أساسيات وقود البروبان

يُعرف أيضًا باسم غاز البترول المسال (LPG) أو غاز البروبان ، وهو وقود بديل نظيف الاحتراق تم استخدامه لعقود لتشغيل مركبات البروبان الخفيفة والمتوسطة والثقيلة.

البروبان هو غاز ألكان ثلاثي الكربون (C3H8). يتم تخزينه تحت ضغط داخل خزان كسائل عديم اللون والرائحة. عند تحرير الضغط ، يتبخر البروبان السائل ويتحول إلى غاز يستخدم في الاحتراق. تمت إضافة مادة إيثيل مركابتان الرائحة لاكتشاف التسرب. (انظر خصائص الوقود.)

يتمتع البروبان بدرجة عالية من الأوكتان ، مما يجعله خيارًا ممتازًا لمحركات الاحتراق الداخلي التي تشتعل بالشرر. في حالة انسكابها أو إطلاقها من مركبة ، فإنها لا تشكل أي تهديد للتربة أو المياه السطحية أو المياه الجوفية. يتم إنتاج البروبان كمنتج ثانوي لمعالجة الغاز الطبيعي وتكرير النفط الخام. يمثل حوالي 2 ٪ من الطاقة المستخدمة في الولايات المتحدة. من ذلك ، يستخدم أقل من 3٪ في النقل. وتشمل استخداماته الرئيسية تدفئة المنزل والمياه ، والطهي وتبريد الأطعمة ، وتجفيف الملابس ، وتشغيل المعدات الزراعية والصناعية. تستخدم الصناعة الكيميائية أيضًا البروبان كمواد خام لصنع البلاستيك والمركبات الأخرى.

البروبان كوقود بديل

ينبع الاهتمام بالبروبان كوقود بديل للنقل من توافره المحلي ، وكثافة الطاقة العالية ، وخصائص الاحتراق النظيف ، والتكلفة المنخفضة نسبيًا. وهو ثالث وقود النقل الأكثر شيوعًا في العالم ، بعد البنزين والديزل ، ويعتبر وقودًا بديلاً بموجب قانون سياسة الطاقة لعام 1992.

تم تحديد البروبان المستخدم في المركبات على أنه البروبان HD-5 وهو خليط من البروبان بكميات أقل من الغازات الأخرى. وفقًا لمواصفات HD-5 الصادرة عن اتحاد معالجات الغاز للبروبان ، يجب أن تتكون من 90٪ بروبان على الأقل ، ولا تزيد عن 5٪ بروبيلين ، و 5٪ غازات أخرى ، خاصة البيوتان والبيوتيلين. (انظر خصائص الوقود.)

لتزويد السيارة بالوقود ، يلزم تثبيت موصل موزع “Type K15” سريع التحرير على جميع المركبات الجديدة بدءًا من 1 يناير 2020 ، وفقًا لرمز الاتحاد الوطني للحماية من الحرائق 58. يسمح هذا الموصل بالتزويد بالوقود بيد واحدة ولا يتطلب استخدام معدات الحماية الشخصية مثل القفازات وغطاء الوجه (المطلوبة للموصل ذي الطراز الأقدم).

يتم تخزين البروبان على متن السيارة في خزان مضغوط إلى حوالي 150 رطلاً لكل بوصة مربعة – حوالي ضعف ضغط إطار الشاحنة المنفوخ. تحت هذا الضغط ، يتحول البروبان إلى سائل بكثافة طاقة تزيد بمقدار 270 مرة عن شكله الغازي. يحتوي البروبان على معدل أوكتان أعلى من البنزين ، لذلك يمكن استخدامه بنسب ضغط أعلى للمحرك وهو أكثر مقاومة لخبط المحرك. ومع ذلك ، فإن لديها تصنيف وحدة حرارية بريطانية أقل من البنزين ، لذلك فهي تتطلب وقودًا أكثر من حيث الحجم للقيادة على نفس المسافة.

لماذا يعتبر ثنائي كلورو ميثان مذيبًا جيدًا؟

ثنائي كلورو ميثان هو مذيب عضوي وبالتالي يمكنه إذابة العديد من الجزيئات العضوية غير القطبية (إنشاء تفاعلات من نوع لندن). ومع ذلك ، فإنه يحتوي على عزم ثنائي القطب كبير (انظر الشكل) وبالتالي يمكنه أيضًا إذابة الجزيئات القطبية (مع تفاعلات نوع لندن وتفاعلات ثنائي القطب وثنائي القطب). بسبب العزم ثنائي القطب العالي ، فهو مذيب غير مائي جيد للتفاعلات الكيميائية التي تشمل الجزيئات القطبية.

حمض الأديبيك

حمض الأديبيك ، أو حمض هيكسانديويك بشكل رسمي ، هو مادة صلبة بلورية بيضاء تذوب عند 152 درجة مئوية. إنه أحد أهم المونومرات في صناعة البوليمر.

يوجد حمض الأديبيك في عصير البنجر ، ولكن يتم تصنيع المادة التجارية – 2.5 مليون طن منه سنويًا. في عام 1906 ، ذكر الكيميائيان الفرنسيان L. Bouveault و R. Locquin أنه يمكن إنتاج حمض الأديبيك عن طريق أكسدة الهكسانول الحلقي. اليوم ، عملية التصنيع الأكثر شيوعًا هي أكسدة حمض النيتريك (HNO3) لمزيج سيكلوهكسانول – سيكلوهكسانون يسمى KA (لزيت الكيتون – الكحول).

يتم استخدام كل حمض الأديبيك تقريبًا كعامل مشترك مع hexamethylenediamine لإنتاج النايلون 6-6. كما أنها تستخدم لتصنيع البوليمرات الأخرى مثل البولي يوريثان.

الإيثانول

الإيثانول ، ويسمى أيضًا كحول الإيثيل ، أو كحول الحبوب ، أو الكحول ، وهو عنصر في فئة المركبات العضوية التي يطلق عليها اسم كحول ؛ صيغته الجزيئية هي C2H5OH. الإيثانول مادة كيميائية صناعية مهمة ؛ يتم استخدامه كمذيب ، في تخليق مواد كيميائية عضوية أخرى ، وكمادة مضافة لبنزين السيارات (تشكيل خليط يعرف باسم جازوهول). الإيثانول هو أيضًا مكون مسكر للعديد من المشروبات الكحولية مثل البيرة والنبيذ والمشروبات الروحية المقطرة.

هناك عمليتان رئيسيتان لتصنيع الإيثانول: تخمير الكربوهيدرات (الطريقة المستخدمة في المشروبات الكحولية) وترطيب الإيثيلين. يتضمن التخمير تحويل الكربوهيدرات إلى إيثانول عن طريق زراعة خلايا الخميرة. المواد الخام الرئيسية المخمرة لإنتاج الكحول الصناعي هي محاصيل السكر مثل البنجر وقصب السكر ومحاصيل الحبوب مثل الذرة (الذرة). يتم تحقيق ترطيب الإيثيلين عن طريق تمرير خليط من الإيثيلين وفائض كبير من البخار عند درجة حرارة عالية وضغط فوق محفز حمضي.

هناك عمليتان رئيسيتان لتصنيع الإيثانول: تخمير الكربوهيدرات (الطريقة المستخدمة في المشروبات الكحولية) وترطيب الإيثيلين. يتضمن التخمير تحويل الكربوهيدرات إلى إيثانول عن طريق زراعة خلايا الخميرة. المواد الخام الرئيسية المخمرة لإنتاج الكحول الصناعي هي محاصيل السكر مثل البنجر وقصب السكر ومحاصيل الحبوب مثل الذرة (الذرة). يتم تحقيق ترطيب الإيثيلين عن طريق تمرير خليط من الإيثيلين وفائض كبير من البخار عند درجة حرارة عالية وضغط فوق محفز حمضي.

يتم الحصول على الإيثانول المنتج إما عن طريق التخمير أو عن طريق التوليف كمحلول مائي مخفف ويجب تركيزه عن طريق التقطير التجزيئي. يمكن أن ينتج عن التقطير المباشر في أحسن الأحوال خليط ثابت درجة الغليان يحتوي على 95.6 في المائة بالوزن من الإيثانول. ينتج عن جفاف خليط درجة الغليان الثابتة كحول لا مائي أو مطلق. عادةً ما يتم تغيير طبيعة الإيثانول المعد للاستخدام الصناعي (يصبح غير صالح للشرب) ، عادةً باستخدام الميثانول أو البنزين أو الكيروسين.

مشتق أنهيدريد الماليك (CAS 108-31-6) من حمض الماليك الطبيعي. تم تحضير أنهيدريد الماليك وكذلك أحماض الماليك والفوماريك لأول مرة في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. ومع ذلك ، فإن التصنيع التجاري لم يبدأ إلا بعد قرن من الزمان. في عام 1933 ، استخدمت شركة National Aniline and Chemical Co. ، Inc. ، عملية لإنتاج أنهيدريد المالئيك على أساس أكسدة البنزين باستخدام محفز أكسيد الفاناديوم. أدى التقدم في تكنولوجيا المحفزات ، والضغوط التنظيمية المتزايدة ، ومزايا التكلفة المستمرة للبيوتان على البنزين إلى تحويل سريع للبنزين إلى مصانع تعتمد على البوتان. بحلول منتصف الثمانينيات في الولايات المتحدة ، استخدم 100 ٪ من إنتاج أنهيدريد المالئيك البيوتان كمادة وسيطة.

في درجة حرارة الغرفة ، أنهيدريد المالئيك عبارة عن مادة صلبة بلورية بيضاء ذات رائحة نفاذة ، ولكنها سائل أو غاز أثناء الإنتاج الكيميائي. تظهر مجموعتان من الكربونيل الحمضي ورابطة مزدوجة في صيغته ، مما يجعلها مفيدة للتطبيقات الصناعية الواسعة. تشمل عمليات تصنيع أنهيدريد المالئيك تلك التي تستخدم تقنيات قاعدة النقل الثابتة والممعة من أجل الأكسدة الانتقائية للبوتان.

غالبًا ما يستخدم أنهيدريد الماليك (MA) كموازن في مزيجين من البوليمر غير القابل للامتزاج. يتفاعل MA بشكل كبير مع الجذور الحرة PLA التي يسببها البادئ ، مثل 2،5-bis (ثلاثي بوتيل فوقوكسي) -2،5 ثنائي ميثيل هكسان (L101) ، ويمكن لمجموعة أنهيدريد أن تتفاعل مع الهيدروكسيل من النشا لتشكيل روابط استر ، مثل يظهر بشكل تخطيطي في الشكل 11.20. يمكن للمجموعات الكربوكسيلية الناتجة عن أنهيدريد المتحلل أيضًا أن تشكل روابط هيدروجينية مع مجموعات الهيدروكسيل [56]. تتمثل وظيفة البادئ في تحفيز الجذور الحرة لـ PLA التي يمكن أن تتفاعل مع MA.

الاسيتونتريل

يعد الأسيتونتريل أحد أكثر العناصر المستخدمة بشكل متكرر في التنقية الكروماتوجرافية للطور العكسي للببتيدات ، ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى اللزوجة المنخفضة ، والاستقرار الكيميائي العالي ، وقوة التصفية القوية. علاوة على ذلك ، فقد وجد أيضًا تطبيقات واسعة النطاق كمذيب قطبي غير بروتي في التخليق العضوي.