فصل اول
شرح فرآیند B1 و BD
آشنایی با مکان کارآموری :
تاریخچه
شرکت ملی صنایع پتروشیمی به منظور سرعت بخشیدن به فعالیت های اجرایی طرحهای توسعه صنایع پتروشیمی و استفاده از مشارکت و سرمایه گذاری داخلی و خارجی اقدام به تاسیس شرکتهای پتروشیمی سهامی عام بعنوان مجری طرحهای در دست اجرا نمود . در این راستا در اردیبهشت ماه 1377 شرکت پتروشیمی امیرکبیر بعنوان مجری طرح الفین ششم منصوب گردید .
مجتمع پتروشیمی امیرکبیر واقع در بندر امام در جنوب منطقه ویژه اقتصادی پتروشیمی و در سایت 4 حدوداً شمال غربی مجتمع پتروشیمی بندر امام واقع شده است .
شرکت پتروشیمی امیرکبیر طرح الفین ششم را در زمینی به مساحت 55 هکتار احداث کرده است . و زمان بهره برداری از اولین واحد یعنیHD اسفند ماه سال 1381 بوده است . تولیدات میانی این طرح عبارتند از :520 هزار تن اتیلن ، 185 هزار تن پروپیلن و 20 هزار تن بوتن -1، 260 هزار تن پلی اتیلن سبک خطی، 140 هزار تن پلی اتیلن سنگین ، 300 هزار تن پلی اتیلن سبک، 137 هزار تن بنزین پیرولیز 50 هزار تن بوتادین نفت کوره ( CFO) با ظرفیت 24 هزار تن در سال تولیدات نهایی این مجتمع می باشد .
کلیه واحدهای این مجتمع بجز واحد پلی اتیلن سبک هم اکنون در حال تولید است و پیش بینی بهره برداری واحد پلی اتیلن سبک با ظرفیت سالانه 300 هزار تن در سال اواخر سال 1387 می باشد .شرکت پتروشیمی امیرکبیر تامین کننده خوراک واحد هیدروژناسیون بنزین پیرولیز شرکت پتروشیمی بوعلی سینا به میزان 137 هزار تن در سال نیز می باشد . پروپیلن تولیدی واحد الفین مجتمع به عنوان خوراک در اختیار شرکت صنعتی نوید زرشیمی برای تولید پلی پروپیلن قرار می گیرد . کاربرد تولیدات پلیمری عمدتاً در لوله گاز و فاضلاب ، جعبه حمل و نقل، اسباب بازیو وسایل خانگی، ظروف مایعات، کیسه پلاستیکی و بطری می باشد. خوراک مورد نیاز مجتمع عبارتند از : رافینت، بوتان، برش C5 ، گاز اتان ، برش های سبک گاز مایع LPG می باشد که تماماً از پتروشیمی های خود منطقه ویژه تامین می شوند
بخش اول : شرح فرآیندB1
واحد بوتن-1 بمنظور تولید سالانه 20000 تن محصول بوتن-1 از پلیمریزاسیون گاز اتیلن طراحی شده است. محصول بوتن-1 از ترکیب دو مولکول اتیلن در حضور کاتالیستهای مایع در داخل فاز مایع که اکثرا از خود محصول می باشد بعمل می آید. مهمترین پارامترهایی که در راکتور باید کنترل گردد درجه حرارت و فشار است. کنترل کننده فشار روی شیر کنترل خوراک ورودی عمل می نماید و کنترل کننده درجه حرارت با فرمان دادن به شیر کنترل واقع درخروجی آب خنک کننده کولر، مقدارجریان آب ورودی را کنترل می کند.درصد تبدیل اتیلن به بوتن- 1 متاثر از تغییرات درجه فشار و حرارت راکتور است که بعدا تثبیت می شود. پارامتر عملیاتی اصلی و تعیین کننده مقدار جریان کاتالسیت های تزریقی می باشد. شرایط عملیاتی راکتور به قرار زیر است:
زمان اقامت(hr) در هر پالس
درصد تبدیل
درجه حرارت (0C)
فشار (barg)
قسمت جداسازی کاتالیست:
محصول خروجی راکتور، همواره مقداری کاتالیست بهمراه دارد. به منظور جدا کردن کاتالیست از محصول و آماده نمودن ان جهت تقطیر، ابتدا محصول به قسمت جدا سازی فرستاده می شود تا کاتالیست از آن جدا گردد. اینکارتحت کنترل فشار و حرارت انجام می گردد و کنترل کننده درجه حرارت مقدار بخار ورودی به هیتر را کم و زیاد می نماید. درجه حرارت تبخیر کننده فیلمی به صورت بوسیله سیستم کنترل فشار، بخار ورودی به ژاکت آن تنظیم می گردد. فشار این قسمت بوسیله شیر کنترل واقع در مسیر بخارات خروجی از ظرف فلاش درام کنترل و نتظیم می گردد.فشار و دمای عملیاتی فلاش درام به ترتیب barg23 و0C90 می باشد.
قسمت تقطیر:
برای جداسازی محصولات جانبی احتمالی تولید شده در راکتور محصول اصلی در دو مرحله تقطیر می گردد. در مرحله اول محصول از اتیلن تبدیل نشده باقیمانده، جدا شده و در مرحله بعد محصول بوتن-1 از برش تفکیک می گردد.
محصول برای ارسال به قسمت تقطیر ابتدا بعد از خروج از قسمت جداسازی کاتالیست در ظرف بنام جمع می گردد. فشاردر این ظرف بصورت کنترل می گردد.
بدین معنی که توسط شیر کنترل اتیلن از بالای ظرف بنام به داده شده و هنگام بالا رفتن فشار مواد از طریق به شبکه تخلیه و فشار تنظیم می گردد.شرایط عملیاتی ظرف barg5 /21 و0C45 می باشد. بمنظور برگشت دادن اتیلن تبدیل نشده به راکتور معمولا فشار برج را کمی بالاتر از فشار راکتور تنظیم می شود.
مقدار اتیلنی که از برج به راکتور برگشت داده می شود بایستی تحت کنترل فشار باشد و همینطور برای اینکه از تجمع ترکیبات سبک نظیر اتان و متان جلوگیری شود لازم است که این ترکیبات از طریق واقع در بالای ظرف رفلاکس درام به شبکه تخلیه شود. درجه حرارت برج بوسیله مقدار جریان بخار ورودی به بویلر که از کنترل کننده دمای زیر بستر سوم فرمان می گیرد، کنترل می گردد وشرایط عملیاتی برج فشار barg6/28،دمای رفلاکس درام 0C37و8/0R/D= می باشد.
فشار برج تقطیر بوتن-1، بوسیله شیر کنترلی که در خروجی کندانسور برج تعبیه شده است،کنترل می شود.فشار ظرف رفلاکس بوسیله یک خط تعادلی که بین آن ظرف و خروجی بالاسری برج، کشیده شده است نگه داشته می شود.در صورت نیاز موارد غیر قابل کندانس از طریق به شبکه تخلیه می گردد. درجه حرارت این برج نیز توسط کنترل کننده درجه حرارت که بصورت روی کنترل کننده جریان بخار ورودی به ریبویلر تاثیر می گذارد، کنترل می شود.شرایط عملیاتی برج بوتن-1 فشارbarg3/4،دمای رفلاکس درام 0C40و9/0R/D= می باشد.
بخش کاتالیست:
کاتالیست اصلی، می باشد که در ذخیره می گردد و فعال کننده آن (تری متیل آلومینیوم) می باشد که در با غلظت 4% وزنی ذخیره می شود(4% وزنی و 96% وزنی هگزان).
TEA از توسط پمپ به که نامیده می شود جهت مصرف روزانه ارسال می گردد.کاتالیست از طریق پمپ و کاتالیست از طریق جهت تزریق به راکتور ارسال می گردند.قبل از تزریق، مقداری حلال(هگزان یا بوتن-1) از طریق پمپهای به کاتالیست افزوده شده که این حلال و کاتالیست مورد نظر در با هم مخلوط می شوند ( جهت اختلاط و حلال و جهت اختلاط و حلال می باشند) و وارد راکتور می شوند.
راکتور:
اتیلن ورودی از مسیر الفین وارد شده که می باشد(جهت یکنواختی سیال ورودی به کمپرسور ) ،کمپرسور فشار اتیلن را از 8/20 به 6/28 میرساند.اتیلن خروجی ازکمپرسور وارد (خنک کننده ) می شود و از آنجا به سمت راکتور جریان می یابد.
(نمودار و جداول در فایل اصلی موجود است)
3 لوپ برای جریانهای ورودی به راکتور وجود دارد که هر کدام شامل یک پمپ و یک مبدل می باشد که 2 لوپ آن در سرویس و یک لوپ آن آماده باش است. محتویات راکتور از پایین راکتور وارد پمپ ( )شده و خروجی از پمپ وارد مبدل (کولر) می گردد، سرد شده و از بالای راکتور وارد آن می گردد. چون واکنش درون راکتور گرما زا است، این عمل جهت خنک نمودن و کنترل نمودن دمای راکتور جهت جلوگیری ازپلیمریزاسیون ناخواسته انجام می شود (دمای ورودی به ، و خروجی از آن می باشد). لوپ بعدی نیز همین کار را انجام می دهد. هر لوپ که پلیمر بگیرد باید با آب کولینگ بیشتری خنک شده و دمای خروجی از آن نیز بالاتر خواهد بود. با کنترل دمای مواد خروجی و ورودی به راکتور، دمای خود راکتور نیز کنترل می شود. یکی دیگر از کارهایی که این لوپها انجام می دهند، مخلوط نمودن و یکنواخت سازی مواد ورودی به راکتور( ، و اتیلن و بوتن-1) می باشد.
با کنترل دمای راکتور، فشار راکتور نیز کنترل می گردد. و به خروجی یکی از تزریق شده و وارد راکتور می گردند. بعد از انجام واکنش محتویات راکتور شامل،بوتن-1،اتیلن،کاتالیستها، و مقدار بسیار جزئی از اتان و متان را خواهیم داشت.
محصول خروجی از راکتور از لوپی که کاتالیست ( و ) به آن تزریق نمی شود، گرفته می شود.این محصول بعد از خروج از راکتور وارد فیلترهای شده( جهت جدا سازی پلیمرهای ناخواسته توسط مشها)،پلیمرهای ناخواسته جدا شده و وارد می گردد. به خروجی پمپهای ماده آمین جهت توقف واکنش برای جلوگیری از پلیمریزاسیون ناخواسته تزریق می گردد. تزریق آمین توسط انجام می شود.
مواد خروجی از وارد شده در آنجا شده و آمین با مواد خروجی از کاملتر ترکیب شده و واکنش کاملا متوقف گشته و از آنجا وارد قسمت جداسازی کاتالیستها و آمین می گردد که اولین مرحله آن یا می باشد.سیال تا اینجا مایع است، در این قسمت مواد با تبادل دما نموده و به صورت بخار در می آید. دمای خروجی ان 91 می باشد، خروجی از مبدل وارد ( ) می گردد. مواد سبکتر آن که بوتن-1 و اتیلن است بصورت گاز از بالای خارج شده و مواد سنگینتر که شامل کاتالیستها و آمین و مقدار زیادی بوتن-1 و اتیلن و می باشد در پایین درام جمع می شود. مواد تجمع یافته در پایین وارد شده که کار آن جداسازی کاتالیست می باشد و در واقع یک مبدل عمودی با 2 ژاکت می باشد که در اثر اختلاف دمای بین بوتن-1 و اتیلن با کاتالیست کار می کند و از این طریق کاتالیست جدا می شود ، دمای آن در 100% ظرفیت 120 می باشد .
کاتالیستها در پایین یا جمع می شوند و اتیلن و بوتن-1 خروجی از بالای وارد شده که مقداری از مواد از بالای این جهت رقیق سازی وارد شده و مقدار بیشتر آن از بالای به سمت خروجی از بالای یا می رود با آن ترکیب شده، وارد می شود که تبدیل به مایع شده و وارد می شوند. فشار با راکتور برابر و 23می باشد. دمای ورودی به ، 3/89 و دمای خروجی از آن 8/25 می باشد. خروجی از به بخش distillation وارد می گردد. در این قسمت دو برج وجود دارد که و می باشند. هدف از ، جداسازی اتیلنهای واکنش نداده و برای جداسازی بوتن-1و می باشند. T-501 دارای 25 سینی بوده و دمای بالای آن 4/51 و پایین آن 4/131می باشد. فشار آن 6/28 است و جهت جداسازی اتیلنهای واکنش نداده می باشد. مواد از بالای آن وارد شده و از آنجا وارد می گردد که بیشتر شامل اتیلن واکنش نداده و مقدار بسیار جزئی اتان و متان است.