سهم شایسته از بازار جهانی لازم است.
خطوط لوله از عوارض گوناگون زمین تحت شرایط اقلیمی مختلف عبور می کنند. انتقال سیال در این شرایط زمانی بنحو مطلوب صورت می گیرد که اندازه خط لوله به درستی و با در نظر گرفتن عواملی مانند افت فشار و اتلاف حرارت تعیین شده و تجهیزات و لوازم نصب شده در داخل خط مانند کمپرسورها، گرم کن ها و اتصالات با آن متناسب باشد.
با توجه به پیچیدگی محاسبات شبکه خطوط لوله، طراحی دقیق اندازه مشکل بنظر می رسد. معمولا برای جبران خطای محاسبه افت فشار در طراحی، لوله با اندازه بزرگتری انتخاب می شود. در جریان های چند فازی این مسئله باعث افت دما و فشار بیشتر، افزایش ملزومات برای انتقال مایع و خوردگی بیشتر لوله خواهد شد. مدلسازی دقیق سیال از این مسائل جلوگیری کرده و نتیجه آن سیستم خط لوله با صرفه تری است. برای این کار می توان از مجموعه دانسته های تکنولوژی جریان تک فاز و چند فازی در قالب نرم افزار برای شبیه سازی دقیق و موثر جریان در خطوط لوله استفاده کرد. PIPESYS با قابلیت های فراوان در مدلسازی دقیق هیدرولیک خطوط لوله چنین نرم افزاری است. PIPESYS پس از نصب به صورت جزئی از نرم افزار HYSYS درآمده و به قابلیت های این نرم افزار مانند بانک داده های مواد و خواص سیال دسترسی دارد.
مجموعه ای از تجهیزات داخل خط که برای ساخت خط لوله وآزمایش آن به کار می روند در PIPESYS پیش بینی شده است و به کمک آن می توان خطوط لوله ای را که در محیط ها و ارتفاعات مختلف سطح زمین کشیده شده اند مدلسازی کرد.
PIPESYS از امکانات زیر برخوردار است :
1) مدلسازی دقیق و تفصیلی جریان های تک فاز و چند فاز.
2) محاسبه جزئیات پروفیل دما و فشار برای خطوط لوله ای که از زمین های ناهموار، چه در خشکی و چه در فلات قاره دریایی عبور می کنند.
3) محاسبه فشار از ابتدای خط به انتها یا برعکس. مدلسازی اثرات تجهیزات داخل خط مانند ایستگاه های تقویت فشار گاز و تلمبه خانه ها، گرم کن، خنک کن، رگلاتورها و اتصالات شامل شیرالات و زانویی.
اجرای تجزیه و تحلیل های ویژه شامل :
- پیش بینی لخته مایع حاصل از ارسال توپک (Pig)
- پیش بینی حد سرعت برای سایش
- ارزیابی حالت های حاد لخته سازی و آثار آن در لوله های عمودی و افقی
- محاسبات تحلیل حساسیت جهت تصمیم گیری در مورد وابستگی رفتار سیستم به هر پارامتر
- اجرای محاسبات سریع و موثر با بهینه کننده داخلی که محاسبات را بدون کاهش دقت به طرز چشمگیری تسریع می کند.
- مطالعه امکان افزایش ظرفیت خطوط موجود بر مبنای تاثیرات ترکیب مواد، خطوط لوله و شرایط اقلیمی .
- مدلسازی یک خط لوله یا شبکه خطوط به تنهایی یا به عنوان بخشی از تاسیسات کامل جمع آوری و فراورش (به کمک HYSYS )
- مجموعه گسترده ای از روابط و مدل های محاسباتی مربوط به جریان های افقی، مایل، عمودی، پیش بینی رژیم جریان، سهم مایع (hold up) و افت فشار اصطکاکی در PIPESYS گنجانده شده است. روش اجرای محاسبات در PIPESYS از قابلیت انعطاف قابل ملاحظه ای برخوردار است.
نمونه هایی از کاربرد PIPESYS در عمل
- محاسبه پروفیل فشار براساس پروفیل معین دما، محاسبه هر دو پروفیل فشار و دما براساس شرایط یک سر لوله، محاسبه پروفیل فشار در جهت جریان یا برخلاف آن برای تعیین شرایط بالادست یا پایین دست.
- اجرای محاسبات مکرر برای رسیدن به یک شرط در ابتدای لوله و شرط دیگری در انتهای لوله مثلا محاسبه فشار بالادست و دمای پایین دست بر مبنای فشار پایین دست و دمای بالادست.
- محاسبه شدت جریان متناظر با شرایط معلوم بالادست یا پایین دست.
- PIPESYS از لحاظ ظاهر شبیه HYSYS طراحی شده تا دسترسی به اطلاعات تسهیل شود. اما نظر به طراحی ماهرانه و در عین حال ساده آن حتی بدون آشنایی با HYSYS نیز می توان در مدت کوتاهی به آن خو گرفت.
محمد مهدی سپهری
مقدمه: در این نوشته به ویـژگی‌هـای کلّی یک مقاله علمی - پژوهشی برای انتشــار در نشریاتـی که مقـالات آنها مـورد داوری قرار می‌گیرند (Refereed Journals) پرداخته شده است. این نشریات یا مجلّه‌ها پس از دریافت مقاله آن را برای داوری نزد سه یا چند نفر از داوران که به موضوع مورد بحث مقاله آشنایی دارند ارسال می‌دارند. پس از دریافت نظرات و پیشنهادات داوران، در صورتی که مقاله قابلّیت انتشار داشته باشد، نشریه مقاله مورد بحث را منتشر می‌نماید. چارچوب‌های آورده شده در این نوشته نیز می‌تواند برای مقاله‌های ارسالی برای همایش‌های علمی که مقالات آنها داوری میشوند مورد توجّه قرارگیرد.
2- معیارهای یک مقاله علمی - پژوهشی
توصیه جدّی میشود که معیارهای زیر در هر مقاله علمی - پژوهشی مورد رعایت قرارگیرند. رعایت این معیارها باعث انسجام و استحکام مقاله شده و امکان پذیرش آن را در یک مجله علمی - پژوهشی افزایش میدهد.
الف- مرتبط بودن مطالب و کامل بودن
• تمام موضوعات مطرح شده‌اند.
• استدلال‌ها و بحث‌ها در کلیت متن مرتبط هستند.
• منابع و مراجع ادبیات تحقیق آورده شده‌اند.
• منطق و پیوستگی بین استدلال‌ها رعایت شده است.
» پایه های مهندسی شیمی (از مجموعه کتب وب سایت مهندسان شیمی ایران)
» محاسبات عددی (از مجموعه کتب وب سایت مهندسان شیمی ایران)
مکانیک سیالات:
Fluid mechanics ( examples: answers )
ترمودینامیک:
midterm examination 2005 - university of Alberta
ریاضیات مهندسی:
شیمی فیزیک:
نقطه آزئوتروپ ( تولید سیستماتیک فلوشیتهای متغییر و بهینه برای سیستمهای تقطیر آزئوتروپیک )
آزمایش 1: محاسبه گرمای انحلال اسیدها و بازها به روش کالریمتری
آزمایش 2 :محاسبه گرمای خنثی شدن اسیدها وبازها بروش کالریمتری
آزمایش 3: محاسبه گرمای انحلال اسید بنزوئیک با استفاده از قابلیت انحلال آن
آزمایش 4: محاسبه ثابت ترمودینامیکی یک نمک کم محلول مثل استات نقره
آزمایش 5: محاسبه ضریب توزیع (پخش و تقسیم )نرنست
آزمایش 6: محاسبه ثابت تفکیک کمپلکس تری یدور پتاسیم با استفاده از ضریب توزیع
آزمایش 7:محاسبه ثابت دیمر شدن اسید بنزوئیک در تولوئن
آزمایش 8: بررسی سیستم دو جزئی آب و فنل
آزمایش 9:بررسی سیستم سه جزئی آب-تولوئن-اتانول
آزمایش 11: اسپکتوفوتومتری (جذب سنجی)
البته در دوره کارشناسی هر یک از گرایشهای فوق، تنها 12 یا 13 واحد تخصصی دارند و بیشتر واحدهایشان مشترک است. چرا که اصول مهندسی در صنایع بسیار متنوع و گسترده شیمیایی، یکسان می‌باشد.
صنایع شیمیایی معدنی
گرایش صنایع شیمیایی معدنی، مواد معدنی و غیرآلی را به فرآورده‌هایی مثل سیمان، لعاب، آجرهای نسوز و ... تبدیل میکند.
اکتشاف و استخراج مواد معدنی به رشته معدن باز می‌گردد، اما فرآورده‌های مواد معدنی در حیطه مهندسی شیمی گرایش شیمیایی معدنی قرار دارد.
هر کارخانه تولید مواد غیرآلی مثل سیمان، گچ، شیشه نسوز و دیرگداز دارای یک فرآیند است. یعنی از زمانی که مواد اولیه وارد کارخانه میشود تا زمانی که محصول خارج می‌گردد، فرآیندی روی آن انجام میگیرد که طراحی این فرآیند بر عهده مهندس شیمی صنایع شیمیایی معدنی می‌باشد. همچنین تولید هر ماده معدنی مثل کودهای شیمیایی معدنی، حشره‌کشها، نمک‌ها ، رنگهای معدنی و حتی لعاب روی کاشی‌ها در حیطه کار مهندسی شیمی گرایش شیمیایی معدنی قرار دارد.
صنایع پتروشیمی
پس از اکتشاف نفت، به تدریج مواد شیمیایی مختلفی از آن به دست آمد و صنعت جدیدی به نام صنعت پتروشیمی بنیان گذاشته شد. صنعتی که ماده اولیه آن مشتقات نفت و گاز است یعنی با انجام واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی در هیدروکربن‌های مایع و گاز میتوان به فرآورده‌های پتروشیمی دست پیدا کرد. فرآورده‌هایی که دارای ارزش افزوده بسیاری است . چون هر یک دلار نفتی که به فرآورده‌های پتروشیمی تبدیل میشود، ارزش افزوده آن حدود صد دلار خواهد شد. اما متاسفانه در کشور ما میلیونها تن از این ماده گرانقدر بدون این که ارزش افزوده‌ای به آن اضافه شود، صادر می‌گردد و گاه همین ماده با مختصر عملیاتی، با قیمت صدها برابر وارد کشور می‌گردد.
از همین‌جا میتوان به اهمیت مهندسی شیمی گرایش پتروشیمی پی‌برد چون وظیفه مهندسی پتروشیمی طراحی دستگاهها و فرآیند تولید مواد مختلف از جمله کودهای شیمیایی، شوینده‌ها و فرآورده‌های پلیمری (مواد اولیه پلاستیک‌ها ، لاستیک‌ها و الیاف مصنوعی) و مواد شیمیایی (اسیدها ، حلالها) از نفت و برشهای نفتی است.
گفتنی است که دروس تخصصی دانشجویان این رشته بیشتر در مورد کاتالیزورهای صنعتی است که در رآکتورها به کار می‌رود.
صنایع گاز
مهندسی شیمی گرایش گاز شامل تمام فرآیندهایی است که بر روی گاز انجام میشود، تا این ماده قابل مصرف گردد.
برای مثال عمق چاهی که برای استخراج گاز زده میشود، قطر لوله‌ای که گاز را از چاه به پالایشگاه و یا از پالایشگاه به شبکه‌های شهری منتقل میکند، نحوه انتقال گاز از چاه به پالایشگاه، نحوه گرفتن گاز دی‌اکسید کربن از این ماده (برای جلوگیری از خورده شدن لوله‌ها) ، نحوه شیرین کردن گاز (به گاز اولیه که از چاه استخراج میشود، گاز ترش می‌گویند که قابل مصرف نیست و باید طی فرآیندهایی آن را به گاز شیرین که قابل استفاده در مصارف شهری و ... است تبدیل کرد) همه در حیطه فعالیت یک مهندس شیمی گرایش گاز قرار دارد.
صنایع پلیمر
مهندس پلیمر وظیفه ساخت فرآورده‌های پلیمری مصنوعی از جمله رنگهای شیمیایی، پوشش کابلها، لاستیک‌ها و پلاستیک‌ها را از مواد نفتی برعهده دارد. این رشته که تا سال 1362 یکی از گرایشهای مهندسی شیمی بود، در حال حاضر به عنوان یک رشته مستقل با دو گرایش صنایع پلیمر و تکنولوژی و علوم رنگ در دانشگاهها و مراکز آموزش عالی ارائه میشود. اما با این وجود هنوز در تعداد محدودی از دانشگاههای کشور، مهندسی پلیمر یک رشته مستقل نیست بلکه یکی از گرایشهای مهندسی شیمی می‌باشد.
یک مهندس پلیمر حداقل 12 یا 13 درس تخصصی در زمینه گرایش ?صنایع پلیمر? و یا ?تکنولوژی و علوم رنگ? گذرانده است و در نهایت نیز کارشناس در یکی از دو گرایش فوق میشود. اما مهندسی شیمی گرایش صنایع پلیمر بیشتر دروسی که می‌خواند با مهندسی شیمی در مفهوم عام آن ارتباط دارد و در نهایت در یکی از زمینه‌های پلیمر مثل فرآیند شکل‌دهی پلیمر یا طراحی واحدهای صنعتی تولید پلیمر، تبحر پیدا میکند.
شیمیایی سلولزی
با وجود این که قرن حاضر ، دوران رشد روزافزون تکنولوژی کامپیوتر و فرآورده‌های آن است، اما هنوز فرهنگ، تمدن و دانش بشری نیازمند یک وسیله ابتدایی انتقال دانش یعنی کاغذ می‌باشد و برای دست‌یابی به این فرآورده مهم باید مجهز به دانشی گردد که در رشته مهندسی شیمی گرایش شیمیایی سلولزی میتوان به آن دست یافت. چون یک مهندس شیمی گرایش شیمیایی سلولزی در زمینه تبدیل چوب به کاغذ تخصص دارد و دروس تخصصی آن بیشتر در مورد خمیرگیری و یا تبدیل چوب به کاغذ می‌باشد. به همین‌دلیل نیز تحصیل دانشجویان این رشته در دانشکده فنی پردیس واقع در استان گیلان ? رضوان‌شهر (چوکا)می‌باشد.
همچنین این گرایش دارای کاربردهای جدیدی در صنعت امروز می‌باشد.
همان طور که می‌دانیم قسمت عمده چوب از سلولز تشکیل شده است. همچنین ضایعات کشاورزی مثل پوست برنج و یا سبوس برنج و ضایعات برگ درختان دارای مقادیر قابل توجهی سلولز است که این ضایعات در بسیاری از نقاط به عنوان یک عنصر مزاحم سوزانده شده و باعث آلودگی محیط زیست میشود. اما امروزه در کشوری مثل آمریکا از همین ضایعات برای تولید یک نوع سوخت به نام ?اتانول? که در ترکیب با بنزین، سوخت بسیار خوبی است؛ استفاده میشود. و در این فرآیند مهندسین شیمیایی سلولزی نقش بسیار مهمی را بر عهده دارند.
صنایع غذایی
یکی از کاربردهای مهندسی شیمی در تولید مواد غذایی و بخشهای صنایع غذایی مانند میکروبیولوژی غذا، شیمی غذا و کنترل کیفی صنایع غذایی است. برای مثال در سوپرمارکت‌ها و فروشگاهها، موادغذایی بیشتر به حالت کنسرو وجود دارد که تهیه این کنسروها با حفظ اصول ایمنی و بهداشتی نیاز به یکسری محاسبات دارد که این محاسبات توسط یک مهندس شیمی صنایع غذایی انجام میگیرد.
همچنین طراحی دستگاههایی که فرآیند خشک کردن را انجام می‌دهند مثل غذاهای بچه که به صورت پودر تهیه میشود و طراحی دستگاههای استریلیزه، پاستوریزه و یا منجمد کننده بر عهده متخصصین همین رشته می‌باشد.
در کل اگر کسی دوست دارد بداند که غذاهای کنسرو شده، منجمد شده و ... چگونه تهیه میشود و یا چه مواد باارزشی در غذاها هست و کدام غذاها برای سلامت بدن خوب است، می‌تواند وارد رشته صنایع غذایی بشود.
پالایش
دانشجوی گرایش پالایش در پالایشگاههای کشور که نفت خام را به فرآورده‌های نفتی تبدیل می‌کنند، مشغول به کار شده و در اصل وظیفه طراحی پالایشگاهها را بر عهده دارد.
گرایش پالایش به طراحی پالایشگاهها باز می‌گردد. یعنی دانشجوی این گرایش شیوه طراحی دستگاههایی مثل برجهای تقطیر، دستگاههای جداکننده مایعات از مایعات و گازها از مایعات را می‌آموزد. دستگاههایی که مشتقات ئیدروکربنی مثل بنزین و گازوئیل و مواد سنگین‌تر مثل قیر و شوینده‌ها را از نفت خام جدا ساخته و به دست می‌آورند.
طراحی فرآیندهای صنایع نفت
فرآیند یعنی عملکرد با روش و طریقی که بتوان به یاری آن ماده‌ای را از حالتی به حالت دیگر تغییر شکل داد و منظور از مهندس طراحی فرآیندهای صنایع نفت یعنی فردی که روش این تغییر و تحول را طراحی کند چون برای تبدیل یک ماده از حالت اولیه به حالتی خاص لازم است که دستگاههایی طراحی شده و محاسباتی انجام بگیرد تا بتوان به نتیجه مطلوب دست یافت.
طراحی صنایعی که بطور مستقیم یا غیر مستقیم وابسته به نفت خام یا فرآورده‌های پالایشگاه و یا صنایع پتروشیمی است به مهندس شیمی گرایش طراحی فرآیندها مربوط میشود.
همان‌طور که می‌دانید گرایشها در سطح لیسانس تفاوتی با هم ندارند و حتی نمی‌توان بین بعضی از گرایشها مرز مشخصی قائل شد. اما در کل میتوان گفت که گرایش پالایش صرفا به پالایش نفت و گاز بر می‌گردد همچنین گرایش پتروشیمی فقط در زمینه تولید مواد پتروشیمی است در حالی که گرایش طراحی فرآیندها در کلیه امور از جمله نفت و گاز و مواد پتروشیمی دخالت دارد همچنین تهیه بعضی مواد منحصرا متعلق به این گرایش می‌باشد مثل ترکیب دو ماده پارافین و کلر و ایجاد یک محصول جدید به نام پارافین کلره که به عنوان یک ماده خاموش کننده حریق مورد استفاده قرار میگیرد و تولید آن نیز به گرایش پالایش و یا پتروشیمی باز نمی‌گردد
یک مهندس شیمی گرایش طراحی فرآیندهای صنایع نفت، واکنش‌های خاصی را از شیمیست‌ها میگیرد و با توجه به شرایط محیطی ، اقتصادی و ... بهترین روش تولید مواد شیمیایی و خالص‌سازی آنها را پیدا کرده و پیاده میکند، که البته در این راه باید عوامل مهمی مثل انتقال جرم، انتقال حرارت و روابط ترمودینامیکی را محاسبه کرده و به طراحی راکتور و مبدلهای حرارتی بپردازد.
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر
امکان ادامه تحصیل در مقاطع کارشناسی ارشد و دکترا میسر است.
رشته‌های مشابه و نزدیک به این رشته
بیشتر دروس مهندسی شیمی با رشته‌های مهندسی دیگر، بخصوص مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات مشترک است.
» منبع: گزینه 2
 |
Pipeline and Gas Technology |
عنوان |
|
Pipeline and Gas Technology (ISSN# 1540-3688) is published 8 times per year (monthly except June, April, July, November) by Hart Energy Publishing. |
توضیحات | |
| www.pipelineandgastechnology.com | وب سایت | |
| اشتراک |
 |
تجهیزات و تاسیسات نفت |
عنوان |
|
نشریه ای مستقل با هدف ارتقاء فن آوری و در خدمت صنعت نفت ایران
|
توضیحات | |
| www.oilmagazine.ir | وب سایت | |
| اشتراک |
 |
مهندسی شیمی ایران |
عنوان |
|
دوماهنامه علمی، ترویجی
|
توضیحات | |
| www.che.ir | وب سایت | |
| اشتراک |
 |
ندای گاز |
عنوان |
|
ماهنامه داخلی شرکت ملی گاز
|
توضیحات | |
| www.nedayegaz.com | وب سایت | |
| اشتراک |
 |
ماهنامه نفت پارس |
عنوان |
|
ماهنامه تخصصی، علمی، آموزشی شرکت نفت پارس ماهنامه نفت پارس که نخستین شماره آن اول تیرماه 1382 منتشر شد، از ابتدا بر اساس ارایه یک کار حرفه ای بنیان گذاری شد. |
توضیحات | |
| www.naftepars.ir | وب سایت | |
| اشتراک |
 |
ماهنامه نفت و انرژی |
عنوان |
|
ماهنامه‌ای فنی مهندسی همراه با یک سی‌دی رایگان و خبرنامه الکترونیکی |
توضیحات | |
| www.naft-o-energy.com | وب سایت | |
| اشتراک |
 |
فصلنامه انسان و محیط زیست |
عنوان |
|
--- |
توضیحات | |
| www.irsen.org | وب سایت | |
| اشتراک |
 |
مبدل گرمایی |
عنوان |
|
نشریه فنی و مهندسی مبدل گرمایی به صورت کاملا تخصصی می باشد و زمینه های مختلف طراحی، ساخت، اجرا، نصب و ... انواع مبدل ها را در برمی گیرد. |
توضیحات | |
| www.mobadel.ir | وب سایت | |
|
--- |
اشتراک |
