در چند ماه اخیر تلاش بیشتری کرده‌ام که زمانی را در طول روز برای انتخاب و خواندن موضوعات مرتبط با مهندسی شیمی در نظر بگیرم. این روزها تقریباً، هر روز حول مباحث مهندسی شیمی می‌خوانم و از این کار لذت می‌برم. مایل هستم در این مطلب، یک کتاب مفید و کاربردی که هم به دانش شما می‌افزاید و هم به کار مصاحبه‌های شغلی خصوصا در صنایع گاز و پتروشیمی می‌خورد، به شما معرفی کنم.

کتاب گاز طبیعی مهندسی شیمی
کتاب «گاز طبیعی؛ تولید، فراوری و انتقال» نوشته الکساندر روژی و کلود ژافره با ترجمه گیتی ابوالحمد، محمدرضا رسایی و علیرضا بهرامیان است که در ۴۷۸ صفحه و نه بخش شامل ۱- منابع گاز طبیعی ۲- تشکیل گاز طبیعی ۳- خصوصیات گاز طبیعی ۴- مدل‌سازی خواص ترمودینامیکی ۵- تولید گاز طبیعی ۶- هیدرات‌ها ۷- فرآوری گاز طبیعی ۸- گاز طبیعی، انتقال و ذخیره‌سازی ۹- منابع غیرمرسوم گاز طبیعی نوشته شده است.
من نسخه دستِ دوم این کتاب را چهار سال پیش به قیمت ۲۸۵۰ تومان خریدم و خواندم. ظاهرا قیمت نسخه جدیدتر این کتاب حدود ۲۱۰۰۰ تومان است که ارزش خریدن و خواندن را دارد. مزیت این کتاب در جامعیت نسبی موضوعات و مطالب، بیان ساده و همچنین پرهیز از آوردن فرمول‌ها و روابط پیچیده است. مخاطب با خواندن این کتاب می‌تواند دانش و درک خود را از فرایند‌های تولید، پالایش و انتقال گاز طبیعی افزایش دهد و با برخی مباحث کاربردی در این زمینه آشنا شود. خواندن این کتاب را به دانشجویان و فارغ‌التحصیلان مهندسی شیمی که فکر می‌کنند نیاز به مطالعه بیشتر در زمینه گاز طبیعی و فرایندهای آن دارند، توصیه می‌کنم.

Natural Gas Production Processing Transport
By A. Rojey and C. Jaffret

گاهی برخی از دوستان و یا آشنایان و یا دوستانی که قصد انتخاب واحد کنکور دارند، سوال می پرسند که فرق مهندسی شیمی و رشته شیمی و یا شیمی محض و شیمی کاربردی چیست؟

اگر بخواهم به طور خلاصه به این سوال پاسخ دهم باید بگویم که یک مهندس شیمی فردی است با قابلیت طراحی و کنترل وسایل و تجهیزات صنعتی برای تولید مواد شیمیایی که در عین حال مقداری از علم شیمی، که در طراحی های صنعتی لازم است، می داند.

مهندسی شیمی علم کاربرد ریاضیات، شیمی، فیزیک و اقتصاد در فرآیند تبدیل مواد خام به مواد باارزش‌تر یا سودمندتر است. مهندسی شیمی را می‌توان بطور کلی علم استفاده از موازنه جرم، موازنه انرژی و موازنه اندازه حرکت برای طراحی و کنترل واحدهای فرآیندی شیمیایی از قبیل واحد‌های یک پالایشگاه پتروشیمی، صنایع چوب و کاغذ و غیره در نظر گرفت.

مهندسی شیمی عمدتاً در طراحی و نگهداری فرآیندهای شیمیایی برای تولید انبوه به کار می‌رود. به این بخش از مهندسی شیمی، مهندسی فرآیند گفته می‌شود.

فرآیندهای مجزایی که توسط یک مهندس شیمی به کار گرفته می‌شوند (مانند تقطیر، استخراج و…)، عملیات واحد نام داشته و شامل واکنش شیمیایی، عملیات انتقال جرم، انتقال حرارت و انتقال اندازه حرکت هستند. این فرآیندها برای سنتز شیمیایی یا جداسازی شیمیایی با هم ترکیب می‌شوند.

سه قانون فیزیکی اساسی در مهندسی شیمی، اصل بقای جرم، اصل بقای انرژی و اصل بقای اندازه حرکت هستند. انتقال ماده و انرژی در یک فرآیند شیمیایی با استفاده از موازنه جرم و انرژی برای کل واحد، عملیات واحد یا بخشی از آن ارزیابی می‌شود. مهندسین شیمی اصول ترمودینامیک، سینتیک واکنش و پدیده‌های انتقال را به کار می‌گیرند.

مهندسی شیمی نوین، گستره‌ای فراتر از مهندسی فرآیند را در بر می‌گیرد. هدف اصلی مهندسی شیمی استفاده از دانش شیمی در خلق مواد و محصولات بهتر برای دنیای امروز است. امروزه مهندسین شیمی علاوه بر فرآیندهای تولید مواد اولیه پایه، بلکه در تو سعه و تولید محصولات باارزش و متنوع شرکت دارند. این محصولات شامل مواد ویژه و کارآمد برای صنایعی همچون هوافضا، خودروسازی، پزشکی، صنایع الکترونیک، کاربردهای محیط زیست و صنایع نظامی است. به عنوان مثال‌هایی از این محصولات می‌توان به الیاف، منسوجات و چسب‌های بسیار قوی، مواد زیست‌سازگار و داروهای جدید اشاره کرد. امروزه مهندسی شیمی ارتباطی تنگاتنگ با علوم زیست‌شناسی، مهندسی پزشکی و اغلب شاخه‌های مهندسی دارد.


تاریخچه مهندسی شیمی

اوّلین درس در زمینه مهندسی شیمی نخستین بار توسط پروفسور «نورتون» در سال ۱۸۸۱ در دانشگاه MIT و در دانشکده مکانیک تدریس شد. نورتون شیمی صنعتی تدریس می‌کرد. در آن زمان صنایع شیمیایی رو به توسعه گذاشته بودند و لازم بود ساخت و بهره برداری از فرآیندهای شیمیایی توسّط افراد متخصّص صورت گیرد. در آن زمان طرّاحی و نظارت بر ساخت فرآیندهای شیمیایی و صنایع شیمیایی به دو شکل صورت می‌گرفت:

۱) به وسیله شیمی دان‌هایی که از تئوری‌های شیمیایی و علوم آزمایشگاهی آگاهی داشته، ولی اطّلاعات فنّی و تجارب کافی از طراحی صنعتی نداشتند.

۲) به وسیله مهندسان مکانیکی که تجربه طرّاحی صنعتی داشتند، ولی اطّلاعات کافی از فرآیندهای شیمیایی نداشتند.

این موضوع باعث شد که تا مدّتی برای طرّاحی واحدهای شیمیایی از شیمیدانان و مهندسان مکانیک به صورت مشترک استفاده شود. امّا برای هماهنگ کردن کار این دو گروه، به افرادی نیاز بود که هم از فرآیندهای شیمیایی و هم از طرّاحی صنعتی مطّلع باشند و هم تجربه‌های آزمایشگاهی لازم را داشته باشند. از این رو رشته‌ای جدید در دانشگاه‌ها با نام «شیمی صنعتی» یا «صنایع شیمیایی» به وجود آمد. با تئسعه تدریجی صنایع شیکیایی، نیاز به چنین متخصّصانی که هم در زمینه طرّاحی صنعتی و هم در زمینه فرآیندهای شیمیایی تخصص داشتند، بیشتر احساس شد. به این ترتیب، دوره‌هایی با نام «مهندسی شیمی مدرن» در دانشگاه‌ها پایه گذاری شدند. توسعه صنایع شیمیایی باعث شد که دانشگاه‌ها اقدام به تأسیس دانشکده مهندسی شیمی به صورت مجزّا کرده و آن را جدا از رشته‌های شیمی و مکانیک تدریس کنند.


مهندسی شیمی در ایران :
مهندسی شیمی در ایران نخستین بار در «مدرسه صنعتی ایران و آلمان» تدریس شد. این مرکز آموزشی که پس از جنگ جهانی اول به عنوان غرامت جنگی به ایران واگذار شده بود، در هر کدام از رشته‌های مهندسی شیمی، برق و ماشین حدود بیست دانشجو می‌پذیرفت. دانش آموختگان مدرسه صنعتی ایران پس از یک دوره تحصیلی دو ساله «مهندس شیمی» نامیده می‌شدند. امّا در برنامه درسی آنها دروسی چون «شیمی تجزیه» و آزمایشگاه وجود داشت که دروس مربوط به رشته شیمی است. در سال ۱۳۱۳ «دانشگاه تهران» تأسیس شد و رشته مهندسی شیمی یکی از رشته‌های ارائه شده در دانشکده فنّی بود. در این میان، رقابت‌های ناسالم میان دانش آموختگان دانشکده فنّی و مدرسه صنعتی موجب شد تا مدرسه عالی صنعتی منحل شود. در سال ۱۳۳۶ «دانشگاه صنعتی امیرکبیر» (پلی تکنیک تهران) تأسیس شد و در رشته مهندسی شیمی و برای یک دوره چهار ساله به پذیرش دانشجو اقدام کرد. امّا برنامه درسی آن زمان دانشگاه تهران و پلی تکنیک هنوز با برنامه واقعی مهندسی شیمی تفاوت بسیار داشت. درس‌هایی مانند «انتقال حرارت»، «انتقال جرم» و «طراحی رآکتور» در سرفصل دروس گنجانده نشده بودند و از تنها درس‌های ویژه مهندسی شیمی «تقطیر»، «جذب» و «ترمودینامیک» را می‌توان نام برد. پس ازاین دو دانشگاه، «دانشگاه شیراز» و پس از آن در سال ۱۳۴۵ «دانشگاه صنعتی شریف» (صنعتی آریا مهر سابق) این رشته را راه اندازی کردند که برنامه درسی آنها تفاوت چندانی با برنامه درسی که امروز در رشته مهندسی شیمی ارائه می‌شود نداشت. در سال‌های بعد، دوره کارشناسی ارشد و در برخی دانشگاه‌ها دوره دکتری مهندسی شیمی نیز راه اندازی شد.


گرایش‌های مهندسی شیمی

مهندسی فرآیند

مهندسی صنایع پتروشیمی

مهندسی صنایع گاز

مهندسی صنایع پلیمر

مهندسی صنایع غذایی

مهندسی پالایش

مهندسی صنایع شیمیایی معدنی

مهندسی طراحی فرآیندهای صنایع نفت

مهندسی بیوتکنولوژی

پس به طور خلاصه:

در واقع قبل از پیدایش مهندسی شیمی این وطیفه را مهندسان مکانیک بر عهده داشته اند اما با گسترش علم شیمی، مهندسان مکانیک بدلیل نداشتن علم شیمی این وطیفه را به مهندسان شیمی نو ظهور سپردند و شیمی دان ها نیز در بیشتر در حیطه و مقیاس آزمایشگاهی برای تولید علم و کشف مجهولات در علم شیمی به کار خود ادامه دادند و مهندسان شیمی به صنعتی سازی و بهینه سازی فرایند ها و همچنین طراحی دستگاه هایی که در تولید مواد شیمیایی در مقیاس صنعتی مورد نیاز است، پرداختند.

و برای این کار مهندسان شیمی هم باید قسمتی از علم مکانیک را می آموختند و هم قسمتی از علم شیمی که در واقع مهندسان شیمی برای ایفای نقش خود نیاز به آموختن مقدار بیشتری از علم مکانیک نسبت به علم شیمی را دارند.


برای آشنایی بیشتر با دروس مهندسی شیمی درس های اصلی این رشته را در زیر می آورم.

دروس اصلی مهندسی شیمی:

برنامه نوسی کامپیوتر

آشنایی با مهندسی شیمی

موازنه جرم و انرژی

استاتیک و مقاومت مصالح

مکانیک سیالات ۱

مکانیک سیالات ۲

ترمودینامیک۱

ترمودینامیک ۲

شیمی فیزیک

انتقال حرارت ۱

انتقال حرارت ۲

انتقال جرم

طراحی راکتورهای شیمیایی

عملیات واحد ۱

عملیات واحد ۲

کنترل فرایند ۱

کنترل فرایند ۲

طرح و اقتصاد مهندسی

پروژه کارشناسی

و آزمایشگاه های مختلف دروس

 دروس اختصاصی گرایش های مهندسی شیمی:

پلیمر

کاتالیست

مقدمات مهندسی نفت

محاسبات مهندسی پالایش

فرایندهای پالایش

فرایندهای گاز

فرایندهای پتروشیمی

تقطیر چند جزئی


لیست دروس اصلی و مشترک شیمی محض و شیمی کاربردی:

شیمی عمومی ۱

شیمی عمومی ۲

شیمی فیزیک ۱

شیمی آلی ۱

شیمی تجزیه ۱

شیمی معدنی ۱

شیمی فیزیک ۲

شیمی آلی ۲

شیمی تجزیه ۲

شیمی معدنی ۲

اصول محاسبات شیمی صنعتی

شیمی آلی ۳

شیمی تجزیه دستگاهی

شیمی صنعتی ۱

شیمی صنعتی ۲

کاربرد طیف سنجی در شیمی آلی

اصول تصفیه آب و پساب های صنعتی

جداسازی و شناسایی ترکیبات آلی

خوردگی فلزات

مبانی شیمی پلیمر

شیمی و تکنولوژی رنگ

شیمی صنایع معدنی

مبانی شیمی کوانتم

شیشه گری

شیمی و تکنولوژی مواد غذایی

منابع:

ویکی پدیای فارسی

سایت دانشگاه شیراز


پی نوشت:

ممکن است این لیست شامل اشتباهاتی باشد که امیدوارم با کمک و اطلاعات دوستان رفع گردد.