اخرین درودهایم نثار آنانی باد که کاستی هایم را میدانند و باز دوستم می دارند.

ای که با نامت جهان آغاز شد

                                       دفتر ما هم به نامت باز شد

 

مهندسی شیمی چیست؟

 مهندسی شیمی کاربرد علم، ریاضیات و اقتصاد در فرآیند تبدیل مواد خام به مواد باارزش‌تر یا سودمندتر است.

 

 

 

 

 

 

همه مهندسین در زندگی خود لحظه هایی را به یاد دارند که سعی کرده اند شغل خود را برای یک دوست و یا فامیل شرح دهند. این تجربه برای همگی آن ها به خصوص مهندسین شیمی دردناک بوده است.این موضوع از آنجا ناشی می شود که مردم اغلب درک درستی از مهندسی ندارند به خصوص رشته مهندسی شیمی که تفاوت زیادی بین معنای ظاهری و مفهوم باطنی آن وجود دارد. لغت مهندس شیمی (Chemical Engineer)، در ظاهر معانی زیر را به ذهن متبادر می سازد:

• شیمیدانی که می‌خواهد کلاس بگذارد!!
• یک شیمیدان خیلی خوب!!
• یکی از گرایش های رشته شیمی!!
• شیمیدانی که دستگاه می سازد!
• شیمیدانی که به جای آزمایشگاه در کارگاه کار میکند!

در حالی که یک مهندس شیمی قبل از آن که یک شیمیدان باشد یک مهندس است! مهندسی که کمی شیمی می‌داند. مهندسی که کشفیات آزمایشگاهی شیمیدان ها را تا تولید در مقیاس صنعتی توسعه می دهد. مهندسی که فرایند طراحی می کند. مهندسی که تجهیزات برای فرایندهای شیمیایی، بیولوژیکی و زیست محیطی طراحی می کند. به عبارت دیگر مهندسی شیمی یکی از رشته های مهندسی است نه یکی از گرایش های رشته شیمی.

تقریبا هر چیزی را که شما در زندگی روزمره به کار می‌برید (اعم از پلاستیک، فلز، پارچه، کاغذ، غذا، لوازم آرایش، دارو و ...) به کمک مهندسین شیمی ساخته می شود.

این حرفه طیف وسیعی از فعالیت ها را در بر می‌گیرد. به این دلیل نمی توان این رشته را به صورت عمومی در یک یا چند جمله به طور کامل تعریف کرد. زیرا با هر جمله ای که این رشته تعریف شود طیف وسیعی از قابلیت های مهندسین شیمی ناگفته می ماند. در ضمن با گذشت زمان و به وجود آمدن جنبه های تازه قابلیت های مهندسین شیمی این تعریف برای همیشه کامل نخواهدماند. چندین سال پیش انجمن مهندسین شیمی امریکا تعریف زیر را برای مهندسی شیمی مرتکب شد!

تعریف رسمی انجمن مهندسی شیمی آمریکا (AIChE)

کاربرد اصول علوم فیزیکی همراه با مبانی اقتصادی و روابط انسانی در زمینه هایی که مستقیما به فرایندها و دستگاه هایی که در آنها ماده به منظور تغییری در حالت یا مقدار انرژی و یا ترکیبش تحت عمل قرار گرفته باشد.

مطمئنا چیزی از این کلمات دستگیرتان نشد. چند بار دیگر بخوانید شاید چیزی عایدتان شود.(البته به شرط آنکه خودتان مهندس شیمی باشید!) ولی توصیه می شود از این تعاریف خشک و رسمی در جواب به کسی که از شما در مورد مهندسی شیمی سوال می کند دوری کنید!! مثلا می توان از تعریف زیر استفاده کرد:

طراحی فرایند برای صنایع شیمیایی، جهت تبدیل مواد اولیه به فرآورده های با ارزش افزوده

دروس مهندسی شیمی

حدود 35 تا 45% از دروس مهندسی شیمی با بقیه رشته های مهندسی یکسان است. (15% دروس عمومی، 20% دروس پایه (ریاضی فیزیک)، 10% دروس مهندسی عمومی). 15% از دروس مهندسی شیمی مربوط به دانشکده شیمی است. 405 از دروس مهندسی شیمی مربوط به دروس اصلی (25%) و اختیاری مربوط به گرایش (15%) است.

دروس اصلی این رشته عبارتند از :

موازنه ماده و انرژی، ترمودینامیک، مکانیک سیالات، انتقال حرارت، انتقال جرم، سینتیک و طراحی راکتور، کاربرد ریاضیات در مهندسی شیمی، کنترل فرآیندها، عملیات واحد، طرح و اقتصاد مهندسی

 

گرایش های مهندسی شیمی:

در مقطع کارشناسی دارای 8 گرایش زیر می باشد:

1.     پالایش: دانش تبدیل نفت خام به فرآورده های نفتی.

2.     پتروشیمی: دانش تبدیل شاخه ای از فراورده های نفتی به فرآورده های غیر نفتی (پلیمرهای خام و محصولات پتروشیمی)

3.     پلیمر: دانش تبدیل پلیمرهای خام (PVC,PP,PE) به پلیمرهای صنعتی (لاستیک، چسب، رنگ و ...)

4.     صنایع گاز: دانش تبدیل گاز طبیعی به گاز قابل مصرف (شامل عملیات استخراج، پالایش، انتقال و ...) (با توجه به منابع غنی گاز در ایران و رتبه دوم ایران در جهان از این حیث، آینده این گرایش بسیار درخشان خواهد بود)

5.     صنایع شیمیایی معدنی: دانش تبدیل مواد شیمیایی استخراج شده از معدن به محصولات شیمیایی معدنی (گچ، سیمان، کاشی، اسیدها و بازها، گازهای صنعتی و ... )

6.     صنایع غذایی: دانش تبدیل مواد غذایی به محصولات غذایی مغذی‌تر و با طعم بهتر.

7.     طراحی فرایندهای صنعت نفت: همانطور که از نام آن مشخص است در دروس اختصاصی و اختیاری این گرایش باید مسائل مربوط به صنایع نفت مطرح شود.

8.     بهره برداری: این گرایش را می توان رشته ای مستقل دانست و شامل دروسی مانند اکتشاف نفت، حفاری، مخازن هیروکربنی و ... است.  

 

       

 

  برای مهندسی شیمی به عنوان یکی از رشته های فنی کاربردی ، که امروزه گسترش فراوانی پیدا کرده است، از سوی ارگانهای گوناگون  تعاریف مختلفی ارائه شده که در زیر به بعضی از آنها اشاره می شود.

انجمن مهندسین شیمی آمریکا مهندسی شیمی را به صورت زیر تعریف کرده است: «مهندسی شیمی عبارتست از کاربرد اصول علوم فیزیکی همراه با مبانی اقتصادی و روابط انسانی در زمینه هایی که مستقیماّ به فرآیندها و دستگاههای لازمه مربوط می باشند و در آنها ماده به منظور تغییر در حالت، ترکیب یا مقدار انرژی تحت عمل قرار داده شود.»

همچنین تعریف ستاد انقلاب فرهنگی ایران از مهندسی شیمی به صورت زیر می باشد:
«فن کاربرد علوم پایه در جهت پیاده نمودن فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی در مقیاس صنعتی .»

بنابراین و با توجه به تعاریف فوق ، مهندسی شیمی را می توان تلفیقی از علوم گوناگون مانند ریاضی، شیمی و فیزیک دانست که با در نظر گرفتن فاکتورهای اقتصادی، تولید صنعتی یک فرآورده از طریق فرآیند های شیمیایی و فیزیکی در مقیاس زیاد را طراحی و رهبری می کند.

با نگاهی دقیق تر می توان ویژگی ها و تواناییهای موجود در مهندسی شیمی را به طور خلاصه به صورت زیر دسته بندی کرد:
-شناخت و بررسی فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی متوالی در مسیر تولید.
-طراحی سیستمها و دستگاههای مورد نیاز در این مسیر.
-بهینه کردن سیستم از نظر اقتصادی و کیفیت فرآورده ها و ..

به نظر می آید که با توانایی های بالا، مهندسی شیمی می تواند کاربردهای فراوانی در عرصه های صنعتی و در زمینه های گوناگون داشته باشد. و حقیقت نیز چنین بوده و مهندسی شیمی کاربردهای بسیار زیادی در موارد مختلف دارد. از جمله این کاربردها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

-صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
-صنایع شیمیایی( رنگ، مواد شوینده و …)
-صنایع کانی غیر فلزی (سیمان، گچ، شیشه، سرامیک و …)
-صنایع سلولزی (کاغذ،مقوا، چوب)
-صنایع غذایی و دارویی
-صنایع فرآوری چرم و پوست
-تصفیه آب و پساب و…

باوجود کاربردهای فراوان مهندسی شیمی ، این رشته همواره در حال بسط و توسعه بوده و هر روزه افقهای جدیدتری در پیش روی این رشته قرار می گیرد.یکی از جدیدترین زمینه های به وجود آمده، مهندسی بیوتکنولوژی می باشد.

 

 

دید کلی

صنایع پتروشیمی(Petrochemical industry) ، بخشی از صنایع شیمیایی است که فرآورده‌های شیمیایی را از مواد خام حاصل از نفت یا گاز طبیعی تولید می‌کند. تا پیش از وارد شدن نفت به مفهوم امروزی در زندگی انسان ، مواد شیمیایی مورد نیاز ، بر اثر تغییر و تبدیل صنایع گیاهی و حیوانی بدست می‌آمد. اما در اوایل قرن بیستم نفت خام و گاز طبیعی به عنوان ماده اولیه برای تهیه بسیاری از ترکیبات مورد نیاز انسان ، اهمیت حیاتی و روز افزونی پیدا کرده است.

 

 تاریخچه

 اقوام متمدن دوران باستان ، بویژه سومری‌ها و آشوری‌ها و بابلی‌ها ، در حدود چهار هزار و پانصد سال پیش در سرزمین بین‌النهرین (محل عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که در دریاچه قیر بدست می‌آمد، آشنایی داشتند. آنان از خود قیر به عنوان ماده غیر قابل نفوذ ، استفاده می‌کردند. رومی‌ها و یونانی‌ها نیز مواد قیری را برای غیر قابل نفوذ کردن بدنه کشتیها بکار می‌بردند. همچنین برای روشنایی و گرم کردن نیز از آن بهره می‌جستند.

با توسعه و پیشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطیر و پالایش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غیر سوختی ، جهش حیرت‌آوری بوجود آمد. بطوری که امروزه صنایع پتروشیمی نفش اساسی و بنیادی در رفع نیاز عمومی جامعه به عهده دارد.

 

  محقق: مالک