گزارش کارآموزی واحد تصفیه آب شرکت پتروشیمی رازی

فصل اول . . .

  آشنایی کلی با مکان کار آموزی

مقدمه

امروزه نقش کلیدی صنعت پتروشیمی در توسعه اقتصادی کشورهای مختلف جهان بر کسی پوشیده نیست و نیاز روز افزون جوامع بشری به محصولات تولیدی آن، توجه کشورها را به ایجاد کارخانه‌های تولیدی و جلب سرمایه به سمت پتروشیمی معطوف داشته است.

یکی از مهمترین ویژگیهای صنعت پتروشیمی ارزش افزوده بسیار بالای آن است. بدین معنی که با تغییرات شیمیایی و فیزیکی بر روی هیدروکربورهای نفتی و گازی می‌توان ارزش محصول را به میزان 10 تا 15 درصد افزایش داد. از ویژگیهای دیگر این صنعت، تنوع محصولات آن و تامین مواد اولیه هزاران کارگاه و کارخانه صنایع پایین دستی آن می‌باشد که از نظر اشتغال‌زایی و کسب درآمدهای ارزی و قطع وابستگی نقش بسیار مؤثری در اقتصاد کشور دارد.

خوشبختانه به دلیل وجود منابع اولیه فراوان (نفت و گاز) و عوامل دیگر، تولید مواد پتروشیمی در ایران مورد توجه و عنایت خاصی قرار گرفته است. کشور ما پس از پشت سر گذاشتن سالهای دفاع مقدس، گسترش صنعت پتروشیمی را در نظر داشته و با پایان یافتن جنگ تحمیلی بلافاصله ترمیم و بازسازی کارخانه‌های آغاز گردید و پروژه‌های بزرگی به تدریج به مرحله اجرا درآمدند.

طرح استراتژیک توسعه تولیدات شرکت ملی صنایع پتروشیمی با بیش از 30 پروژه مهم در پانزده سال آینده دستیابی به 43 میلیون تن فرآورده‌های مختلف پتروشیمی را محقق می‌سازد. با اجرای طرح‌های مهم منطقه ویژه اقتصادی پتروشیمی در بندر امام (ره) و عسلویه پیش‌بینی می‌شود رقم صادرات برون مرزی به 30 میلیون تن در سال برسد.

به طور کلی محصولات پتروشیمی در ساخت موادی نظیر لاستیک ها، پلاستیک ها، شوینده‌ها، کودها، چسبها، اسیدها، رنگها، سموم و الیاف مصنوعی که هر کدام ماده اولیه صدها مواد دیگر هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

طرح‌های جدید در پتروشیمی بندر امام (واحدهای پارازیلین و M.T.B.E ) و پتروشیمی رازی، با راه‌اندازی واحدهای دانه‌ بندی گوگرد، تفکیک مایعات گازی و توسعه واحدهای آمونیاک و اوره و همچنین متانول و دانه‌بندی گوگرد پتروشیمی خارک، از جمله پروژه‌های مهمی بودند که به ثمر رسیده‌اند.

در ادامه برنامه توسعه اقتصادی دولت مبنی بر کاهش تصدی‌گری بر شرکت‌های دولتی، سهام واحدهای پتروشیمی آبادان، فارابی، خارک، شیراز، اراک و اصفهان وارد معاملات بورس شده‌اند.

طرحهای جدید پارازیلین و M.T.B.E در پتروشیمی بندر امام و دانه‌بندی گوگرد، تفکیک مایعات گازی، توسعه واحدهای آمونیاک و اوره در پتروشیمی رازی و متانول و دانه‌بندی گوگرد در پتروشیمی خارک از جمله پروژه‌های مهمی بودند که به ثمر رسیده‌اند.

مواد اولیه مصرفی

1. گاز

اصلی‌ترین خوراک مجتمع گاز است که از هفت حلقه چاه اختصاصی شرکت واقع در منطقه مسجد سلیمان استخراج می‌گردد. عمق این چاه‌ها به تفاوت از 3960 تا 4270 متر است که گاز مورد نیاز مجتمع را با فشاری در حدود 150 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع (2200 پوند بر اینچ مربع) تامین می‌نمایند.این گاز جاوی 24% ئیدروژن سولفوره (H2S) 64% متان و 11% گاز کربنیک است و بقیه آن را ئیدروکربورهای سبک تشکیل می‌دهد. که مخلوط آنها را (گاز ترش) نامیده‌اند. گاز ترش پس از نم‌زدایی در واحد جذب آب (DEHYDRATION PLANT) مسجد سلیمان، بوسیله یک خط لوله 20 اینچی بطور 174 کیلومتر که حداکثر ظرفیت آن در حال حاضر حدود 220 میلیون فوت مکعب در روز می‌باشد. به مجتمع فرستاده می‌شود.

در پاره‌ای از مواقع میزان گاز مذکور جدابگوی نیاز مصرفی مجتمع نباشد، کمبود آن از طریق شرکت ملی گاز منطقه اهواز تامین می‌گردد.

2.خاک فسفات

ماده خام و اساسی دیگری که در مجتمع بکار می‌رود، خاک فسفات است و از کشورهایی نظیر مراکش، توگو، اردن تامین و به وسیله کشتی در اسکله اختصاصی مجتمع تخلیه می‌شود. منابع موجود خاک فسفات در اطراف بافق یزد از جهت کمیت و کیفیت پاسخگوی نیاز این مجتمع نمی‌باشد.

3. آب

آب مصرفی مجتمع به وسیله خط لوله و کانال آبرسانی منطقه، از رودخانه کارون واقع در 20 کیلومتری اهواز ( (محل کوت امیر) به مسافت 80 کیلومتر به سه مخزن آب مجتمع با گنجایش هر کدام 33000 مترمکعب، که اخیرا جهت افزایش ذخیره آب مورد نیاز کارخانجات مجتمع احداث شده‌اند، به صورت ذیل مصرف می‌شود:

الف) آب صنعتی که پس از تصفیه شیمیایی و گرفتن املاح آن جهت مصرف واحدها و دیگ‌های مولد بخار استفاده می‌گردد.

پ) آب آشامیدنی

ت) آب آتش‌نشانی و مصرفی

در ضمن بخشی از آب مورد نیاز چگالنده‌های واحدهای آمونیاک از طریق آب دریا تامین می‌شود. این آب به وسیله تلمبه‌خانه مجهزی مشتمل بر شش دستگاه تلمبه (با ظرفیت هر کدام 80 هزار متر مکعب در روز) که در کنار اسکله اختصاصی مجتمع قرار دارند، به واحدها ارسال می‌شود.

4. هوا

یکی دیگر از مواد مورد نیاز کارخانجات، هوا می‌باشد که به صورت خوای ابزار دقیق و مصرف فرآیندی استفاده می‌گردد. یکی از عناصر اصلی کودهای شیمیایی را ازت تشکیل می‌دهد و این عنصر مفید مستقیماً از هوا تامین می‌شود.

تاریخچه

مجتمع پتروشیمی رازی یکی از مهمترین کارخانه‌های تولید کود های ازته و فسفاته و مواد شیمیایی کشور می‌باشد. اولین فاز واحدهای این مجتمع در سال 1349 به دنبال عملیات ساختمانی چهار ساله به بهره‌برداری رسید. به علت قدمت واحدها و صدمات وارده در جنگ تحمیلی، ظرفیت قابل حصول به میزان 2،400،000 تن رسید، انتضار است با تکمیل پروژه‌های در دست اجرا واحدهای تولیدی به ظرفیت بیش از 3،000،000 (سه میلیون تن) در سال برسد.

این مجتمع بزرگترین تولیدکننده آمونیاک، کود اوره، اسید سولفوریک و گوگرد و تنها تولیدکننده اسید فسفریک و کود دی‌آمونیم فسفات (کود مخلوط فسفات و سولفات آمونیوم) در ایران می‌باشد. فرآورده‌های مذکور علاوه بر تامین نیازهای داخلی، سالیانه با صدور گوگرد، آمونیاک، اوره و اسید سولفوریک به بازارهای جهانی نقش ارزنده‌ای در رفع نیازمندی‌های ارزی مجتمع و صنایع و پتروشیمی را ایفا می‌نماید.

موقعیت جغرافیایی

مجتمع پتروشیمی رازی در زمینی به مساحت 100 هکتار و در منطقه بندر امام خمینی، واقع در شمال‌شرقی خور موسی، در 66 کیلومتری از مدخل ورودی خلیج‌فارس و در شمالی‌ترین بخش این خلیج قرار دارد.

موقعیت این مجتمع نسبت به منطقه ویژه اقتصادی در شکل صفحه بعد مشخص شده است.

منطقه ویژه اقتصادی پتروشیمی در محدوده ای به وسعت 1700 هکتار در جنوب غربی ایران و در ساحل خلیج فارس، واقع در شهرستان ماهشهر، بخش بندر امام خمینی قرار دارد. برابر طرح توسعه، وسعت منطقه به بیش از 2500 هکتار افزایش خواهد یافت.

این منطقه با توجه به موقعیت طبیعی و جغرافیایی و همچنین برخورداری از تسهیلات قانونی مناطق ویژه، به منظور توسعه صنعت و تجارت (بالاخص صنایع پایین دستی آن) تأمین منافع اقتصادی و اجتماعی و ملی، جذب تکنولوژی های جدید و افزایش اشتغال، ایجاد گردیده است.

از نظر موقعیت جغرافیایی منطقه از طریق بندر امام خمینی به آبهای آزاد بین المللی و از طریق راه آهن سراسری به ترکیه، اروپا و آسیای مرکزی دسترسی دارد. این منطقه به عنوان بخشی از استان خوزستان و همجواری با مجتمع های عظیم پتروشیمی بندر امام، رازی و فارابی، همانند یک گلوگاه استراتژیک در مناطق نفت و گاز ایران عمل کرده، دستیابی به منابع نفت و گاز، مواد اولیه و خوراک واحدهای صنعتی را پیش از پیش تسهیل می نماید.

* موقعیت  مجمتع پتروشیمی رازی نسبت به منطقه ویژه اقتصادی

 فصل دوم . . .

 ارزیابی بخشهای مرتبط با رشته علمی کارآموز

تصفیه آب و تولید آب صنعتی

در مجتمع پتروشیمی رازی، تصفیه آب و تولید آب صنعتی در دو مرحله انجام می شود که شامل مرحله ی تصفیه مقدماتی و تصفیه RO می باشند.

به ترتیب ابتدا شرحی بر تصفیه مقدماتی خواهیم داشت و سپس به تصفیه مرحله RO خواهیم پرداخت.

الف) تصفیه مقدماتی 

الف)  هدف از این فرایند

هدف از تصفیه آب در کارخانه هایی که به آب صنعتی احتیاج دارند حذف ناخالصی ها و املاحی است که موجب خوردگی و ایجاد رسوبات مختلف در مسیرهای تماس آب مانند مسیرهای آب کولینگ،  مسیر آب یا بخار در مبدلهای حرارتی و بویلرها می شود. ترین «D» تصفیه آب به منظور تولید 400 متر مکعب آب صنعتی از آب رودخانه طراحی شده است.

مراحل پیش تصفیه عبارتند از مرحله زلال کردن آب به وسیله کلاریفایر همراه با حذف کربناتها و دو مرحله فیلتراسیون.

آب خروجی از کلاریفایر  از شوری بالایی برخوردار است و بایستی مقداری از یونهای آن قبل از اینکه به مبدلهای یونی برود حذف گردد.

ب)  اصول تصفیه

* کلر زنی اولیه: کلر زنی به آب اولین مرحله تصفیه آب است و حتی قبل از ورود به کلاریفایر به آب تزریق می گردد. کلر تزریقی به آب به صورت N8CLO (آب ژاول) است. کلر زدن عمل انعقاد را تسریع می کند و باعث می شود آب با کیفیت بهتری به دست آید.

نابود کردن تمام میکرو ارگانیسم های موجود در آب (مانند جلبکها، باکتریها، پلانگتون ها) که در آب رشد می کنند و موجب تشکیل لجن می شوند. بنابر این کلر زدن موجب می شود که کلاریفایر و فیلترها تمیز باقی بمانند و مانع از رشد جلبک در کلاریفایر و قسمت های مرتبط می شود.

اکسید کردن مواد آلی که ممکن است تشکیل ترکیبات پیچیده آلی محلول در آب را بدهند.

اکسید کردن نیتریت ها به نیترات ها

اکسید کردن یونهای آهن و منگنز

اکسید کردن آمونیاک

پایین آوردن مزه بد آب و کمک به بهبود رنگ آب

نابود کردن میکرو ارگانیسم های موجود در آب که احتمال رشد در قسمتهای مختلف کارخانه را دارند.

مقداری کلر اضافی بایستی مصرف کنیم که این کلر خود را در خروجی کلاریفایر نشان دهد.

وجود کلر در خروجی کلاریفایر ما را مطمئن می سازد که به مقدار کافی کلر به کلاریفایر تزریق شده و کلریناسیون موثر بوده است.

گر آب دارای نقطه شکست باشد ( به علت وجود آمونیاک در آب) یک مقدار جزیی بیشتر از مقدار اصلی به آب تزریق گردد، و اگر آب نقطه شکست ندارد مقدار تزریق کلر باید به گونه ای باشد که همواره حدود 0.2-0. 3PPM کلر آزاد در خروجی کلاریفایر داشته باشیم.

کلر تزریقی به کلاریفایر به صورت هیپوکلریت سدیم است.

* حذف کربناتها در توربو سیرکولاتور

توربو سیر کولاتور کلاریفایری است که برای حذف کربناتها در نظر گرفته شده است استفاده از فرایند شیر آهک به عنوان واکنش گر موجب واکنش لحظه ای با بی کربناتها می گردد. این واکنش با گردش لجنهای ناشی از کربنات کلسیم را سبب شده تقویت می گردد.

وقتی در غیاب کریستالهای کربنات کلسیم قلیاییت بی کربناتی آب بوسیله شیرآهک رسوب داده می شود. واکنش بسیارآرام است ورسوباتی جزیی داریم که به آسانی ته نشین نمی شوند. برعکس وقتی که واکنش در حضور مقادیری از کریستال های کربنات کلسیم انحام گیرد واکنش سریع و لحظه ای بوده وکریستال های بزرگتری از کربنات کلسیم بوجود می آید که به آسانی ته نشین می   شوند.

بنابراین توربوسیر کولاتور به ما کمک می کند تا تمام بی کربنات های قلیایی- خاکی آب را رسوب دهیم و تا مرز حلالیت کربنات کلسیم و هیدرواکسید منیزیم پیش برویم توربو سیر کولاتور به گونه ای طراحی شده است که با پراکنده کردن مواد واکنش دهنده در مخلوطی از آب خام و لجن در گردش واکنش انجام گیرد.

توربو سیر کولاتور همچنین دارای یک ناحیه ته نشین وسیع است.

** رسوب دادن بی کربنات ها

افزودن شیر آهک به آبی که دارای بی کربنات کلسیم است موجب انجام واکنش زیر می گردد.

Ca (HCO3)2 + Ca ( OH )2  à    2 CO3Ca + H2O

آب + کربنات کلسیم  à  شیر آهک + بی کربنات کلسیم

بی کربنات کلسیم به کربنات کلسیم تبدیل می شود که رسوب می کد بعلاوه اگر بی کربنات ناشی از پیوند با منیزیم باشد.

[Mg (HCO3) 2]

افزودن شیر آهک موجب واکنش زیر می گردد.

Mg (HCO3)2 + Ca (OH)2    à  MgCO3 + 2H2O + CaCO3

کربنات منیزیم مقداری در آب قابل حل است (حل شدنی است) اما چنانچه مقدار بیشتری آهک مصرف گردد. کربنات منیزیم به هیدرو اکسید منیزیم تبدیل می گردد که عملاً در آب نامحلول است (تقریباً یک درجه فرانسوی در آب حل می شود) و واکنش زیر اتفاق می افتد.

MgCO3 + Ca (OH)2  à  CaCO3 + Mg (OH)2

** ناحیه ته نشینی

اگرچه ماهیت رسوبات CaCO3 و Mg (OH)2 با هم متفاوت است. در نظر گرفتن یک ناحیه ته نشینی بزرگ این امکان را فراهم می سازد که آنها به صورت ذرات یکنواخت شوند و به آسانی از آب شفاف شده جدا گردند.

همچنین وجود این ناحیه (ناحیه ته نشینی) عملیات لخته سازی (FLOCULATION) و حذف کربناتها توام با هم را ممکن می سازد. بنابر این برای آبهای رودخانه که سرشار از مواد معدنی یا ناخالصی های ارگانیکی است. این مواد نیز با کربنات کلسیم و هیدرو اکسید منیزیم ناشی از عملیات تصفیه ته نشین می شوند.

باید اضافه کرد که توربوسیرکولاتور برای تصفیه آب در شدت جریان های مختلف در نظر گرفته شده است و قابل بهره برداری در شدت جریانهای مختلفی است.

* فیلتراسیون شنی

فیلتراسیون به منظور حذف ذرات معلق آب در نظر گرفته شده است که این ذرات یا در آب وجود دارد یا ناشی از فرایندهای انعقاد و لخته سازی است.

ذرات معلق به دام افتاده در خلل و فرج بسترهای شنی موجب مسدود شدن لا به لای شن ها می شود که این پدیده را FILTER CLOGGING می نامیم

هر چه انسداد افزایش یابد افت فشار ناشی از جریان آب که از فیلتر عبور می کند افزایش می یابد.

سرعت انسداد (CLOGGING) بستگی دارد به:

کیفیت آب، هر چه آب کدرتر باشد فیلتر زود CLOGG می گردد.

* توربوسیرکولاتور (TURBOCIRCULATOR)B. 3401

ویژگی های دستگاه:

توربوسیر کولاتور اسکراپر کلاریفایری است که موجب گردش لجن می شودو طبق اصول زیر کار می کند.

افزودن آب خام منعقد شده از پایین به بالا از میان یک لوله مرکزی است.

مکش مخلوط آب خام و لجن بوسیله پره های خاصی که برای ایجاد جریان به سمت بالای تنظیم لجن طراحی شده است که با حداقل اغتشاش ثانویه و هماهنگ با سرعت پروانه انجام می شود.

این جریان و همچنین سرعت پروانه را می توان به وسیله یک موتور با دور متغیر با یکدیگر تنظیم کرد.

بعد از عبور از پروانه، آب به سمت بالا حرکت خواهد کرد و به بخشهای زیر تقسیم می شود:

یک ناحیه تشکیل FLOG بین محفظه مرکزی و یک STEEL WELL FACTING در ناحیه تکمیل انعقاد، و جریان به دو شاخه تقسیم می شود.

یک قسمت از آب به قسمت سوراخهای مکش لجن در گردش در پایین ناحیه واکنش بر می گردد.

باقیمانده جریان به سمت ناحیه ته نشینی در محیط اطراف کلاریفایر می رود. آب تصفیه شده در یک آبشخور پیرامونی جمع می گردد.

 توربو سیرکولاتور به دو عدد اسکراپر مجهز شده است.