Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /home/zarhyper/iranivalve.ir/components/com_k2/models/item.php on line 763
08.68683.-2669. By رضایی

گاز پیشران یا propellant gas چیست؟

Rate this item
(0 votes)

گاز های پیشران یا پروپلنت‌ها در شاخه هیدروکربن‌های میان‌تقطیری‌ قرار می‌‌گیرند که پس از انجام مراحل خالص‌سازی، به هنگام رها‌ شدن به لایه اوزون صدمه‌ای نمی‌زنند؛ به همین دلیل دامنه مصرف گسترده‌ای در جهان دارند. پروپلنت‌ها به عنوان گازهای تامین کننده نیروی پیشران در صنایع شناخته می‌شوند که پس از انجام عمل رانش هیچگونه اثر جانبی بر جای نمی‌گذارند.

پروپلنت‌ها به عنوان گاز حامل، عامل فشار و پاشش کنترل شده در صنایع آرایشی و بهداشتی، عطرسازی، صنایع غذایی و دارویی، انواع اسپری‌های صنعتی، صنایع چسب، رنگ و انواع جلا دهنده‌ها، صنایع پاک‌کننده و تمیز‌کننده، همچنین صنایع تولید‌کننده سموم کاربرد دارند. امروزه اسپری ها یا افشانه ها کاربرد فراوانی در صنایع مختلف و همچنین در زندگی روزمره دارد. یکی از مهمترین دلایل این مطلب قابلیت استفاده از اسپری ها در مواردی است که ماده اصلی مورد استفاده باید به میزان مشخص و به صورت موضعی در حجم وسیعی مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال در اسپری های خوشبو کننده هوا در صورتی که ماده معطر در فرمی به غیر از اسپری استفاده شود ، حجمی که تحت اثر این ماده قرار می گیرد به شدت کاهش یافته و در نتیجه غلظت ماده معطر در آن حجم بالا می رود که این امر موجب از بین رفتن تاثیر مورد نظر سازنده بر حس بویایی کاربر می گردد.

محتویات اسپری ها صرف نظر از کاربرد آنها از دو عنصر اصلی تشکیل می گردد :

  1. محصول اصلی : فرمول ماده ای که سازنده  قصد فروش آن را دارد.
  2. گاز پیشران : گازی که به عنوان تامین کننده فشار مورد نیاز اسپری مورد استفاده قرار می گیرد.

تركيب يكسان و يكنواخت  از اين دو  آئروسل های افشانه همان اسپری ناميده مي شود.

همانطور که عنوان گردید؛ آئروسل ها در واقع ذرات بسيار ريز مايع و جامد در گاز هستند كه به صورت كاملاً يكسان و يكنواخت در هوا پراكنده مي شوند و پايداري محيطي آنها بستگي به اندازه ذرات و تاثير نيروي جاذبه زمين بر روي اين ذرات دارد.

آئروسل ها توسط عوامل طبيعي يا توسط دستگاه ها تهيه مي شوند و بر اساس اندازه ذرات ، به گروه هاي مختلف طبقه بندي مي گردند و آنها را به دو دسته کلی آئروسل های خوب و بد می توان تقسیم نمود. اما از فناوري آئروسل سازي را در زمينه هاي مختلف از قبيل، صنايع نظامي ،كشاورزي ، آرايشي و بهداشتي و صنايع پزشكي و تهيه اسپرهاي دارويي و … استفاده مي گردد.

بدست آوردن يك محلول تك فازي و يكنواخت از مخلوط پيشرانه و محصول اصلي از مهمترين پارامترهاي براي بدست آوردن فرمولاسيون بهينه درتشكيل آئروسل  مي باشد.

مشخصات کلی گاز های پیشران(Propellant):

همانگونه که اشاره کردیم گازهای پیشران، ماده اصلي توليد اسپري ها بعنوان منبع تامین فشار در داخل قوطی های مورد استفاده قرار می گیرند.

از نظر فیزیکی دو حالت مختلف را برای گازهای پیشران می توان متصور بود:

  • فاز مایع : در این حالت سیال پیشران بر اثر فشار به مایع تبدیل گشته و مورد استفاده قرار می گیرد . نکته قابل توجه در این شرایط بهره گیری از گازهایی است که در فشار مشخص شده درون قوطی و در دمای اتاق ، به حالت تعادل میان گاز و مایع قابل استفاده باشند. در این شرایط با استفاده از اسپری فشار گاز پیشران جمع شده در بالای قوطی کاهش می یابد و این کاهش فشار در شرایط تعادل گاز و مایع باعث تبخیر مقداری از گاز پیشران مایع شده می گردد و افت فشار جبران خواهد شد.

به دلیل بهره گیری از گازهای مایع شده در این حالت حجم بالاتری از سیال پیشران در اسپری وجود خواهد داشت و بنابر این عمر استفاده اسپری افزایش می یابد و فشار تخلیه نیز در طول عمر اسپری تقریبا ثابت می ماند. وجود این مزایا موجب فراگیر بودن استفاده از حالت مایع در صنایع اسپری سازی گشته است. گاز پروپلنت در این دسته از گازهای پیشران قرار می گیرد.

  • فاز گاز ( گاز فشرده ) : در این حالت سیال پیشران به صورت گاز فشرده ، درون مخزن اسپری وجود دارد. پس از استفاده از اسپری در این شرایط فشار گاز پیشران به میزان اندکی کاهش می یابد و به مرور زمان کارایی اسپری کم خواهد شد و نیز عمر چرخه استفاده کاهش می یابد. وجود این معایب و نیز استفاده از نازل های ویژه برای تنظیم فشار استفاده از این حالت گاز پیشران را محدود کرده است.

گازهای پیشران باید دارای خواص مشخصی باشند که در تمام حالات فیزیکی و تمام صنایع وجود این خواص ضروری است:

  • عدم واکنش شیمیایی با قوطی ، تجهیزات نازل.
  • عدم وجود خواص سمی شدید.
  • خلوص بالا .
  • بی بو بودن گاز در اکثر کاربردها.
  • قیمت تمام شده مناسب.
  • در دسترس بودن.

طبقه بندی گازهای پیشران بر اساس فرمولاسیون و صنایع مرتبط:

گازهای مورد استفاده در صنایع اسپری سازی به عنوان گازهای پیشران از زمان تولید اولین اسپری تا امروز تغییرات چشمگیری داشته و دارای طبقه بندی های مختلفی بوده که بعضی از آنها امروزه از رده خارج محسوب می گردند.

اصلی ترین نوع این طبقه بندی ها ، طبقه بندی بر اساس فرمولاسیون شیمیایی  گازهای پیشران است.

بر این اساس طبقه بندی شیمیایی گازهای مطرح پیشران به شرح ذیل می باشد :

  1. گازهای هیدرو کربنی : سیالات پیشران هیدرو کربنی از دو نوع دسته از فراورده های میان تقطیری عمده تشکیل می گردد؛ پروپان و بوتان (بوتان به دو حالت isobutan و n-butan )که با درصد های مختلف و حتی در مواردی به صورت مجزا مورد استفاده قرار می گیرند.

هیدرو کربن ها از مشتقات نفت خام حاصل می گردند و سالهاست به عنوان ماده پیشران در صنایع اسپری سازی استفاده می شوند. پیشران هیدروکربنی قیمت تمام شده مناسبی داشته و در دسترس می باشند و با نام پروپلنت های آئروسل در این صنعت شناخته می شود.

علاوه بر خواص ذکر شده این گاز ها در صورت شیرین سازی با اجسام اطراف واکنش نداده و نیز بر خلاف CFC ها به جو زمین صدمه ای وارد نمی کنند.

معایب گازهای هیدرو کربنی اشتعال پذیری آنها و همچنین عدم انحلال آب در آنها است. به همین دلیل در مورد اسپری هایی که مواد اصلی آنها شامل آب می باشد این گازها مورد استفاده قرار نمی گیرند، ولی حالت دو فاز این گاز که بهره وری اسپری ها را بسیار بالا می برد بنابراین تنوع محصولات تولید شده در این صنعت با استفاده از گاز بسیار زیاد شده و توسعه بازار را برای این صنعت به همراه داشته است.

صنایعی که از هیدرو کربن ها به عنوان گاز پیشران استفاده می کنند عبارتند از : صنعت رنگ سازی ، صنایع آرایشی و بهداشتی و صنایع دارویی و اسپری خوراکی و غذایی برخی صنایع شیمیایی (حشره کش ها ) و…

  1. دی متیل اتر (DME) : دی متیل اتر یکی دیگر از گازهای پیشرانی است که در صنایع اسپری سازی مورد استفاده قرار می گیرد. این محصول نیز از دسته هیدروکربن های مشتقات نفت است که قابلیت حلالیت آب است. به همین دلیل در صنایعی که ماده اصلی تشکیل دهنده اسپری حاوی آب است از این گاز استفاده می گردد. همچنین به دلیل حل شدن آب در این گاز، اشتعال پذیری آن نسبت به هیدرو کربن های پروپلنت کمتر می باشد.

مشکلی که دی متیل اتر در صنعت اسپری سازی با آن مواجه است هزینه تولید بالا و پیچیدگی تولید آن نسبت به هیدرو کربن های پروپلنت می باشد.

از دی متیل اتر در برخی صنایع بهداشتی که پایه آب دارند و  نیز اسپری های خاص صنعت رنگ سازی ( رنگهای محلول در آب ) نیز استفاده می گردد ولی امکان استفاده در تمام محصولات تولید شده با پروپلنت ها برای این دسته از محصولات هم میسر می باشد.

  1. دی اکسید کربن و نیتروژن و هوای خشک: گازهای دی اکسید کربن و نیتروژن در برخی صنایع به صورت ترکیبی و یا مجزا به عنوان گاز پیشران کاربرد دارند.

مزایای استفاده از این دو گاز هزینه مناسب تولید ، در دسترس بودن و غیر قابل اشتعال بودن آن ها است. از این دو گاز و ترکیب های حجم برخی اسپری های خاص در صنایع آرایشی بهداشتی استفاده می گردد، مانند :اسپری های پوست صورت ،اسپری های مورد استفاده در صنایع غذایی و کپسول های اطفا حریق.

مشکل این دو گاز دشوار بودن استفاده از آنها در حالت مایع به دلیل نیاز به فشار بالا و دمای پایین است که سبب نیاز به کپسول های ضخیم ( اطفا حریق ) و یا چرخه مصرف کوتاه اسپری ( اسپری های درمان پوست) می گردد. همچنین میزان بهره وری اسپری های تولید شده از این گاز ها پایین بوده و قسمتی از مواد داخل  این اسپری ها بدلیل کاهش فشار به بیرون پاشیده نمی شود .

 

  1. کلرو فلوئورو کربن ،هیدرو فلوئورو کربن ، هیدرو فلوئورو آلکان(HFA,HFC,CFC): استفاده از این گازها به تارخچه تولید اسپری باز می‌گردد، از این گاز بعنوان پیشتران در اولین اسپری های استفاده می شده پس از سال ۱۹۷۴ دکتر فرانک شروود رولند و ماریو مولینا، اعلام کرد که کلروفلورو‌کربن‌ها بعنوان پروپلنت در اسپری های ائروسل بکار برده می شود منجر به تخریب لایه اوزون زمین می‌گردد تردید در استفاده از این گاز در صنعت آغاز گ
  2. ردید و از ۱۹۹۵ با توجه تعهد نامه مونترال و استفاده از این گازها بدلیل آسیب وارد شده بر لایه ازن بسیار محدود شد و تا به امروز کلا ممنوع گردید . در این بازه صنایع توانستند گاز های عنوان شده در بالا را جایگزین نمایند.

 

 

 

نسل جدید پروپلنت  های بدون H2S

اساس تئوری صنعت پروپلنت بر پايه استفاده از انرژی فسيلی و تبديل آن به انرژی جنبشی مورد نياز در بخش های مختلف به منظورانجام کار، ايجاد سهولت و سرعت عمل می باشد، به گونه ای که پس ازانجام عمل مورد نظر هيچگونه اثرجانبی بر جای نماند. این سیلات حاصل از مشتقات نفتی به هنگام پالایش نفت خانم و یا در اثنای تصفیه گازهای طبیعی خواه ،ناخواه بوجود می آیند. هیدورکربون های مورد بحث حاوی مقدار زیادی ناخالصی از جمله H2S ﺑوده که مطبق قوانین بین المللی عرضه سوخت می بایست به حد استاندارد رسیده تا آثار مخرب آن در محیط زیست کمتر گردد. جستجو در راه رسیدن به روش های اقتصادی تر حذف ناخالصی ها بخصوص سولفور و ترکیبات H2S در از همان لحظه پیدایش نفت و گاز همواره بدون وقفه مورد تجسس بوده و هست .

حذف سایر ترکیبات سولفوری موجود در هیدروکربن ها و رساندن آنها به حد صفر به لحاظ تکنیکی و هزینه ای برای پالایشگاهها که تولید انبوه برای مصارف سوختی و دارند بسیار دشوار و پر هزینه است.اﺻوﻻ ً درﭘﺎﻻﯾﺷﮕﺎه ھﺎ ﺳﻌﯽ ﺑرآﻧﺳت ﺗﺎ ﮔﺎزﻣﺎﯾﻊ ﻓﺎﻗد  H2S ﺑوده وﺗرﮐﯾﺑﺎت دﯾﮕر ﺳوﻟﻔوررا ﺑﮫ  ۳۰ ppm ﺑرﺳﺎﻧﻧد ﺗﺎ طﺑق ﻣﻘررات ﺳوﺧت ھﺎ ﻗﺎﺑل ﻋرﺿﮫ ﮔردد.

بنابراین شرکتهای تولید کننده گاز های صنعتی خالص سازی بیشتر تا مرز صفر ppm را انجام می دهند.

هر یک از این تولید کنندگان برای انجام این عملیات Patent اﺧﺗﺻﺎﺻﯽ ﺧود را بکار گرفته و فعالیت خود را انجام می دهند،اختلاف این روش ها به لحاظ تاثیر زیاد نوع پالایه ها، درجه حرارت، شرعت در واکنش ها و همچنین جهت جریان فرآیندهای بسیار گسترده گردیده است.

مسلما کلیه تلاش ها با هدف تولید محصول ممتازتر به روش هوشمندانه تر و اقتصادی تر بودن بدون وقفه دنبال می شود.

 

چرا سولفور و ترکیبات H2S در گازهای هیدروکربنی مورد مصرف در افشانه ها باید به صفر برسد؟

( برگرفته از متن H2S  و خطرات آن /مدیریت بهداشت و ایمنی و محیط زیست/انتشارات روابط عمومی شرکت ملی پالایش و پخش /۱۳۸۹

وﺟود ﺗرﮐﯾﺑﺎت ﺳوﻟﻔوردرﮔﺎزﻣﺎﯾﻊ، آﻧرا ﺑدﺑو، ﺧورﻧده وﺳﻣﯽ ﻣﻲ ﺳﺎزد. اﻧدازه ﮔﯾری ﺗرﮐﯾﺑﺎت ﺳوﻟﻔورﺑﮫ ﻋﻠت ﺗﻐﯾﯾراﻧواع آن در ﻧﻔت و ﮔﺎز دﺷواراﺳت. ھﻧوزﻣﯾزان ۳۰ ppm ازﺗرﮐﯾﺑﺎت ﺳوﻟﻔورﮐﺎﻓﯾﺳت ﺗﺎ ﮔﺎزﻣﺎﯾﻊ را ﺳﻣﯽ، ﺑدﺑووﺧورﻧده ﺳﺎﺧﺗﮫ وﮐﺎرﺑرد آﻧرا ﺑﮫ ﺟزﺳوزاﻧدن درﺳﺎﯾرﻣﺻﺎرف ﻏﯾرﻣﻣﮑن ﺳﺎزد.

گاز H2S از تجزیه مواد آلی حاوی گوگرد تولید می شود. این گاز از هوا سبک تر است و در نزدیک زمین جمع می شود و می تواند به صورت متوسط در آب حل شود.

سولفید هیدروزن H2S به علت تخمیر مواد آلی تولید می شود. این گاز به شدت سمی و قابل انفجار است. مقادیر ناچیزی از این گاز می تواند آسیب های غیر قابل جبرای را ایجاد کند.سولفید هیدروژن بدون رنگ بوده و در مقادیر کم بوی تخم مرغ فاسد شده می دهد و در مقادیر بیشتر باعث از بیم رفتن حس بویایی می شود، به همین علت گاز سولفید هیدروژن از جمله گازهای مرموز است. گاز سولفید هیدروژن سنگین تر از هوا است و تمایل دارد در لایه های زیرین قرار گیرد، لذا در صورت انتشار این گاز، تا قبل از وزیدن باد، خطرات آن کماکان وجود دارد.

مسمومیت با این گاز معمولا در صنایع نفت . گاز و پتروشیمی رو می دهد. همچنین در معادن و کارکنان فاضلاب، صنایع لاستیک و چسب و افشانه ای غیر استاندارد روی می دهد.

بوی این گاز در کمتر از یک قسمت در میلیون (۱ ppm)  به راحتی قابل تشخیص است. البته حس بویایی در تراتز های بیشتر از ۲۰ قسمت در میلیون توانایی خود را از دست می دهد و کارگران با غلظت های خطرناک این گاز بدون آگاهی از حضور گاز مواجه می شوند، تماس با این غلظت ها سبب اشک ریزش، تحریک مخاط بینی و حلق ، سردرد و سرگیجه می گردد.

در غلظت های بالای ۱۰۰۰ قسمت در میلیون (ppm)، تهوع، کاهش هوشیاری و فلج شدن دستگاه تنفس و مرکز تنفس مغز دارد و مرگ حادث خواهد شد.

گاز H2S دارای خاصیت محرک تنفسی قوی است. با این وجود، تغییرات تطابقی بویایی معمول و عدم فعالیت عصب بویایی ممکن است باعث شود که فرد در معرض تماس نتواند بوی گاز در مقادیر بالا را احساس کند.

جذی هیدروژن سولفید منحصرا از طریق دستگاه تنفسی نیست بلکه جذب از طریق پوست نیز امکان پذیر است.

حداکثر قابل قبول غلظت مجاز این گاز برای تماس ۱۰ قسمت در میلیون (ppm) معادل ۱۴ میلی گرم در متر مکعب هوا در ایران تعیین شده است.

زمانیکه این گاز استنشاق می شود، از طریق ریه ها به طور مستقیم وارد جریان خون می شود. اگر آن مقدار کم باشد H2s  بلافاصله با اکسیژن خون خنثی می شود ولی مدت طولانی و یا مقدار بالای آن خون را مسموم می کند. با رسیدن خون مسموم به مغز مراکز مغزی که فعالیت های تنفسی را کنترل می کنند فلج می شوند.شش ها از کار می ایستند و موجب خفگی می شود.

میزان اثرات H2S روی بدن به موارد زیر بستگی دارد:

زمان= مدت تنفس H2S یا مدت زمان تماس با H2S

تکرار= مراتبی و تعداد دفعاتی که شخص در معرض H2S قرار گرفته در یک مدت کوتاه.

غلظت H2S= مقدار H2S موجود در هوای مورد تنفس یا لمس شده از طریق پوست.

مقاومت بدنی = قوی یا ضعیف بودن بدن فرد همچنین توجه به سن .

مشکلات تنفسی و آسم و…

بدیهی است، هنگام تماس با گاز سولفید هیدورژن سیستم دفاعی بدن سعی در مقابله با این سم را دارد، اما چناچه مقادیر معینی از این گاز توسط فرد استشاق شده باشد ، سیستم دفاعی بدن از کار افتاده و آسیب های جدی به فرد وارد می شود.

کمترین غلظت از گاز سولفید هیدورژن که با حس بویایی توسط انسان قابل درک است، ۱۳/۰ قسمت در میلیون (ppm) است. این گاز در غلظت برابر ۱۰ ppm  باعث سوزش و ایجاد درد چشم می شود و بلافاصله باید به هوای تازه منتقل گردد.

تنها یک تنفس، غلظتی در حدود ۵۰۰-۷۰۰ قسمت در میلیون (ppm) می تواند منجر به مرگ شخص در کسری از ثانیه شود.

تماس مزمن با مقادیر کم نیز ممکن است باعث ایجاد تجریک مزمن ملتحبه در دستگاه تنفسی و زخم قرنیه گردد، همچنین اینگونه تماس ها می تواند باعث ایجاد سردرد، گیجی،تحریکات عصبی، ناراحتی های معدی، روده ای و احساس درد در بینی وف گلو و سبنه گردد.

از آنجائیکه هیدروژن سولفید در آب و روغن قابلیت حل شدن دارد، ممکن است از فواصل بسیار دوری از محل تولید به جای دیگری انتقال یابد بنابراین رعایت استاندارد حد مجاز آن در صنایع که آیندگی را در پسماند کنترل می نمایند ۱۰ قسمت در میلیون (ppm) و سایر مصارف عمومی آن که امکان انتشار در هوا را دارند زیر ۱ قسمت در میلیون (ppm) در حد صفر ppm) می باشد.

با توجه به احتمال و نیز میزان انتشار گاز H2S  در پروژه های بزرگ که امکان مواجهه با این گاز وجود دارد، کارکنان با این گاز مرگ آور آشنایی کامل داشته و موارد ایمنی و فنی اجباری برای این صنایع وجود دارد ، ولی در مورد مصارف تجاری و صنعتی متاسفانه این ناآشنایی منجر به آسیب‌های مزمن به افراد جامعه و مصرف کنندگان انواع افشانه و ظروف فومی یکبار مصرف شده است.

بنابراین استفاده از گاز فاقد H2S  بعنوان یک الزام در صنایع تولیدکننده انواع اسپری و انواع افشانه و همچنین تولید کنندگان ظروف یکبار مصرف فومی از حساسیت های مصرف کنندگان گاز پروپلنت به حساب می آید و در قوانین و دستور العمل های این دو صنعت لحاظ گردیده است.

هیدروژن سولفید در حد کمترین مقداری که می تواند زیانبخش باشد، از ظریق بو قابل تشخیص است.

بنابراین مصرف کننده انواع اسپری (افشانه ) و ظروف پلاستوفوم از طریق تست بو می توانند به کیفیت و رعایت استاندارد محصول مورد مصرف خود پی ببرند ( کمترین مقدار این گاز بوی تند و ترش، شبیه تخم مرغ گندیده ایجاد می نماید) برای گازهای مورد مصرف در صنایع که از پروپلنت استفاده  می نمایند نیز این روش، یکی از روش های رایج کیفیت محسوب می گردد.


Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /home/zarhyper/iranivalve.ir/templates/jf_thehub/html/com_k2/blog/item.php on line 243
Read 6814 times Last modified on شنبه, 29 تیر 1398 11:06

Leave a comment

Make sure you enter all the required information, indicated by an asterisk (*). HTML code is not allowed.