الباب الخامس:
الوقود
-الوقود : مادة قابلة للإشتعال وتتحد مع الأكسجين فتتحول طاقتها الكيميائية المختزنة إلى طاقة حرارية من خلال تفاعل طارد ويصاحبه إنطلاق طاقة حرارية وضوئية. أنواع الوقود :1-الوقود العضوى : أ-وقود حفرى : وقد يكون صلباً مثل فحم الكوك والفحم الحجرى والخشب وقد يكون سائلاً مثل الجازولين والكيروسين وزيت الديزل والمازوت وقد يكون غازياً مثل الغاز الطبيعى والأسيتيلين غاز الفحم والبيوتان والبروبان . ب-وقود حيوى : مثل السكريات والدهون. 2-الوقود النووى
-معايير إختيار الوقود :
1-الوقود المخلق : ويراعى تكلفة الإنتاج ومقدار الطاقة المستهلكة. 2-الوقود الطبيعى : ويراعى الجانب الإقتصادى من حيث 1-العمر الإحتياطى 2-قرب أماكن الأستخراج 3-سهولة النقل والتخزين 4-القيمة السعرية للوقود 5-تعدد أغراض الأستخدام 6-ملائمته لأجهزة الأحتراق ويراعى الجانب البيئى من حيث 1-مدى السمية وصعوبة التداول 2-النفايات الناتجة عنه. -الأحتراق : عملية أكسدة سريعة يصاحبها إنطلاق طاقة. أكسدة فى وجود الاكسجين : أكسدة فى عدم وجود الاكسجين : ويلاحظ : أن المواد الغذائية تحترق وتعطى طاقة حرارية فقط لأن أحتراقها بطيئاً. أولاً : الوقود الحفرى (العضوى أو الغير متجدد) أولاً : زيت البترول : ويطلق عليه زيت الصخر وهو مخلوط معقد من مركبات هيدروكربونية بالإضافة إلى الأكسجين والنيتروجين والكبريت والماء. الفرض العضوى لنشأة البترول : تحلل النباتات والحيوانات البحرية بفعل الضغط ودرجة الحرارة الشديدين. - علل صحة الفرض العضوى لنشأة البترول ؟؟ جـ-1-وجود المنابع بقرب الشواطئ 2-وجود حفريات بالبترول 3-عند تقطير المواد الدهنية مثل زيت السمك يتبقى سائل أسود شبيه بالبترول تكرير البترول : ويشمل ثلاثة عمليات وهى : I-عملية الفصل : فصل مكونات البترول كلاً على حدا لأنه يحتوى على الألكانات والأوليفينات والمركبات الأروماتية. -تقسيم الهيدروكربونات : I-المركبات الأليفاتية أ-(السلاسل المفتوحة) : 1-الألكانات : مركبات هيدروكربونية تحتوى على روابط أحادية بين ذرات الكربون. 2-الألكينات : مركبات هيدروكربونية تحتوى على روابط ثنائية بين ذرات الكربون. 3-الألكاينات : مركبات هيدروكربونية تحتوى على روابط ثلاثية بين ذرات الكربون. ب-المركبات الأليفاتية (الحلقية) : مثل الهكسان الحلقى. II-المركبات الأروماتية : مثل البنزين العطرى. خطوات الفصل : 1-يتم تصفية الخام من الشوائب وغسله بالماء ليطفو البترول فوق الماء لأنه أقل كثافة 2-علل : لا يصلح جهاز التقطير العادى لفصل عدة سوائل ممتزجة؟ ج- لأن السوائل تبدأ التبخير قبل درجة الغليان ويكون البخار محتوياً على أكثر من سائل والسائل الاكثر تطايراً أى الأقل فى درجةالغليان يكون بنسبة أكبر فى الخليط 3-أبراج التجزئة : وتستخدم لفصل مكونات البترول ونجد أن سلاسل الكربون قد تصل إلى 70 ذرة كربون متصلة وكلما زادت الكتلة الجزيئية أى زاد عدد ذرات الكربون كلما أرتفعت درجة الغليان ولذا فإن المكونات الغازية تتصاعد من أعلى البرج لأن درجة غليانها منخفضة وكتلتها الجزيئية منخفضة ويليها السوائل وتتبقى المواد الصلبة أسفل البرج لأن درجة غليانها مرتفعة وكتلتها الجزيئية مرتفعة. II-عملية التحويل : زيادة نسبة الجازولين الناتج من البترول لأهميته وكثرة أستخدامه. 1-طريقتا التحويل : أ-التكسير : تحويل الجزيئات الكبيرة مثل الكيروسين والمازوت (من C12 إلى C20) إلى جزيئات أصغر مثل الجازولين (من C5 إلى C10) وهو نوعان : 1-التكسير الحرارى : ويتم فى 500 º م وضغط من 250 : 750 رطل/بوصة مربعه. 2-التكسير الحفزى : ويتم بإستخدام عوامل حفز مثل أكسيد الألومنيوم أو السيليكون أو المنجنيز أو الطفل عند درجة 400 : 500 وضغط مناسب. -علل : يفضل التكسير الحفزى عن التكسير الحرارى؟؟ جـ-أستخدام عوامل الحفز فى التكسير الحفزى يؤدى إلى زيادة التكسير دون الحاجة للضغوط المرتفعة كما ان نواتج التكسير الحفزى تحتوى على كميات أقل من المركبات الغير مشبعة ولذا فإنها أقل عرضة للأكسدة والبلمرة عند التخزين وزيادة تفرع السلاسل فى الجازولين الناتج من التكسير الحفزى يؤدى إلى رفع رقم الاوكتان ب- البلمرة : عملية عكسية للتكسير حيث يحدث أرتباط عدد من الجزيئات الصغيرة (مونيمر) لتكوين جزئ كبير (بوليمر) بتأثير الضغط والحرارة وعوامل الحفز. -الالكينات الغازية الناتجة من التكسير الحرارى مواد أولية فى عملية البلمرة مثل تحضير الجازولين المتبلمر لبلمرة الألكينات بإستخدام حمض الكبريتيك أو الفوسفوريك. -رقم الأوكتان : الرقم المعبر عن صلاحية استخدام الوقود فى ألات الأحتراق الداخلى. -ما معنى قولنا : جازولين 90 أوكتان ؟؟ جـ-وقود يحدث طرقاً يعادل الطرق الذى يحدثه خليط من الايزواوكتان والهبتان العادى بنسبة10:90. -يضاف رابع إيثيل الرصاص (C2H5)4Pb إلى الجازولين لتحسين رقم الأوكتان. III-عملية التنقية أو المعالجة : وهى عملية لتقليل نسبة الملوثات فى البترول والتخلص من الشوائب الضارة وبخاصة الحامضية والتى تسبب تأكل ألات الأحتراق وتلوث الهواء الجوى. -علل : ينبغى ترشيد استهلاك البترول؟؟ جـ- لأن استخدامه كوقود خسارة كبيرة لان تحويله إلى بتروكيماويات وأنسجة يضاعف قيمته الإقتصادية. ثانياً : الغاز الطبيعى : وتكون بنفس طريقة الفحم والبترول ولذا يوجد مع البترول مختلطاً به أو فوق سطح البترول وقد يوجد منفرداً فى الطبيعة ويتكون من 93% ميثان بالإضافة إلى الإيثان والبروبان والبيوتان (البيوتاجاز) -علل : يفضل الغاز الطبيعى كوقود ؟؟ ج-لسهولة نقله عبر أنابيب ولأنه وقود نظيف كما أن طاقته السعرية مرتفعة -تحويل الغاز الطبيعى إلى الغاز المائى و الحصول على الكحول الميثيلى من الميثان :
س1: علل لما يأتى: 1-يفضل الوقود (90) على الوقود (80). 2-صحة الفرض العضوى لتكوين البترول . 3-منعت الدولة استخدام رابع إيثيل الرصاص فى تحسين الوقود. 4-يفضل الجازولين الناتج بالتكسير الحفزى على الجازولين الناتج بالتكسير الحرارى. 5-لا يصلح التقطير العادى لفصل مكونات البترول. س2: اكتب المفهوم العلمى: 1-رقم يعبر عن صلاحية استخدام الوقود فى آلات الاحتراق الداخلى. 2-عملية كيميائية يقصد بها ارتباط عدد من جزيئات صغيرة لتكوين جزئ كبير. 3-تحويل مركبات عدد ذرات الكربون فيها كبير إلى مركبات عدد ذرات كربونها أقل س3: ما المقصود بكل من: 1-التقطير التجزيئى. 2-جازولين رقم الأوكتان له 80 ثانياً : أنواع من الوقود المتجدد I-البيوجاز : ينتج من التخمر اللاهوائى للنفايات الحيوانية حيث أن 50% من الطاقة تبقى فى روث الحيوانات - الحصول على البيوجاز من مخلفات الحيوان : أعداد مولدات الميثان حيث توضع المخلفات الحيوية ويتم عمل التحلل اللاهوائى لها بواسطة البكتريا وبعد 23 يوماً تصل معدلات انتاج الميثان إلى 50%. -علل : تحتاج مولدات الميثان إلى تكنولوجيا متقدمة؟؟ ج-لان التفاعلات الحيوية تنشط وترتفع درجة الحرارة وينفجر المولد ولذا تحتاج إلى تبريد دائم العوامل المؤثرة على تكوين الميثان فى المفاعل الحيوى: -التغير فى درجة الحرارة ونوعية المواد العضوية من حيث حامضيتها وقاعديتها. De broglieJOSEPH SOBHY 0176276036 MAIL:JOSEPH.FADY@Yahoo.Com