شرح فرآیند واحد غلظت شکن (Visbreaker) پالایشگاه اراک

[حــامد]

شرح عمليات واحد كاهش گرانروي
واحد كاهش گرانروي شامل دو بخش، بخش واكنش و بخش تقطير است.
بخش واكنش يا REACTION SECTION
خوراك واحد، ته مانده برج تقطير در خلاء (VACCUM BOTTOM) است كه در تانكهاي به شماره TK-2018, 2019 ذخيره شده و توسط تلمبه‌هاي P-2003 A/B به واحد كاهش گرانروي پمپ مي‌شود.
جريان‌هاي زير در ابتداي واحد به خط لوله خوراك مرتبط مي‌شوند كه مي‌توان از آنها در مواقع مورد لزوم استفاده نمود.
- مسير (ISO. FEED) WAXY DISTILATE كه به هنگام راه‌اندازي واحد ميتوان از آن استفاده نمود.
- مسير گازوئيل سبك و سنگين كه به منظور راه‌اندازي يا بستن واحد و شستشوي مسيرها استفاده مي‌شود.
- مسير بخار آب 20 BAR براي بخارزدائي مسيرها.
- محصول TAR خروجي از E-310 براي ايجاد جريان گردشي مواقع راه‌اندازي و تبين واحد استفاده مي‌شود.
جريان خوراك تحت كنترل سطح LIC-3001 (كنترل كننده سطح V-301) و با شار PI-3001=0-10 bar و درجه حرارت تقريبي 120-150°D در پوسته مبدلهاي E-301 A/E (تبادل حرارت با محصول TAR) گرم شده و سپس وارد ظرف نوسان گير
(FEED SURGE DRUM) V-301 مي‌شود.
سپس از ته V-301 وارد تلمبه‌هاي P-301 A/B مي‌شود. چنانچه به ته اين تلمبه‌ها سرد و مايع داخل آن گرم باشد اين تلمبه‌ها سرويس نمي‌آيند. جرياني از خوراك گرم خروجي از تلمبه‌ها پس از عبور از سولفوئيد ولوهاي 3106 يا XV-3105 هميشه پمپ يدك را گرم نگه مي‌دارد. اين مسير در حقيقت WARM UP LINE تلبمه‌ها است.
فشار خروجي تلمبه‌هاي فوق (PI-3002)=40-45 bar است. خوراك در خروجي از تلمبه‌هاي فوق وارد پوسته مبدلهاي E-302 A/B (تبادل حرارت با TAR) شده و سپس در چهارپاس و از طريق شيرهاي كنترل FIT-3017, 3018, 3027, 3028 وارد كوره H-301 در محل ورود خوراك به كوره، به پاس‌ها تزريق مي‌شود. خوراك در قسمت جابجايي (CONVECTION) كوره پيش گرم شده و براي گرم شدن نهايي و رسيدن به درجه حرارت واكنش وار قسمت تشعشعي (RADIATION) كوره كه به صورت چهار CELL جداگانه است شده سپس چهار پاس خروجي از كوره H-301 با هم يكي مي‌شوند و وارد لوله انتقال (TRANSFER LINE) درجه حرارت در اين قسمت به وسليه TIC-3066 كه با 3022 ياFC-3031 به صورت CASCADE است در 395-405C كنترل مي‌شود. كاهش درجه حرارت و در واقع قطع عمل كراكينگ و جلوگيري از تشكيل كك در TRANSFER LINE به وسيله جريان‌هاي خنك كننده سنگين و سبك (HEAVY & LIGHT QUENCH) كه به ترتيب توسط FIC-3032 و FIC-3031 كنترل مي‌شوند، انجام مي‌گيرد.

 

[حــامد]

​

بخش تقطير يا DISTILATION SECTION
برج V-(302) FLASH FRACTIONATOR
خوراك خروجي از كوره H-301 با دماي 400-414°C وارد ناحيه FLASH ZONE برج V-302 (FLASH RFACTION) مي‌شود.
در زير ناحيه F.Z هيچ نوع سيني وجود ندارد. در بالاي ناحيه centre well F.Z قرار دارد كه seal بوده و مايع نمي‌تواند از آنجا به پايين ريزش كند.
در بالاي centerwell براي انجام تفكيك بهتر 14 سيني وجود دارد و بدليل كم شدن حجم بخارات هيدروكربوري قطر برجي در اين ناحيه كم مي‌شود براي دين سطح مايع در ته V-302 امكان تعبيه شيشه است ندارد سطح نما (بدليل كثيف شدن) وجود ندارد بنابراين علاوه بر LIC-3010 كه سطح مايع در V-302 را كنترل مي‌كند سه عدد TI در ارتفاع‌هاي پايين Liquid level LLL.LOW ارتفاع نرمال (NLL) و ارتفاع بالا (H.L.L) نصب شده‌اند كه به نوعي نشان دهنده سطح مايع در ته V-302 هستند زيرا دماي مايعات كمي بيشتر از بخارات هيدروكربوري است علاوه بر اين بخش ارتفاع بالا H.LL چهار عدد NOZZLE VALVE به فواصل مختلف از هم وجود دارند كه با باز كردن آنها مي‌توان به وجود مايع در آن نقطه پي برد. فلوتر LIC-3010 به وسيله جريان دائمي از
FLUSHINE OIL شسته مي‌شود.


جريان‌هاي خروجي از برج V-302 عبارتند از :
- از پايين برج محصول TAR
- از بالا Gasolin و گازهاي سبك حاوي H2S
- از قسمت مياني برج نيز يك جريان ميان تقطير خارج مي‌شود كه پس از سرد شدن مجدداً به برج برمي‌گردد.
جريان خروجي از ته V-302 نتحت كنترل LIC-3010 و به علت اختلاف فشار بين دو برج وارد برج (Striprer) V-303 مي‌شود.
جريان ميان تقطير از Center well در بالاي Flash zone برج V-302 گرفته شده و توسط P-304 A-B پس از عبور از جوشاننده E-307 ته برج (V-306) stabilizer را گرم كرده و در برگشت به V-302 به دو شاخه تقسيم مي‌شود. شاخه اصلي آن تحت كنترل FIC-3012 كه با LIC-3009 مخلوط شده و به عنوان Quench به زير center well برمي‌گردد.
شاخه ديگر آن تحت كنترل PIC-3035 بعنوان جريان برگشتي مياني بصورت اسپري وارد بالاي center well مي‌شود.
اگر سطح مايع در center well زياد باشد جريان FIC-3012 زياد شدن و گازهاي صعود كننده از ناحيه F.Z را كاهش مي‌دهند بعلت كم شدن فشار خط PIC-3033 جريان مايع به بالاي center well را كم كرده و سطح مايع در آن را كاهش مي‌دهد.
- جريان گازهاي بالاسري برج V-302 در كولر هوايي E-304 A/B و كولر آبي E-305 A-B خنك و معيان شده و وارد V-305 (ظرف جمع كننده مايعات بالاسري) مي‌گردد. براي جلوگيري از خوردگي به بالا سري برج V-302 ماده شيميايي توسط P-309 تزريق مي‌گردد.
قسمتي از مايعات جمع شده در ظرف فوق توسط P-305 يا يدك مشترك P-303 B و تحت كنترل FIC-3013 كه با TIC-3024 (كنترل كننده دماي بالاي V-302 در 160-175°C eascade. به عنوان مايع برگشتي به بالاي برج V-302 برمي‌گردد. قسمتي ديگر از مايعات هيدروكربوري ظرف فوق (مايعات مازاد حاصل از كراكينگ) توسط P-306 A/B و تحت كنترل LIC-3011 (كنترل سطح V-305) به برج stabilizer (V-306) ارسال مي‌گردد.
آب ترش (Sour water) جمع شده در BOOT ظرف V-305 تحت كنترل LIC-3012 به خط لوله SW تزريق مي‌شود.
برج V-302 از طريق لوله توازن فشار HCB-03-0014-6 (balance line) با V-301 مرتبط بوده و فشار آنها با هم متوازن هستند.
فشار برج V-302 و ظرف V-301 – 305 توسط PIC-3010 و در 5.5-6 Barg كنترل مي‌شود ميزان گازهاي خروجي از V-305 پس از عبور از PV-3010 توسط FI-3014 اندازه‌گيري شده و وارد ظرف مايع گير (K.O.Drum) V-308 شده و از آنجا يا جهت حذف H2S به واحد تصفيه گاز با آمين ارسال مي‌شود و يا به ظرف (Fuel. Gas K.O. Drum) V-309 ارسال و به عنوان سوخت كوره H-301 مصرف مي‌شود. در بالاسري برج V-302 يك شير كنترل HV-3007 نصب شده كه در مواقع اضطراري مي‌توان از اتاق كنترل صورت Manually آن را به طرف مشعل شركت جهت كنترل فشار باز نمود.

 

[حــامد]

برج عريان كننده (STRLPPER) V-303
جريان خروجي از ته برج V-302 تحت كنترل LIC-3010 و بعلت اختلاف فشار موجود وارد سيني 4 برج عريان كننده V-3-3 مي‌شود و هيدروكربورهاي سبك آن توسط بخار آب 20 barg و تحت كنترل FIC-3005 آزاد شده و از بالاي V-303 خارج مي‌شود.
محصول TAR از ته برج V-303 وارد تلمبه‌هاي P-302 A/B مي‌شود.
سوئيچ DAL-3008 كه در خروجي مشترك هر دو تلمبه قرار دارد در موقع قطع برق باعث در سرويس قرار گرفتن توربين P-302-BT مي‌شود خروجي تلمبه‌هاي فوق با فشار PI-3008=20-22barg به سه شاخه تقسيم مي‌شود.
يك شاخه بعنوان MIN-FLOW به برج V-303 برمي‌گردد (حداقل جرياني براي
P-302-A-B برابر است).
در روي شاخه دوم شير كنترل XV-3101 وجود دارد كه در شرايط اضطراري و به هنگام عمل كردن سوئيچ حداقل جريان به پاسهاي كوره H-301، FP;;-3012, 3027 (از سرويس خارج شدن P-301) باز شده و به جريان خوراك خروجي از پوسته مبدل E-302 تزريق مي‌شود.
برقراري اين جريان در پاسهاي كوره H-301 از تشكيل كك در تيوپها جلوگيري مي‌كند. شاخه سوم و در واقع شاخه اصلي خروجي P-302 A-B پس از عبور از تيوپ مبدلهاي E-302 A/E و E-301 A/E و تبادل حرارت با خوراك ورودي به دو شاخه تقسيم مي‌شود يك شاخه بعنوان جريان خنك كننده سنگين (Heavy Quench) و تحت كنترل
FIC-3032 به TRANSFERLINE تزريق مي‌شود.
قسمتي از اين جريان از طريق لوله Res-03-0712-3 بعنوان Quence به ته برج V-302 به منظور جلوگيري از تشكيل كك در اين ناحيه تزريق مي‌شود.
شاخه ديگر خروجي TAR از E-301 پس از اندازه‌گيري توسط FI-3004 و عبور از LIC-3003 (كنترل كننده سطح V-303) در كولرهاي آبي E-310 با آب ولرم
(Tempered water) خنك شده و خروجي TAR از E-310 به دو شاخه تقسيم مي‌شود. يك شاخه بعنوان جريان خنك كننده سرد Gold Heavy Quench به خروجي كوره در
Transfer line تزريق مي‌شود. (معمولاً از اين جريان استفاده نمي‌شود) و شاخه ديگر آن به طرف مرز واحد رفته در آنجا به دو شاخه تقسيم مي‌شود يك شاخه بعنوان
START UP LINE به خط لوله خوراك ورودي به واحد مرتبط شده و در مواقع راه‌اندازي واحد از آن استفاده مي‌شود.
شاخه ديگر آن بعنوان محصول TAR به مخزن 2047 الي TK-2042 ارسال مي‌شود. جريان گازهاي بالاسري در كولر هوائي E-303 A/B خنك و معيان شده و وارد V-304 (ظرف جمع‌ كننده جريان برگشتي) مي‌گردد. مايعات ظرف فوق وارد P-3030 A/B و خروجي تلمبه به سه شاخه تقسيم مي‌شود. يك شاخه آن تحت كنترل FIC-3006 كه با TIC-3067 به صورت Cascade است بعنوان مايع برگشتي به سيني شماره 8 برج Stipper برمي‌گردد.
شاخه دوم بعنوان جريان خنك كننده سبك (Light Quench) و تحت كنترل
FIC-3031 به Transfer line تزريق مي‌شود و شاخه سوم تحت كنترل LIC-3004 (كنترل ظرف V-304) به قبل از FV-3012 (خروجي P-304A/B) تزريق شده و به قسمت پاييني برج V-302 (جهت كنترل ميزان گازها به بالاي برج) تزريق مي‌گردد.
آب ترش در BOOT ظرف V-304 توسط P-310 A/B و تحت كنترل LIC-3005 به خط Sour water تزريق مي‌شود.
فشار برج عريان كننده V-303 توسط PIC-3007 در 2-2.4 barg و درجه حرارت بالاي برج توسط TIC-3067 و حدود 215-235c كنترل مي‌شود. گازهاي خروجي از ظرفV-304 به دو شاخه تقسيم مي‌شود. يك شاخه پس از عبور از PV-3007 A در كوره H-301 مصرف مي‌شود و گازهاي مازاد V-304 از طريق PV-3007 به مشعل شركت ارسال مي‌شود. براي جلوگيري از ورود مايع هيدروكربوري از طريق PV-3007 A بطرف مشعل‌هاي گازسور كوره و ايجاد آتش سوزي در كف كوره ظرف فوق داراي هشدار دهنده حداكثر سطح مايع LSH-3014 است.

 

[حــامد]

برج تثبيت كننده STABILIZER
مازاد مايعات V-305 توسط P-306 و از طريق LIC-3011 (كنترل سطح مايع V-305) پس از عبور از پوسته E-306 (تبادل حرارت با محصول بنزين نامرغوب) وارد سيني 14 برج V-306 مي‌شود.
گازهاي بالاسري برج بعد از عبور از كولرهاي آبي E-309 A/B خنك و معيان شده وارد ظرف V-307 (ظرف جمع كننده مايعات برگشتي) مي‌گردد. براي جلوگيري از خوردگي، به بالاسري برج فوق ماده شيميايي توسط P-309 تزريق مي‌گردد.
گازهاي خروجي از ظرف V-307 تحت كنترل فشار PIC-3009 (تنظيم فشار در
6-6.5 bar) توسط FI-3010 اندازه گيري شده و با گازهاي خروجي از V-305 مخلوط شده و پس از جدا شدن مايعات هيدروكربوري احتمالي در (OFF GAS K.O.DRUM) V-308 به واحد تصفيه گاز با آمين ارسال مي‌شود.
سطح مايع در V-307 توسط LTC-3007 كه شير كنترل آن در صورت لزوم مقداري از جريان ورودي به كولرهاي آبي F-309 را كنار گذر گرم (HOT BYPASS) مي‌كند كنترل مي‌شود تا از ميعان بيشتر و افزايش سطح مايع جلوگير شود. مايعات هيدروكربومي ظرف V-307 توسط P-306B يا P-307 و از طريق FIC-3009 به سيني 26 برج تثبيت كننده V-306 برمي‌گردد.
در قسمت پايين برج V-306 جوشاننده E-307 گازهاي سبك همراه مايعات ته برج را آزاد مي‌كند. (تمام گرم كننهد در E-307) مايعات سبك CENTER WELL برج V-302 است كه توسط P-304 A/B و تحت كنترل TIC-3021 از تيوب E-307 عبور مي‌كند).
TIC-3021 دماي پايين برج فوق را در 65-170°C كنترل مي‌كند و افزايش گرماي جوشاننده E-307، فشار بخار بنزين را كاهش مي‌دهد. محصول GASOLINE (بنزين نامرغوب) از ته برج خارج شده و از تيوب E-306 و كولر آبي E-308 عبور نموده و ميزان آن توسط FI-3008 اندازه‌گيري مي‌شود. پس از LIC-3006 (كنترل سطح مايع V-306) عبور كرده و به مخزن COLD SLOPS ارسال مي‌شود.

 

[حــامد]

شبكه آب نيم گرم (TEMPERED WATER)
محصولات سنگين مانند H.V.SLOPS, VACUUM BOTTOM, TAR را معمولاً توسط جريان آب نيم گرم (و نه آب خنك كننده معمولي) سرد مي‌كنند تا از افزايش نقطه ريزش (POUR POINT) و در نتيجه ساييدگي و ايجاد فيلم بر روي ديواره خارجي تيوب‌هاي كولرهاي آبي جلوگيري شود.
دماي آب نيم گرم حدود 50-55°C است. آب مقطر گرم در حضور اكسيژن خيلي خورنده است.
بنابراين براي جلوگيري از جذب اكسيژن يك جريان بخار آب پوششي
(BLANKET STEAM) بر روي سطح آب برقرار مي‌كنند. براي به حداقل رساندن خوردگي در سيستم، مواد شيميايي به آن اضافه مي‌گردد.
شرح عمليات شبكه آب نيم گرم
TEMPERED WATER در تانك TK-301 ذخيره شده و از COLD CONDENSATE و PLANT EATER به عنوان آب تاميني (MAKE UP) در شرايط ضروري استفاده مي‌شود. سپس توسط P-311 A/B وارد تيوب كولرهاي آبي E-310 A/B شده و پس از سرد كردن محصول TAR از طريق لوله زيرزميني وارد واحد تقطير شده و به دو شاخه تقسيم مي‌شود. شاخه اصلي آن محصولات V.BOTTOM و H.V.VLOPS را به ترتيب در كولرهاي آبي E-173 و E-172 خنك مي‌نمايد. شاخه ديگر آن، براي خنك كردن قسمتهاي مختلف بعضي از تلمبه‌هاي مواد سنگين و گرم واحد تقطير به كار مي‌رود.
TEMP WATER خروجي از كولرهاي E-173 و E-172 و بعضي از تلمبه‌هاي تقطير، با هم مخلوط شده و از طريق لوله زير زمين وارد 16 عدد كولر هوايي E-311 شده و دماي خروجي آن توسط TIC-3006 كه بر روي پره‌هاي كولرهاي فرمان مي‌فرستد در
50-55°C كنترل مي‌شود. چنانچه واحد كاهش گرانروي در سرويس نباشد به وسيله لوله در WAT-03-0724-1-16 كولرهاي E-310 را BY PASS نموده و TEMP. WATER مستقيماً به واحد تقطير ارسال مي‌شود.
كنترل سطح آب در تانك فوق از نقطه نظر تامين ارتفاع مناسب جهت ورودي تلمبه‌هاي P-311 A/B حائز اهميت بوده و لذا داراي هشدار دهنده حداقل سطح LAL-3201 است. برقرار بودن جريان دائم از TEMP. WATER از فشار مناسب در كولرهاي آبي، E-172,173,310 و بعضي از تلمبه‌هاي واحد تقطير كاملاً ضروري بوده و قطع اين جريان به هر علتي براي مدت بيش از 15 دقيقه منجر به بسته شدن اضطراري واحدهاي نظير و كاهش گرانروي خواهد شد.
بنابراين خروجي تلمبه‌هاي فوق مجهز به سوئيچ جريان كم (Low flow ALARM FAL-3002) است. چنانچه تلمبه برقي P-311 A در سرويس باشد كاهش فشار به هر علتي از طريق PSL-3006 باعث فعال شدن سولونوئيدولو PY-3006 و باز شدن PV-3006 (مسير M.P.STEAM) شده و توربين P-311 BT بلافاصله در سرويس قرار مي‌گيرد. (عكس آن صادق نيست)
نفرات عمليات بايستي هميشه مواظب تلمبه‌هاي فوق باشند كه خالي كار نكنند و در صورت كاهش سطح آب در TK-301 بلافاصله ابتدا COLD CONDENSATE، سپس PLANT WATER و در صورت كافي نبودن با استفاده از HOSE آب آتش‌نشاني كمبود LEVEL را جبران نمايند.
مواد نفتي احتمالي موجود در بالاي سطح آب TK-301 هرچند وقت يكبار بايستي سرريز گردد.

 

[حــامد]

شرح فرآیند واحد LPG (گاز مایع) پالایشگاه اراک

شرح فرآیند واحد LPG (گاز مایع) پالایشگاه اراک

- شرح فرآيند واحد گاز مايع
تئوري فرآيند :
خوراك واحد گاز مايع د رحدود 9000-10000 بشكه در روز بوده و مستقيماً از برج تثبيت كننده واحدهاي تقطير، هيدروكراكر و تبديل كاتاليستي تأمين مي‌گردد. اين واحد شامل برج‌هاي اتان زداد DE-ETHANIZER، بوتان زدا (DE-BUTANIIER) و پروپان زدا (DE-PROPANIZER) و ظرف شستشوي باكاستيك است.
در برج DE-ETHANIZER ، گازهاي سبك شامل C1 و C2 و H2S از بالا و مخلوط C3 و C4 و C5 از پايين برج خارج مي‌شوند.
مايعات خروجي از ته برج فوق سپس وارد DE-BUTANIZER شده، از پايين محصول پنتان خارج شده و از بالا محصول (C4+C3)LPG وارد سيستم شستشوي باكاستيك شده و براساس رابطه زير H2S حذف مي‌شود.

H2S+ZNaoH ® NA2S+2H2O​

H2S+NaoH ® NAHS+H2O​

محصول LPG خروجي از بالاي سيستم شستشوي باكاستيك، سپس وارد برج
DE-PROPANIZER مي‌شود. در اين برج محصول پروپان از بالا و محصول بوتان از زير خارج مي‌شود.


شرح عمليات واحد گاز مايع
ظروف نوسان گير (V-502-FEED SUPGE DRUM)
خوراك واحد توسط FI5028 و PI-5006 اندازه‌گيري شده و پس از عبور از كولر آبي E-501 وارد ظرف نوسان گير V-502 مي‌شود. شاخه‌اي از گازهاي خروجي ظرف V-504 از طريق PV-5003-A براي تامين فشار V-502 به لوله خوراك قبل از كولر E-501 تزريق مي‌گردد.
آب احتمالي همراه خوراك، در V-502 BOOT ته نشين شده و در LIT-5004 نشان دهنده آن است، به صورت دستي تخليه مي‌شود.
فشار در ظرف V-502 توسط PIC-5003 (تنظيم در 14.5-15.8) كنترل مي‌شود. كمبود فشار از مسير PV-5003 A توسط گازهاي خروجي از V-504 و افزايش بخار با تخليه گاز از طريق PV-5003 B به واحد تصفيه گاز با آمين، كنترل مي‌گردد.
مايع ظرف V-502 توسط P-501 A/B و ازطريق FIC-5006 كه با LIC-5003 (سطح مايع در V-502) CASCADE است به برج اتان زدا ارسال مي‌گردد. در مواقع اضطراري و براي انجام كار تعميراتي مي‌توان برج DE-ETHANIZER را كنار گذر (BY PASS) و خوراك را مستقيماً به برج DE-BUTANIZER ارسال نمود. خوراك وارد سيني شماره 18 برج اتاق زدا V-503 و داراي 22 سيني، مي‌شود شماره‌گذاري سيني‌ها از پايين برج به بالا مي‌باشد.
ظرف V-502 داراي هشدار دهنده‌هاي حداقل و حداكثر سطح مايع LAL-5003 و LAH-5003 است.

 

[حــامد]

برج V-503 DE-ETHANIZE
خروجي P-501 A/B از طريق FIC-5006 وارد اين برج مي‌شود. گازهاي بالاسري اين برج بعد از عبور از كولر آبي E-504 A/B وارد ظرف V-504 (جمع كننده مايعات برگشتي) شده و توسط P-504 A/B و تحت كنترل FIC-5008 كه با LIC-5005 (كنترل سطح مايع V-504) به صورت CASCADE. است به بالاي V-503 برمي‌گردد.
گازهاي سبك خروجي از V-504 به دو شاخه تقسيم مي‌شود. يك شاخه آن از طريق PV-5003 A براي تامين فشار V-502 به خوراك ورودي تزريق مي‌شود. شاخه ديگر آن تحت كنترل PIC-5004 تنظيم فشار در (27.2-28.2 BAR) FI-5009 به واحد تصفيه گاز با آمين ارسال مي‌گردد.
در قسمت پايين برج فوق، جوشاننده E-506 توسط بخار آب 20 BAR، گازهاي سبك همراه خوراك ته برج را آزاد نموده و به زير سيني 1 برج برمي‌گرداند. دماي پايين برج توسط TIC-5013 كه با FIC-5007 به صورت CASCADE قرار دارد مايعات ته برج فوق از طريق FIC-5010 كه با LIC-5013 به صورت CASCADE است به V-507 ارسال مي‌گردد.


برج V-507 DE-BUTANIER
مايعات (مخلوط C5, C4, C3) خروجي از ته برج DE-ETHAN پس از عبور از
FV-5010 به دو شاخه تقسيم مي‌شود يك شاخه آن برج DE-BUTANIZER را BY PASS مي‌كند شاخه ديگر آن (مسير نرمال) وارد سيني 20 برج بوتان‌گير (V-507 و داراي 40 سيني) مي‌شود در پايين قسمت برج فوق جوشاننده E-510 توسط بخار آب 4 barg گازهاي سبك شامل C3 و C4 را آزاد مي‌نمايد دماي پايين برج توسط TIC-5006 كه باFIC-5001 (آب مقطر خروجي از E-510) CASCADE است در 130-137 كنترل مي‌شود.
محصول پنتان از ته جوشاننده E-510 خارج شده و پس از سرد شدن در كولر آبي E-509 به سه شاخه تقسيم مي‌شود.
در شاخه اصلي آن از طريق LV-5001 A محصول پنتان پس از اندازه‌گيري توسط FI-5003 به مخزن كروي به شماره TK-2021 ارسال مي‌گردد. شاخه ديگر محصول C5 را از طريق LV-5001 B و FI-5004 به مخزن سوخت شركت ارسال مي‌كند (معمولاً اين مسير بسته است).
شاخه سوم محصول پنتان را از طريق FIC-5005 به مسير استخراج واختلاط بنزين Blending CASCADE ارسال مي‌كند (اين جريان نيز معمولاً قطع است).
گازهاي بالاسري برج پس از ميعان و خنك شدن در كولرهاي هوائي E-508 وارد
V-508 ظرف جمع كننده مايعات بالاسري مي‌شود.
فشار در برج DE-butanizer بوسيله PIC-5001 (تنظيم فشار در LQ6-11.2 barg) و (1-1.2bar) dpic-5002 كه كولرهاي هوائي E-508 A-D را به منظور كنار گذر كردن قسمتي از جريان بدون عبور از كولر هوائي فوق HOT by PASS مي‌كند كنترل مي‌شود توسط HIC-5001 كه بر روي پره‌هاي پنكه‌هاي هوائي E-508 فرمان مي‌فرستد مي‌توان فشار را با دقت بيشتري تنظيم نمود. با افزايش زاويه پره‌ها ميزان خنك كنندگي افزايش و در نتيجه فشار كاهش مي‌يابد و بالعكس در ظرف V-508 جريان خروجي بصورت گاز بالاسري وجود ندارد.
مايعات جمع شده در V-508 وارد تلمبه P-508 A/B شده و خروجي آن به سه شاخه تقسيم مي‌شود.
يك شاخه آن تحت كنترل FIC-5002 به عنوان مايع بالاسري به بالاي برج برمي‌گردد. شاخه دوم از طريق لوله شماره LPC-5-115-3 به عنوان مسير حداقل جريان (MIMIMUM FLOW) تلمبه به V-508 برمي‌گردد.
شاخه سوم (شاخه اصلي) پس از اندازه‌گيري توسط FI-5011 به طرف كولر E-511 و سيستم شستشوي با كاستيك ارسال مي‌شود. جريان گاز مايع خروجي از P-508 قبل از ورود به E-511 به دو شاخه تقسيم مي‌شود يك شاخه آن به شماره LPG-5-206-3 ظرف شستشوي با كاستيك و برج را مي‌كند و شاخه اصلي را وارد سيستم شستشوي با كاستيك مي‌شود.
سيستم شستشو با كاستيك آب شاخه اصلي خروجي P-508 پس از سرد شدن در كولر آّي E-511 و عبور از LIC-5002 (كنترل سطح مايع در V-508) براي حذف H2S احتمال در محصول وارد ظرف شستشو با كاستيك V-509 A/B مي‌شود. از ظروف V-509 A/B ميتوان به صورت جداگانه سري و يا موازي استفاده نمود.
جريان LPG قبل از ورود به ظرف فوق با جريان گردشي مداوم از كاستيك 10% كه توسط P-509 A/B و P-514 A/B به ترتيب براي V-509 A و V-509 B تامين مي‌شود يكي شده و سپس در يك شير مخلوط كننده (MIXING VALVE) به منظور خلاصه كردن بهتر گاز مايع و كاستيك با اختلاف فشار و 1-1.2 bar با هم مخلوط مي‌شوند.
چنانچه اختلاف فشار از اين مقدار بيشتر باشد امولسيون پايدار تشكيل شده و جداسازي گاز مايع و كاستيك در V-509 مشكل خواهد شد.
نسبت حجمي LPG به كاستيك گردشي برابر 3 به 1 است.
مخلوط LPG كاستيك پس از عبور از Mixing Valive وارد ظروف V-509 A/B مي‌شوند كاستيك و LPG در ظروف فوق دو فاز شده و كاستيك از زير آنها مجدد وارد تلمبه‌هاي P-509-514 مي‌شود.
سطح كاستيك در ظروف فوق توسط LIC-5007-5008 كنترل مي‌شود. چنانچه در محصول H2S يا مركاپتان گزارش مي‌گردد و يا حداكثر هر دو ماه يكبار كاستيك ظروف فوق تعويض مي‌گردد.
محصول LPG عاري از H2S از بالاي V-509 خارج شده و براي جداسازي قطرات كاستيك همراه محصول وارد ظروف شستشوي با آب V-510 مي‌شود.
جريان مايع LPG قبل از ورود به V-510 با جريان آب مقطر خروجي از P-512 A/B (به نسبت حجمي 3 به 1) در يك Mixing Valve (با اختلاف فشار 1-1-2 barg) مخلوط شده و سپس وارد ظرف V-510 مي‌شود، آب در ته ظرف ته نشين شده و تحت كنترل LIC-5009 پس از عبور از DEGASSING BOOT به SUMP تخليه مي‌شود.

 

[حــامد]

برج پروپان زدا (V-511 DEPROPANIZER)
LPG خروجي از بالاي V-510 وارد سيني 18 برج پروپان زدا (V-511 داراي 30 سيني) مي‌شود. ته برج فوق با جوشاننده E-513 و توسط بخار آب 4 bar گرم مي‌شود. دماي پايين برج توسط TIC-5018 كه با FIC-5016 (CONDENSATE خروجي از E-513) Cascade است حدود 89-95°C كنترل مي‌شود.
محصول بوتان از ته برج فوق پس از عبور از كولر آبي E-516 A/B تحت كنترل LIC-5010 (كنترل سطح مايع E-513) به دو شاخه تقسيم مي‌‍شود. يك شاخه آن (مسير نرمال) از طريق LV-5010 B به TK-2060 ارسال مي‌شود. شاخه ديگر آن C4 را از طريق FIC-5019 (در صورت نياز) به واحد FUEL GAS ارسال مي‌كند.
گازهاي بالاسري V-511 با گازهاي بالاي V-513 مخلوط شده و پس از ميعان و خنك شدن در كولر آبي E-512 وارد ظرف V-512 مي‌شود. مايعات اين ظرف وارد
P-511 A/B شده و خروجي تلمبه به دو شاخه تقسيم مي‌شود، يك شاخه به آن به عنوان Reflux تحت كنترل FIC-5015 به V-511 برمي‌گردد.
شاخه ديگر آن تحت كنترل LIC-5011 (كنترل سطح مايع V-512) پس از اندازه‌گيري توسط FI-5017 وارد برج خشك كننده پروپان V-513 مي‌شود.
فشار در برج V-511 توسط PIC-5005 كه شير كنترل آن كولرهاي آبي E-512 را by pass مي‌كند در 12-12.5 barg كنترل مي‌شود.

خشك كن پروپان
يك شاخه خروجي P-511 A/B تحت كنترل LIC-5011 وارد برج V-513 شده و رطوبت آن گرفته مي‌شود.
فشار اين برج با فشار DE-PROPANJZER برابر است. برج فوق داراي دو بسته مجزا بوده كه با سراميك‌هاي استوانه‌اي توخالي (RASHING RING) به منظور ايجاد سطح تماس مناسب و جداسازي قطرات آب از پروپان پر شده است.
بخارات بالاسري اين برج با بخارات هيدروكربوري V-511 مخلوط شده و وارد كولر آبي E-512 مي‌شوند ته برج V-513 توسط جوشاننده E-514 و با بخار آب 4 BARG تحت كنترل FIC-5018 گرم مي‌شود. محصول C3 از ته برج V-513 پس از عبور از كولر آبي E-515 سرد شده و به دو شاخه تقسيم مي‌شود. شاخه اصلي آن پس از اندازه‌گيري توسط FI-5022 از طريق LV-5012 محصول پروپان را به TK-2061 ارسال مي‌كند شاخه ديگر آن (در صورت نياز) پروپان را از طريق FV-5021 به واحد FUEL GAS ارسال مي‌نمايد.

 

[Niima]

بهتره به بخش مقالات منتقل شه ....

 

[پیرجو]

نیما جان این مقاله نیست، مربوط به شرح فرایند یک واحد میشه.

 

[حــامد]

شرح فرآیند واحد تبدیل کاتالیستی

شرح فرآیند واحد تبدیل کاتالیستی

واحد تبدیل کاتالیسیتی:

​

با افزایش نقش ماشین در زندگی روزمره انسان به ویژه ماشینهای بنزینی فکر رسیدن به سوختی مناسب که بیشترین بازده را داشته باشد نیز قوت گرفت، چنین سوختی باید دارای کمترین حالت ضد انفجاری باشد.
ملکول هپتان نرمال را در نظر بگیرید C7H16 این یک مولكول پارافيني خطی است که دارای حالت ضد انفجاری بالایی میباشد ولی اگر این ملكول را به شكل یک ملكول حلقوی مثلا تولوئن در آوریم حالت ضد انفجاری آن به مراتب کمتر میشود و عدد اکتان آن تا 120 افزایش می یابد.
درجه اکتان: در نتیجه اکتان یک سوخت مقیاسی است برای اندازه گیری درجه آرام سوزی یک سوخت، هر چه درجه اکتان یک سوخت بالات باشد آرام سوزی آن بیشتر است و یا به عبارت دیگر حالت ضد انفجاری آن کمتر می باشد.
ملكول ایزو اکتان C8H18 را مبنا قرار داده اند و در نتيجه آرام سوزی یا درجه اکتان آن برابر 100 است.
بطور کلی خوراک واحد تبدیل کاتالیستی crude refinery unit یا به اختصار CRU نفتای سنگین heavy naphtha است که از واحد crude distillation unit یا CDU مستقیما گرفته می شود.
عمل تبدیل کاتالیستی catalyst reforming نیز بر اساس خواست و نیاز موتورها انجام میگیرد و درجه اکتان محصول خروجی از واحدهای تبدیل کاتالیستی در حدود 92 الی 98 می باشد.
ترکیب نفتای خام یا خوراک واحد تبدیل کاتالیستی بین C6 الی C11 می باشد و عمده آنرا C7_C9 تشكيل می دهد.
افزایش درجه اکتان به علت ایجاد ملكولهاي هیدروکربور شاخه ای و حلقوی است که در این میان نقش عمده را همين ملكولهاي حلقوی دارند. [2]

​

 

[حــامد]

کاتالیست واحد تبدیل کاتالیستی:

کاتالیست واحد تبدیل کاتالیستی از شرکت UOP میباشد.
تمام واحدهای صنعتی بر اساس یک پایه تئوری علمی بنا شده اند. مثلا واحد visbreaker بر اساس تئوری thermal cracking کار مي کند، بر اساس این تئوری در فشار و دمای بالا ملكولهاي درشت شكسته می شوند.
همچنین در واحد تبدیل کاتالیستی ابتدا باید بدانیم که چه هدفی داریم و از فرآيند چه می خواهیم، بر اساس این هدف و نیاز بدنبال تئوری مورد نظرمان می گردیم و سپس با توجه به تئوری بدست آمده داده های مورد نیاز دیگر را بدست می آوريم و در واحد تبدیل کاتالیستی ما به دنبال هيدروکربور هايي هستیم که برای سوخت موتورهای بنزینی مناسب باشند و یعنی دارای مشخصاتی از قبیل sp.gr ، R.V.P ، و ... مورد نظر باشد که مهمتری این مشخصه های آن همان RON می باشد.
آنچه باعث بالا بردن RON می شود وجود ملكولهاي آروماتيكي در محصول است.
ترکیبات خوراک واحد تبدیل کاتالیستی بیشتر از ملكولهاي زیر ساخته شده اند:

1- Aromatic molecules: ملكولهاي آروماتيكي دارای عدد اکتانی در حدود 100 و حتی بیشتر می باشند، این نوع ملكولها عمده تر ين نقش را در بالا بردن عدد اکتان محصول ایفا می کنند.
2- Isomers: ایزومرهای نیز دارای اکتان نسبتا بالایی حدود 70_80 است ولی از این نظر نسبت به آروماتيكها دارای درجه اکتان پائین تری می باشد.
3- naphtha: نفتین ها نیز ملكولهاي حلقوی اشباعی هستند که عدد اکتان چندان بالایی ندارند. CnH2
4- paraffin: پارافین ها ملكولهايي زنجیری شكل و اشباع میباشند به فرمول عمومی CnH2n+2 .این نوع ملكول نیز عدد اکتان بالایی ندارد.
5- Olefins: اولفین ها به فرمول عمومی CnH2n به صورت غیر اشباع می باشند و دارای یک اتصال کربن - کربن دوگانه می باشند. اولفین ها داری عدد اکتان بسیار پایینی هستند و مطلوب ما این است که تا حد امکان از این نوع ترکیب در محصول وجود نداشته باشد.
درجه اکتان ترکیبات فوق به ترتیب از شماره 1 یعنی آروماتيكها تا شماره 5 یعنی اولفینها رو به کاهش میگذارد و از آنچه که بیان شد میتوان پی برد که هر چه ترکیبات 1 و 2 در محصول واحد کاتالیستی بیشتر باشد، محصول دارای درجه اکتان بالایی خو اهد بود. در نتیجه سعی ما بر آن است تا ترکیبات نفتینی، پارافینی و اولفینی به ترکیبات آروماتيكي یا ایزومری تبدیل شوند.
در نتیجه بطور خلاصه می توان گفت هدف از نصب دستگاه تبدیل کاتالیستی ، تبدیل ترکیبات نفتینی، پارافینی و اولفینی به ترکیبات آروماتيكي و ایزومری است.
بر اساس تحقیقات تجربی مختلف متخصصین به این نتیجه رسیده اند که در شرایط P و T (دما و فشار) مشخصی یک مقدار از این تبدیلات انجام می شود ولی دلیل افزایش اتومبیل و نیاز روز افزون به سوخت بنزین باید سرعت تولید بنزین نیز افزایش یابد، بدین منظور برای افزایش سرعت واکنشهای مورد نظر از کاتالیزورهای مناسبی باید استفاده کرد.

اولین چیزی که برای محققین مهم بود، تبدیل نفتین ها به مواد آروماتيكي و ایزومری بود، یعنی واکنش به صورت زیر:

 

[حــامد]

واكنشهاي واحد تصفيه كاتاليستي:
1- واکنش هیدروژن زدا یا Dehydrogenation :
مهمترین واکنش از واکنشهای تبدیل کاتالیستی است چون در طی این واکنش آروماتيكها دارای بيشترين عدد اکتان نسبت به سایر ترکیبات هستند بوجود می آیند. از طرفی همانطور که مشاهده ميكنيد در این واکنش مقدار قابل ملاحظه ای هیدروژن تولید می شود که این هیدروژن در شكستن پیوند دوگانه اولفینها و تبدیل آنها به پارافینها و سپس پارافینها ی ایزومری و نيز انجام واکنشهای دیگر کراکینگ بسیار ضروری است.

بنابراین باید کاتالیست را طوری انتخاب کنييم که بتوانند شرایط را برای انجام چنین واکنش مهیا نماید. بر اساس تئوری اربیتالی باید عنصری را انتخاب کرد که دارای اربیتالهای خالی یا نیمه پر در مدار آخر آن باشد تا بتواند به راحتی با عناصر دیگر پیوند برقرار کند، این خاصیت در فلزات و بخصوص در فلز پلاتین pt میباشد. فلز پلاتین جزو عناصر واسطه در جدول مندلیف قرار دارد و دارای عدد اتمی78 و وزن اتمی 195/09 می باشد. لذا پس از يک سري آزمایشات فلز پلاتین را به عنوان فلز فعال کاتالیست انتخاب کردند. چنین واکنشی که مد نظر است واکنش تبدیل مواد پارافینی به ملكولهاي آروماتيكي و ایزومری است.

2- واکنش ایزومریزاسیون:
این واکنش مختصرا گرمازا است. کاتالیستی که بتواند این واکنش را با سرعت مناسب پیش ببرد، یک محیط اسیدی است، برای این در قدیم از واحد اسید سولفور يک استفاده ميكردند و در ایزوماکس از sio2 دی اکسید سیلیس که باعث کراکینگ خیلی شدید است.


3- واکنش hydro cracking یا واکنش هيدروکراکينگ:
واکنشی گرمازا میباشد و بیشتر در راکتور آخر انجام می پذیرد. هر چه محيط اسيد قویتر باشد ، مولكولهاي سبک بیشتر تولید می شود یعنی شدت این واکنش افزایش می یابد.


4- واکنش dehydroyclization :

اولفین ها علاوه بر انجام واکنشهای 2 و 3 ممکن است طی واکنش دیگری بنام dehydrocyclization به نفتین تبدیل شوند و سپس به آروماتيك و در طی این واکنش هیدروژن نیز آزاد میگردد.

این واکنش بخاطر تولید مولكولهاي آروماتيكي و هیدروژن در بالا بردن درجه اکتان این محصول بسیار موثر تر است تا واکنشهای 2و3، حدود 30% پارافینها طی واکنش 4 تبدیل می شوند و نزد يک به 70% دیگر طی واکنشهای 2و3.

واکنش 4 در دو مرحله انجام میگیرد. مرحله اول cyclization و مرحله دوم dehydrogenation یا aromatization، بنابراین باید دو نوع کاتالیست داشته باشیم. کاتالیست واکنش cyclization یک محیط اسیدی و کاتالیست واکنش aromatization فلز پلاتین pt می باشد.

5- واکنش سولفور زداییdesulphurization)):
این واکنش در حالتی که خوراک دارای گوگرد باشد مورد توجه می باشد.
در طی این واکنش گوگرد که بصورت ترکیب با هيدروکربور ها وجود دارد، بوسیله ترکیب با هیدروژن به سولفور هیدروژن تبدیل می شود و در نتیجه از ترکیب جدا می گردد. H2S گاز فراری است که بعدا در stripper جدا می گردد.



6- اشباع شدن اولفینها (Olefins saturation):

آخرین واکنشی که انجام بپذیرد واکنشی است بنام اشباع شدن اولفینها، این واکنش گرمازا بوده ولی بسیار جزیی صورت میگیرد بطوريكه چندان توجهی به آن نمیشود.
کاتالیستی که برای این واکنش مناسب است تست فلزی و محیط اسیدی است.

حال کاتالیستی را می خواهیم که علاوه بر داشتن خصوصیات مناسب ( فلز فعال و پایه مناسب) دارای سطح تماس کافی باشد. پایه کاتالیست مخلوطي از Al2O3 (اکسید آلومینیم) و SiO2 (اکسید سیلیس) انتخاب می شود. اکسید آلومینیم و اکسید سیلیس را تحت شرایط خاصی به صورت خمیر در می آورند و سپس در مرحله خشک کردن خمیر هنگام خروج حبابهای بخار آب ، خلل و فرج بسیار در پایه بوجود می آید. فلز فعال پلاتین را در این خلل و فرج قرار می دهند تا بسادگی در حین فرایند جدا نشود.

گاهی اوقات در واکنش 1 (dehydrogenation) به جای تبدیل یک مولكول نفتین به یک آروماتيك یک مولكول چند حلقوی تشكيل می شود و چنانچه می دانیم مولكولهاي چند حلقوی نسبت به بقیه مولكولهاي موجود در خوراک سنگین ترند لذا به راحتی به مایع تبدیل می شوند و در حفره های کاتالیست می نشينند و در نتیجه فعالیت کاتاليست را پایین می او رند. برای جلوگیری از این مساله از کاتالیست دیگری که مانع ایجاد چنین حالتی بشود باید استفاده کرد به این منظور فلز دیگری را بنام رنويم (Re) به کمک می گیرند و کاتالیستهای دو فلزی را میسازند .

برای ایجاد شرایط مناسب از نظر دما و فشار به منظور انجام هر واکنش باید از چند راکتور باید استفاده کنييم. چون به علت وجود کاتالیست در بستر رآکتور دمای جریان از حد مطلوب پس از مدت کمی افت مي کند، لذا شرایط مناسب برای ادامه واکنش ها از بین میرود. بنابر این از چند راکتور استفاده میکننند و قبل از هر راکتور یک کوره قرار میدهند و این کوره ها بر اساس میزان حرارت اي که لازم است خوراک ورور دي به هر راکتور بگیرد تا به دمای مطلوب برسد طراحی می شود.

در راکتور اول عمده واکنش که انجام می گیرد dehydrogenation است. حال بر اساس زمان لازم برای انجام واکنش dehydrogenation در شرایط دما و فشار راکتور، حجم راکتور اول و در نتیجه حجم کاتالیستهای آن مشخص می شود. به همین دلیل حجم راکتور اول در پالایشگاه معادل 20% کاتاليست ها می باشد. مقدار گرما زا بودن واکنشها از راکتور 1 به سمت راکتور 4 افزایش می یابد. یعنی از واکنشهای گرما گير کاسته شده و بر واکنشهای گرمازا افزوده می گردد. مثلا واکنش هیدروکراکینگ که یک واکنش کا ملا گرما زا است عمدتا در راکتور آخر انجام میگیرد.

 

[حــامد]

شرح فرآیند واحد پلاتفرمر:

1) خوراک به راکتورها:
خوراک این واحد 21600 BPSD است که با دمای 121°c تحت فشار برج عریان کننده وارد میشود.

2) بخش راکتورها:
شامل یک کمپرسور و 4 کوره و 4 راکتور و یک RPS، مبدل و یک ظرف جدا کننده محصولات می باشد. سیستم راکتورهای پلاتفرمر از نوع stack میباشد. بصورت سری راکتورها قرار گرفته اند که کوره های میانی برای تعیین دمای واکنشهای گرماگیر و تعیین دما در نظر گرفته شده است.

اتصالات انبساطی داخلی در مسیر های خروجی بخار بجز پایین آخرین آنها جهت خنثی کردن انبساط حرارتی در راکتورها تعبیه شده است. ستون راکتورها یک سری اتصالات داخلی برای هدایت کاتالیست از بین آنها را داده است. تجهیزات دیگری جهت انتقال کاتالیست به CCR و برعکس در نظر گرفته شده است.
هر راکتور رد ستون از راکتور قبلی بزرگتر است و به ترتیب 14% ، 16% ،25% ، 45% کاتالیست را در بر میگیرد.

خوراک ورودی به راکتور ها با عبور از E-251 کاملا بخار شده و سپس به کوره H-251 که دما خروجی آن با TIC-2511 کنترل شده و برای PIC-2509 خروجی میسازد ارسال میگردد. خوراک قبل از ورود به H-251 مقداری آب کندانس و نیز کلر را دریافت مي کند.
اکثر واکنشها در راکتور اول گرماگیر بوده که این افت دمایی توسط کوره بعدی جبران میگردد.

این داستان برای سایر کوره ها و راکتورها تکرار میگردد. در نهایت خروجی از راکتور V-254 به E-251 ارسال و با ورودی تبادل حرارت مي کند.

واکنش هیدروژن زدایی در طول پیشرفت فرآيند ( از راکتور 1 به 4) کاهش می یابد. افت دمایی راکتورها به ترتیب بسته به شرايطي عملیات از راکتور اول 117،67،45،22 درجه سانتیگراد میباشد.

خروجی راکتور چهارم دو شاخه شده یکی به قسمت سمت لوله E-265 برای افزایش دمای هیدروژن در سمت پوسته رفته و دیگری در E-251 مختصرا کاندنس می شود. سپس با خروجی بخارات لوله از E-265 مخلوط می شود. کولر هوایی E-252 و سپس E-253 دما را تا 38°c پایین می آورد. خروجی از این مبدل به V-255 برای جداسازی بخار و مایع ارسال میشود و از طریق زیر کنترل بر آنها صورت میگرد:

- گاز اصلی سیستم بو سيه C-251 به خوراک راکتورها برگشت داده میشود.
- هیدروژن غنی ناخالص بوسیله C-252 به قسمت recontact برای خلوص بالاتر ارسال میشود.
- مایع بوسیله P-251 برای خالص سازی هیدروژن و سپس به برج تثبیت کننده فشار بخارstabilizer ارسال میشود.

فشار عملیاتی برای V-255 در هر حالت عملیاتی 4.27 bar میباشد. کنترل فشار توسط PIC-2502 که بصورت split range بر دو کنترل ولو PCV-2502 و PCV-2503 اعمال می شود. زمانيكه فشار V-255 افزایش می یابد، PCV-2502 به flare باز کرده در حاليكه وقتی فشار کاهش می یابد PCV-2503 از مرحله اول C-252 به V-255 ارسال می کند.

میزان گاز گردشی کمپرسور C-251 بازاي 143.1 m3/hr از خوراک 54738.6 Nm3/hr گاز می باشد .

3) بخش تماس دهنده های مجدد گاز ناخالص:

گاز خروجی از بخش راکتورها هنوز مقدار زیادی هیدروکربن شامل LPG و مقداری پلاتفرمیت دارد که در این بخش این موارد تقریبا از گاز هیدروژن حذف می شوند که نتیجه خود را در خلوص بالاتر هیدروژن و افزایش بازده پلاتفرمیت نشان میدهد.

گاز از V-255 به مرحله اول C-252 ارسال و فشار آن از 4.25 bar به 11.77 bar میرسد. گاز در E-261 خنک شده و با مایع هیدروکربنی از V-259 مخلوط و به E-262 و از آنجا به V-258 وارد می شود. گاز از بالای V-258 عبور کرده و به عنوان مکش مرحله دوم C-252 قرار گرفته و فشار از 10.75 bar به 27.27 bar میرسد. سپس از E-263 عبور و با مایع هیدروکربنی از V-255 مخلوط و از E-264 عبور کرده و وارد V-259 میشود.

گاز از مایع در V-259 جدا شده و به V-260 وارد می شود. در این ظروف بطور برابر از آلوميناي فعال برای حذف کلراید استفاده می کنند. این ظروف می توانند مجزا یا بطور سری در سرويس قرار گیرند.

H2 خروجی تولیدی در واکنش پلاتفرمینگ به 2 جریان تقسیم شده که یکی به C-251 برگشت داده شده و جریان دوم به C-252 ارسال و در نهایت به مصارف زیر می رسد:
الف- بخش احیا در واحد CCR
ب‌- به V-260 ارسال می شود تا به : 1. ارسال به PSA
2. به واحد NHT
3. به سیستم fuel gas

4) بخش جداسازی:

مایعات هیدروکربنی از V-258 بوسیله P-252 به V-256 (stabilizer) ارسال میشوند که بصورت جزئی در مبدل E-254 گرم و قبل از ورود به V-256 بخار می شود.
هدف از برج تثبیت کننده فشار بخار حذف بوتان از نفتای تصفیه شده از طریق تولید مخلوط بالاسری شامل C4-C5 که به واحد بازیافت LPG ارسال می شوند.

خوراک به سینی 10 برج وارد می شود. فشار طراحی در بالای برج 18 bar که برای کندانس کردن محصولات بالای برج و تولید LPG کافی است. برج 30 سینی دارد که 20 عدد در بالا برای غنی سازی، 10 سینی برای عریان سازی می باشد. محصول پایین برج 2 شاخه شده یکی بعنوان مسیر ریبویلر به H-255 وارد و دیگری از E-254 عبور میکند پمپهای ریبویلر P-253 می باشند. پلاتفرمر بدون بوتان از پایین V-256 به E-254 ارسال شده و قبل از ذخیره سازی در E-255 تا 38°c سرد می شود.

بخارات در بالای برج بوسیله E-257 خنک شده تا 60°c و در E-258 تا 38°c سرد می شود و فاز مخلوط به ظرف جمع آوری V-257 ارسال و بخار از مایع جدا می شود. پمپهای رفلاکس P-254 از V-254 مکش کرده و بعنوان رفلاکس به V-256 ارسال و در تعادل با LPG می باشد.

بخارات غیر قابل کندانس از V-257 به کولر مرحله اول تماس دهنده ها E-262 جهت بازیافت بعدی LPG ارسال میشود. خروجی از V-256 ابتدا در E-254 و سپس E-255 و در نهایت در E-256 تا 38°c سرد می شود.

 

[حــامد]

مسمومیت کاتالیست:

1) مسمومیت گوگرد:
اولین مسموم کننده کاتالیست است و نباید در این حالت وقت را تلف کرد و منتظر جواب آزمایشگاه ماند بنابراین باید از ظواهر پارامترهای عملیاتی به وجود این نوع مسمومیت پی برد.


مسمومیت گوگرد چه آثاری دارد؟

1- این نوع مسمومیت بر روی فلز کاتاليست به خصوص پلاتین تاثیر می گذارد.
واکنش هايي که در نتیجه این مسمومیت انجام نمی شود، واکنش های 1 (dehydrogenation) و 2 (dehydro cyclization) می باشد. با توجه به این موضوع اثرات ناشی از وجود گوگرد در خوراک واحد تبدیل کاتالیستی به صورت زیر خواهد بود:

1- کاهش H2 purity: یعنی خلوص H2 کاهش می یابد چون واکنشهای 1 و 2 انجام نمی شود لذا تولید H2 متوقف می شود.

2- کاهش افت T∆: یعنی تفاوت دمای ورودی به راکتور با خروجی از آن کاهش می یابد. چون واکنش 1 گرما گير است و انجام نمی شود بنابراین دمای خروجی از راکتور چندان کاهش نمی یابد، کاهش افت T∆ ابتدا در رآکتور اول و سپس در راکتورهای بعدی به ترتیب صورت میگیرد.

3- Yield کم می شود: چون آنچه در صد بازیافت مایع (مقدار مایع محصول) را تشكيل می دهد بیشتر واکنش شماره 1 است که طی آن آروماتيكها تاولید می شود، وقتی آروماتيكها تولید نشوند در نتیجه مقدار مایع محصول کم می شود و yield کاهش می یابد.

4- افزایش LPG: در این حالت که گوگرد وارد راکتور می شود چون گوگرد خاصیت اسیدی محیط را افزایش می دهد، لذا واکنشهای کراکینگ افزایش می یابد. لذا گازهای سبک بیشتر می شوند.

تمام موارد فوق را بدون داشتن نتایج آزمایشگاهی در اتاق کنترل می توان پی برد و از این طریق متوجه مسمومیت گوگرد شد.


2) چگونگی بر طرف کردن مسمومیت گوگرد:

برای برطرف کردن این نوع مسمومیت به ترتیب مراحل زیر را انجام می دهیم.

الف- برای برطرف کردن منبع مسمومیت : فشار سیستم یونیفاینر کم است و باعث می شود مقداری از اولفینها با H2S ترکیب شوند و تولید مرکاپتانها نمایند، دمای رآکتور یونیفاینر مناسب نیست، اگر آلودگی در اثر H2S باشد نشان میدهد که stripper خوب کار نمي کند، کاتاليست هاي یونیفاینر فعال نبوده و قادر به جدا کردن S از مرکاپتانها نیست.

ب- غلظت H2 را در گاز گردشی افزایش می دهیم برای این کار می توان دور کمپرسور را زیاد کرد و یا از سیلندر هیدروژن برای این منظور هیدروژن گرفت)

ج- تزریق کلر را تا حداکثر دو برابر افزایش می دهیم چون کلر یک عامل سولفور زد است به این دلیل که کلر نسبت به گوگرد الكترونگاتيو است لذا می تواند بجای گوگرد قرار بگیرد و پیوند گوگرد با فلز پلاتین را بشكند.

د- دمای رآکتور ها را در حدود 5 تا 10 درجه سانتیگراد کاهش دهیم. چون وجود گوگرد باعث متوقف شدن واکنشهای گرما گير 1 و 4 می شود لذا دمای راکتورها بدین جهت رو به بالا می نهد.

3) مسمومیت نیتروژن:
نیتروژن به صورت ترکيبات آلی نیتروژن دار از جمله آمینها و ترکیباتی نظیر پيريد ين و ... وجود دارد که باید از طریق یونیفاینر به NH3 و سپس به NH4OH (در اثر مجاورت با آب تزریقی به واحد یونیفاینر) تبدیل شده و به همراه آب بصورت آب ترش از V_204 تخلیه شده و یا در نهايت در stripper به همراه H2S از Plat charge جدا گردد.

NH3 با Cl تولید NH4Cl مي کند. کلر و آمونیاک به سرعت در مسیرهای سرد رسوب کرده و آنرا مسدود می نماید. از طرفی باعث ایجاد اشكالاتي در واکنشهای تبدیل می شود، این اشكالات در اثر کاهش میزان کلر بر روی کاتالیست بوجود میآید.

اگر مسمومیت نیتروژن از درست عمل نکردن stripper باشد، نیتروژن به صورت NH3 وارد راکتورها می شود و همانطور که گفتیم با کلر ترکیب شده و تولید NH4Cl می نماید.

4) آثار ناشی از وجود نیتروژن در راکتورها بر روی کاتاليست ها:

الف- نیتروژن با هیدروژن تولید یون آمونیوم مینماید و این یون با کلر ترکیب شده و تولید کلر يد آمونیاک می کند و به این طریق کلر موجود بر روی کاتاليست ها شسته شده و قدرت محیط اسیدی راکتورها را کاهش می دهد. در اثر کاهش قدرت محیط اسیدی واکنش 1 (dehydrogenation) بخوبی انجام می گیرد در نتیجه T∆ افزایش می یابد، یعنی فاصله دمای خروجی از راکتورها با دمای ورودی آنها زیاد میشود.

ب- واکنش هیدروکراکینگ کاهش می یابد و ( به دلیل کاهش محیط اسیدی) لذا هیدروژن مصرف نمی شود و در نتیجه خلوص هیدروژن یعنی H2 Purity افزایش میابد.
ج- مواد سبک کاهش می یابد. چون هیدروکراکینگ کاهش می یابد.
د- مقدار Yield افزایش می یابد چون واکنش 1 (dehydrogenation) بهتر انجام میگیرد.
ه- عدد اکتان کاهش مس یابد چون واکنشهای هیدروکراکینگ و ایزومریزاسیون که نیاز به محیط اسیدی دارند بخوبی انجام نمیگیرد.
از طرفی چون دو واکنش هیدروکراکینگ و ایزومریزاسیون انجام نمیشود بنابراین میتوانی گفت که حدود 50% کاتاليست ها فعالیتی ندارند لذا به منظور افزایش اکتان نميتوانند دما را افزایش داد چون فشار زياده بر 50% بقیه کاتاليست ها که فعالند وارد می شود.

5) رفع مسمومیت نیتروژن:
الف- برطرف کردن منبع مسمومیت
ب- برای جبران کلر از دست رفته باید مقدار کلر تزریقی را به نسبت مناسب افزایش داد.

 

[حــامد]

پارامترهای عملیاتی:

نحوه پیشرفت این واکنشها در جهت مطلوب به عوامل مختلفی تحت عنوان متغير های عملیاتی بستگی دارد. این متغيرها به دو دسته تقسیم می شوند. 1- متغير های مستقل 2- متغيرهاي وابسته یا غیر مستقل.

متغيرهاي عملیاتی مستقل:

1- نوع کاتالیست 2- دمای راکتورها 3- سرعت فضایی
4-فشار راکتورها 5-نسبت Ratio 6- کیفیت خوراک
7- اضافه کننده ها
این متغير ها مستقلا در شرایط کار دستگاه اثر میگذارند.

متغير های عملیاتی غیر مستقل:

1- فعالیت کاتالیست 2- درصد حجمی جریان خروجی رآکتور
3- کیفیت محصول 4- پایداری کاتالیست
این متغيرها مستقیما تحت تغییر قرار نمیگیرند و به مرور شرایط دیگر است که آنها را تغییر میدهد.




نوع کاتالیست:

برای تهیه کاتالیست باید مشخصاتی از قبیل فشار، دما، ratio، کیفیت خوراک و ... را به کار خانه سازنده می دهیم، این کار خانه با توجه به شرایط ارائه شده نوع کاتالیست به ما پیشنهاد مي کند.[1]

دمای رآکتور:

سعی بر این است که تمام پارامترهای عملیاتی بجز دما را ثابت نگه داریم و تنها با تغییر دما به شرایط مطلوب برسیم در نتیجه دما تنها ابزار قابل دسترسی برای کنترل شرایط راکتورها می باشد.
دامنه تغییرات دما برای عملیات ریفرمینگ از 482 تا 543 درجه سانتیگراد است. یعنی دامنه عملیاتی تغییر دما در خوراک 61 درجه سانتیگراد می باشد. شروع عملیات را در دمای 482 و به مرور هر چه که از فعالیت کاتالیست کم می شود دما را افزایش می دهند هنگاميكه دما به حداکثر مجاز آن 543 درجه سانتیگراد برسد، کاتاليست ها را احیا مي کنند.

چنانچه عملیات را بعد از 543 درجه ادامه دهیم واکنش دیگری بنام thermal cracking بوجود میآید و باعث میشود که selectivity کاتالیست از بین برود.

انتخاب پذیری یکی از خواص ضروری کاتالیست است و آن عبارت از واکنش هايي است که کاتالیست باید بتواند انجام دهد یعنی اگر کاتالیستی را انتخاب کنییم که بتواند روند واکنشهای 1 تا 6 را بخوبی انجام دهد میگوییم کاتالیست انتخاب پذیر است.

بطور کلی افزایش دما در دامنه مجاز نتایج زیر را به همراه دارد:
1- عدد اکتان افزایش مییابد چون واکنشهای dehydrogenation، isomer.، Aromatic. در حد بالایی انجام می شود.
2- گازهای سبک زیاد می شود در نتیجه H2 Purity کاهش می یابد.
3- سطح مفید کاتالیست کم میشود چون شدت فعالیت زیاد می شود و کک سریعتر تشکیل می گردد.
4- Yield کم می شود.

سرعت فضایی:

عبارت است از نسبت حجم خوراک (در واحد زمان) به حجم کاتالیست که به اختصار L.H.S.R (liquid hourly space velocity) می نامند.
اگر صورت کسر دو برابر کاهش یابد زمان تماس خوراک با کاتالیست دو برابر می شود و اگر صورت افزایش یابد زمان تماس خوراک با کاتالیست کم میشود. در این حالت با تغییر پارامتر دما باید این افزایش را جبران نمود.

فشار رآکتور ها:

برای انجام واکنشهای هیدروکراکینگ نیاز به هیدروژن داریم و البته این هیدروژن باید به قدر کافی در محیط وجود داشته باشد تا احتمال برخورد مولكولهاي پارافینی و اولفینی با هیدروژن حتمی شود.

تغییراتی که در نتيجه افت فشار در واحد تبدیل کاتالیستی رخ میدهد عبارتند از:
1- با افت فشار جزیی هیدروژن کاهش می یابد در نتيجه واکنش dehydrogenate. افزایش می یابد
2- راندمان yield کم میشود.
3- C3 و C4 کم می شود در نتیجه H2 Purity افزایش می یابد.
4- کاتالیست بیشتر کک میبندد در نتیجه زودتر غیر فعال می شود و سيكل کار کرد دستگاه کاهش می یابد.

نسبت هیدروژن به هیدروکربور(H2/HC) یا Ratio:

کاهش ratio باعث کاهش فشار جزیی H2 می شود که این نیز اثراتی در روند کار واحد تبدیل کاتالیستی دارد. به عنوان مثال ایجاد کک در سطح کاتاليست ها افزایش می یابد.
عواملی که باعث کاهش این نسبت میگردد عبارتند از:
1- کم بودن دور کمپرسور 2- کم بودن فشار سیستم
3- زیاد بودن مقدار خوراک 4- سنگین بودن خوراک دستگاه
5- کم بودن درجه خلوص هیدروژن 6- کم بودن مقاومت کاتاليست ها
7- زیاد بودن دمای RPS 8- کم بودن مقدار آب

کیفیت خوراک:

1- IBP: اولین نقطه جوش در stripper کنترل می شود و سعی بر آن است تا مولكولهاي کوچک تر از C6 از نفتای سنگین خارج شوند و بزرگتر از C12 نیز دار خوراک واحد تبدیل نباشد.
2- FBP: اگر بخواهیم دمای FBP در حد طراحی باشد مولكولهاي چند حلقوی بیشتر تشکیل می شوند و باعث ایجاد کک شدید میگردد چون فعالیت کاتاليست ها نیز در حال حاضر با کاتاليست هاي تازه متفاوت میباشد.

اضافه کننده ها:

منظور موادی است که اضافه بر خوراک به رآکتور تزريق میگردد تا شدت واکنشها را افزایش بخشند. اضافه کنند ها در واحد تبدیل کاتالیستی معمولا آب و ترکیبات کلری هستند مانند EDC یا اتیل تترا کلراید.
1) آب:
آب در حد نرمال: هدف ایجاد محیط مرطوب در recycle gas است تا HCL بصورت پراکنده در آید و بطور يكنواخت پراکنده شود.
آب بیش از حد نرمال: موجب میشود کلر هاي که بر روی کاتالیست های راکتورها 1 و 2 قرار دارند توسط آب شسته شده و به راکتور آخر منتقل شود.

2) کلر:
مقدار کلر کم باشد: در این حالت فعالیت کاتالیست کم میشود و در نتیجه RON کاهش می یابد و باید سریعا دما را افزایش دهیم
مقدار کلر زیاد باشد: قدرت محیط از نظر اسیدی در این حالت افزایش می یابد
درجه آرام سوزی (عدد اکتان) زیاد میشود
بازده کم میشود
هیدروکربورهای سبک و LPG افزایش می یابد
رنگ محصول زرد می شود

فعالیت کاتالیست:

با توجه به سرعت فضایی، میزان فعل و انفعالات و دما میتوان گفت که فعالیت کاتالیست دائما بر حسب زمان کاهش می یابد.

پایداری کاتالیست:
پایداری مناسب برای کاتالیست باعث می شود که فعالیت کاتاليست دیرتر کاهش یابد .

عواملی که باعث کاهش پایداری کاتالیست می شود :
1- از دست دادن عامل فرار از سطح کاتالیست مانند کلر
2- درشت شدن و تجمع بلورهای عامل فعال
3- تغییر ساختمانی کا تايست و پایه آن

 

[*زهره*]

بهتره به قسمت کار اموزی منتقل بشه.

 

[حــامد]

بهتره به شرح فرایندهای واحدهای پالایشگاهی منتقل بشه

 

[حــامد]

شرح فرآیند واحد آب ترش (Sour water)

شرح فرآیند واحد آب ترش (Sour water)

تصفیه آب ترش فرآیندی است که در آن بوسیله عمل جداسازی و عریان سازی گازهای آمونیاک و هیدروژن سولفوره ، محلول در خوراک و هیدروکربورهای همراه از آن جدا شده و آب تصفیه شده برای مصرف مجدد با عنوان (STRIPPED SOUR WATER) به واحدهای پالایش برگشت داده می شود.


شرح عملیات واحد آب ترش :
آبهای ترش حاصل از فرآیند پالایش در واحدهای پالایش به وسیله یک خط لوله 8" جمع آوری و وارد ظرف تلاطم گیرV-851 می گردد. قبل ازورود به این ظرف درمبدل حرارتیE-851 A/B با محصول واحد تبادل حرارت کرده دمای آن از 34°C به C°77 می رسد. مقداری از گازهای سبک حل شده درآب ترش خوراک واحد در این ظرف جدا شده ایجاد فشار مثبت می نماید.این گازها حاوی هیدروژن سولفاید وهیدروکربورهای سبک می باشد که از طریق کنترل فشار بوسیلهPC-8051A ضمن کنترل فشار مذکور به مشعل پالایشگاه و یا کوره زائد سوز واحد ارسال می گردد.
مواد نفتی سنگین همراه خوراک از بالای دیواره جداکننده داخلی (INTERNAL BUFFLE) وارد محفظه جمع آوری روغن گردیده که به وسیله تلمبه های P-854 A/B به مخازن ضایعات سبک نفتی (COLD SLOPS) فرستاده می شود.
آب ترش باقی مانده به وسیله تلمبه P-853 ضمن کنترل سطح مایع (LIC-8501) درV-851واندازه گیری مقدارآن به وسیله FE-8503 وارد برج عریان کننده V-852 می گردد.
قبل از ورود به برج در مبدل E-825A/B با محصول واحد تبادل حرارت کرده دمای آن از 77°C به 107°C می رسد و سپس به سینی شماره 20 برج عریان کننده آب ترش (که دارای 20 سینی از نوع غربال است) وارد می گردد.
دراین برج بوسیله گرمای تولید شده توسط بخارآب 4bar درجوشاننده E-853A/B و تقطیرآن آمونیاک و هیدروژن سولفوره محلول در خوراک ازآن جدا و آب تصفیه شده با مشخصات مطلوب از پائین برج به وسیله P-852A/B پس از تبادل دما با خوراک درمبدل های E-851,852 برای سرد شدن بیشتر وارد کولرآبی E-855 گردیده و برای استفاده مجدد به واحدهای پالایش ارسال می گردد.
آب تصفیه شده مازاد برنیاز واحدهای پالایش ازطریق PC-8502 جهت تصفیه بیشتر به واحد بازیافت آب و یا به حوضچه های تبخیرارسال می شود.

 

[حــامد]

بخار های بالا سری برج که حاوی بخار آب و H2S و NH3 می باشد پس از سرد شدن در چگالنده های هوایی E-854 با فشار 0.6-0.8 bar و دمای 80-85 °C وارد ظرف V-853 می گردد.
در این ظرف گاز ترش از آب جدا شده به واحد بازیافت گوگرد و یا به مشعل گازهای اسیدی تحت کنترل PIC-8504 جریان می یابد.
آب جمع شده در ظرف به وسیله تلمبه های P-851A/B به خوراک برج عریان کننده برگشت داده می شود.در مدت زمانی که آب تصفیه شده مازاد بر نیاز واحدهای عملیاتی را واحد تصفیه آبهای آلوده دریافت نمی کند می توان آن را از طریق یک لوله زیرزمینی به حوضچه های تبخیر ارسال کرد.
گازهای فشار بالا از برج اتان زدای واحد گاز مایع و ظروف جداکننده فشار بالا و فشار پائین واحد هیدروکراکر به قسمت جذب با آمین فشار بالا به صورت مخلوط و با فشار 25-26 bar ارسال می گردد. گازها درکولرآبی E-806 تا 38 °C خنک و سپس وارد ظروف مایع گیر خوراک فشار بالا (Feed knock out drum) V-801 می شود مایعات به صورت دستی به مشعل پالایشگاه تخلیه می گردد. گازهای خروجی وارد ته برج جذب V-802 زیر سینی 1 میشوند(برج فوق دارای 20 سینی از نوع VALVE TARY می باشد).گاز تصفیه شده از بالای برج فوق با فشار 24.5-25 bar و دمای 40-50 °C خارج می شود.
گازهای فشار پائین از واحدهای کاهش گرانروی،واحد هیدروکراکر،واحد تبدیل کاتالیستی، ارسال می گردد.

 

[حــامد]

فشار در ورودی این قسمت حدود4 bar می باشد.گازها وارد ظروف مایع گیر فشارپائین V-805 می شود.مایعات به صورت دستی به مشعل پالایشگاه تخلیه می گردد.
گازهای خروجی وارد ته برج جذب V-806 زیر سینی1 می شوند(برج فوق دارای 20 سینی از نوع VALVE Tray می باشد). گازها یتصفیه شده از بالای برج با فشار 3.6 bar و دمای 40-50 °Cخارج و وارد ظرف Product knock out drum می شود تا مایعات آمین همراه گازهای تصفیه خروجی ازقسمت جذب با هم مخلوط وبه سیستم سوخت گازی پالایشگاه تزریق می گردند.
میزان تزریق آمین به برجهای جذب فشار بالا و پائین توسط FIC-8002 و FIC-8005 کنترل می گردد.
آمین خروجی از ته برجها به قسمت احیاء آمین ارسال می گردد و فشار برج V-802 توسط PIC-8003 که بر روی لوله خروجی گازازV-803 قراردارد کنترل می شود.
فشار گاز خروجی از V-806 مستقیما کنترل نمی شود و با فشار سیستم سوخت گازی پالایشگاه بالانس می شود.
دمای Lean Amine ورودی به برج های جذب باید حدود 40-45 °C باشد تا دمای Rich Amine خروجی ازآنها بالاترازدمای خوراک باشد تا از میعان هیدروکربورهای سنگین جلوگیری نماید.
انتقال مواد هیدروکربوری به قسمت احیاء سبب کف زدگی و بر هم زدن شرایط عملیاتی میگردد. به همین جهت در قسمت پائین برج جذب شیشه آبنمای سطح (Level Guagy) ومسیر تخلیه هیدروکربوری تعبیه شده است که به مشعل تخلیه می گردد.

 

[حــامد]

شرح فرآیند واحد تولید گوگرد

شرح فرآیند واحد تولید گوگرد

شرح طبیعت فرآیند
واحد احیاء گوگرد برای تبدیل H2S موجود در گاز اسیدی و گاز ترش به گوگرد عنصری در اثر یک واکنش اکسیداسیون جزئی که با معادله زیر بیان می گردد طراحی شده است:
[1] H2S + 1/2 O2 → H2O + 1/x Sx
در یک واحد واقعی این معادله بر طبق معادلات زیر رخ می دهد:
[2] H2S+3/2 O2 →SO2+H2O
[3] 2H2S+SO2→3/x Sx + 2H2O
عمدتاً واکنشهایی که در کوره گوگرد (H-901) و رآکتورهای (V-901 , V-903) انجام می گیرد در بالا نشان داده شده است اگر چه در قسمتهای واقعی واکنشهای جانبی بسیاری انجام می گیرد که تأثیری بر کل واحد دارد.این واکنشها در زیر برای کوره H-901 تبدیل کننده های V-902 , V-903به ترتیب شرح داده شده است.

واکنشهای کوره گوگرد (H-901)
واکنشهایی که در کوره گوگرد انجام می گیرد واکنشهای احتراقی و به دنبال آن واکنشهای تعادلی در دمای بالا می باشد واکنشهای احتراقی با معادلات زیر ارائه می شوند:
[4] H2S + 3/2 O2→SO2+H2O
[5] CmHm+ [n + m/4] O2→n CO2+m/2H2O
در حالیکه این واکنشهای اکسیداسیون تحت شرایط استوکیومتری انجام می گیرند بسته به موفقیت پراکندگی و اختلاط گاز تغییر می نمایند.
واکنشهای تعادلی دردمای بالا که متعاقب واکنشهای احتراقی به وقوع می پیوندد و موجب تشکیل گوگرد گازی می شوند همزمان تولید ترکیبات گوگرد آبی مانند COS , CS2 آغاز می شود. معادله واکنشهای تعادلی به شکل زیر می باشد:
[6] 2H2S + SO2 ↔ 3/2 S2 + 2H2O
[7] CnHm + nH2O → nCO + (m+2n)/2 H2
[8] CO + H2O ↔ CO2 + H2C
[9] 2H2 + S2 ↔ 2H2S
[10] H2S + CO2 ↔ COS +H2O
[11] COS + H2S ↔ CS2 + H2O
از این واکنشها ،واکنش شماره 7 کاملاً به سمت راست پیش می رود و همچنین معادلات 8 تا 11 تعادلی هستند که با مقدارهیدروکربن و CO2 در خوراک گازی تغییر می یابند. در اثر این واکنشهای تعادلی و احتراقی دمای محفظه اصلی و کوره (H-901) تا 1300 °C بالا می رود.

 

[حــامد]

واکنشهای تبدیل کننده ها (V-902 , V-903)
واکنشهایی که در تبدیل کننده ها انجام می گیرد واکنشهای تولید گوگرد در اثر واکنش بین H2S و SO2 و همچنین واکنش بین COS و CO2 یا H2O می باشد.
این واکنشها معادل واکنشهای 16,10,11 که در قسمت بعد شرح داده شده می باشند. تحت شرایط دمایی موجود در رآکتور گوگرد گازی تولید شده بر اساس معادله 6 به شکل S6,S8 می باشد این واکنشها در زیر نشان داده شده است.
[6́] 2H2S + SO2 ↔ ½ S6 + 2H2O
[12] 4S6 ↔ 3S8
[10́] COS + H2O ↔ H2S + CO2
[11́] CS2 + H2O ↔ COS + H2S
از نقطه نظر تعادلی در دمای پائین تر واکنشهای [6́] و [10́] و[11́] راحتتر به سمت راست پیش می روند. اما درمقایسه با تبدیل کننده دوم گوگرد (V-903) تبدیل کننده اول گوگرد (V-902) به دلایل زیر بایستی در دمای بالا نگه داشته شود:
1. نقطه شبنم گوگرد در تبدیل کننده اول (V-902) بالاتر است.
2. به دلیل اینکه غلظت COS,CS2 در گاز ورودی به تبدیل کننده اول (V-902) بالاست و ضروری است که این ترکیبات تا حد ممکن حذف شوند بر طبق معادله های [10́] و [11́]براساس دیدگاه تعادلی دمای پائین مرجع است ولی ازدیدگاه سینتیک واکنش دمای بالا برای پیشرفت واکنش به سمت راست ترجیح داده می شود.
با در نظر گرفتن دو عامل بالا مطلوبست دمای واکنش در تبدیل کننده روی گوگرد (V-902) در دمای بالاتر برای نیل به شرایط مطلوبتر واکنش نگه داشته شود.

 

[حــامد]

تصفیه آمونیاک
گاز ترش ارسالی از واحد آب ترش حاوی حدوداً 31% حجمی آمونیاک است. آمونیاک با SO3 در شرایط دمائی پائین تشکیل کمپلکس سولفید آمونیوم می دهد. در واحد بازیافت گوگرد مشکل مسدود شدن تجهیزات در اثر جامد شدن چنین ترکیباتی از قبیل (NH4)3H(SO4)2,NH4HSO4 تجزیه شده است.
ممانعت از تشکیل چنین ترکیباتی به وسیله حذف یکی از مولفه های واکنش دهنده (SO3 یا NH3) حاصل می شود در کوره گوگرد که با هوای اضافی کار می کند تشکیل SO3 اجتناب ناپذیر است بنابراین بهتر است کوره گوگرد با هوای کمتری کار نماید تا تشکیل SO3 را کاهش دهد.

 

[حــامد]

جریان فرآیند(Process Flow)​

توجه داشته باشید که اطلاعات روی صفحات جریان فرآیند وابسته به شرایط فرایند هستند که شاید به عنوان شرایط عملیاتی شناخته شده باشند.
اطلاعات روی P&ID مربوط به شرایط طراحی یا شرایط محدود کننده می باشند. نرخ جریان پمپها عموماً در فرآیند 10-15% پائینتر از نرخ جریان طراحی است. فشارودمای طراحی ظروف بالاتر از شرایط فرآیندی مربوط می باشد.
واحد باز یافت گوگرد تمامی گاز اسیدی که از واحد آمین می آید و تمامی گاز ترشی که از واحد آب ترش ارسال می گردد را تصفیه خواهد نمود. مجموع جریان طراحی از ظرفیت کوره گوگرد تجاوز می نماید و میزان اضافی مستقیماً بایستی به کوره آشغال سوز (IN-901) فرستاده شود.
گازاسیدی و ترش درفشارمورد نیازموجود برای جریان درکوره گوگرد (H-901) وبویلر (B-901) واستفاده از گرمای اتلافی و دیگر تجهیزات تغذیه می شوند. گازاسیدی و ترش قبل از تزریق به کوره آشغال سوزبا یکدیگرترکیب می شوند.
H2S موجود در خوراک گازی ترکیبی در کوره H-901 با مقدارهوایی که به نسبت مولی 2 مول H2S به بازای 1 مول SO2 در مخلوط گازی واکنش حاصی نماید سوازنده میشود. هوای مورد نیاز برای واکنش به وسیله دمنده (BL-901) تأمین می گردد.
و 741(Kg/hr) گوگرد مایع تولید می گردد . گوگرد مایع شده ازطریق لوله های مرتبط با حوضچه گوگرد مایع می رود.

 

[حــامد]

مخلوط گازی واکنش داده خارج شده از بویلر تا دمای مطلوب و مناسب (240°C) برای تبدیل کننده اول گوگرد (V-902) با مخلوط نمودن گازهای کنارگذر داغ (Hot By Pass Gas) از پاس اول بویلر گرم می گردد.
دمای مورد نیاز هر تبدیل کننده (V-902,V-903 ) با کنترل نمودن میزان جریان گازهای داغ کنارگذر توسط شیرهای مربوط حفظ می گردد.
درهرراکتور گازهای H2S و SO2 با یکدیگر برای تولید عنصر گوگرد گازی واکنش می دهند و گوگردهای آلی مانند (COS,CS2) در اثر واکنش هیدرولیز به H2S تجزیه می شوند.
در تبدیل کننده اول گوگرد (V-902) جریان گاز خروجی تا °C 291 دراثرگرمای واکنش بالا می رود ، بعد از تبدیل کننده اول گوگرد مخلوط گازی واکنش به اولین کندانسور (E-901) می رود وبا گرم کردن آب بویلر (BFW) تا دمای 200°C خنک می گردد در این میان 1157(Kg/hr) گوگرد مایع شده و به حوضچه گوگرد می رود (TK-902). گازهای خروجی کندانسوراول با مخلوط نمودن گازهای داغ کنارگذرازپاس اول بویلرتا 210°C گرم می شود.
دمای مخلوط گازهای واکنش خروجی از تبدیل کننده دوم گوگرد (V-903) دراثرگرمای واکنش تا 230°C می رسد. مخلوط گازی در کندانسور دوم (E-902) با گرم نمودن آب مورد نیاز بویل تا دمای 135°C خنک می گردد و 609(Kg/hr) گوگرد دراین میان مایع می گردد و به حوضچه گوگرد مایع می رود. جریان گازهای خروجی از کندانسور دوم (E-902) به ظرف حذف مایعات(K.O.DRUM) گازهای زائد (V-904) برگردانده می شود تا قطرات گوگرد از گازهای زائد (Tail Gas) جدا شوند.

 

[حــامد]

مایعات این ظرف به حوضچه گوگرد جریان می یابد و گازهای زائد به کوره آشغال سوز(IN-901) می رود. گازهای اسیدی و ترش اضافی نیز به کوره آشغال سوز هدایت می گردد.
کوره آشغال سوزدارای دو مشعل می باشد، یکی برای گازهای زائد و دیگری برای گازهای اسیدی و ترش و از نوع مکش طبیعی می باشد.
تقریباً تمامی ترکیبات گوگردی وعنصرگوگرد با اضافه نمودن اکسیژن اضافی و حفظ دمای بالا (694°C) مورد نیاززمان واکنش درکوره آشغال سوز به SO2 تبدیل می گردد. دمای 694°C کوره آشغال سوز به وسیله احتراق گازسوخت حفظ می گردد.
مجموع H2S بیرون رفته از کوره آشغال سوز کمتر از 10 ppm مورد انتظاراست گازهای زائد از طریق دودکش کوره به به فضا تخلیه می گردد.
چ حوضچه گوگرد برای جای دهی مقدار گوگرد مایع تولیدی یک روز کارکرد واحد طراحی شده است و درمواقع لزوم گوگرد مایع به وسیله پمپهای گوگرد (P-902A/B) به یکی ازدو تانک های ذخیره گوگرد(TK-901A/B) پمپ می شود. ظرفیت هر یک از تانکهای گوگرد (TK-901A/B) 1000 تن متریک گوگرد می باشد.
ظرفیت کلی تانکها معادل 33 روز کارکرد واحد می باشد و درمواقع لازم وسیله پمپهای انتقال گوگرد (P-903A/B) به جامدسازی و انبارش گوگرد پمپ می شود.
حوضچه گوگرد برای جای دهی مقدار گوگرد مایع تولیدی یک روز کارکرد واحد طراحی شده است و درمواقع لزوم گوگرد مایع به وسیله پمپهای گوگرد (P-902A/B) به یکی از دو تانکهای ذخیره گوگرد (TK-901A/B) پمپ می شود.
ظرفیت هر یک از تانکهای گوگرد (TK-901A/B) 1000 تن متریک گوگرد می باشد. ظرفیت کلی تانکها معادل 33 روز کارکرد واحد می باشد و درمواقع لازم به وسیله پمپهای انتقال گوگرد(P-903A/B) به جامدسازی وانبارش گوگرد پمپ می شود.
آب خوراک بویلر (BFW) ازیک جریان متقابل با جریان فرایند قبل از ورود به بویلر عبور می نماید. BFW
ابتدا در کولر (E-903) تا 100°C خنک می گردد سپس به کندانسور دوم (E-902) جریان می یابد و تا 134°C در اثر خنک سازی گازهای فرآیندی گرم می شود و به سمت کندانسور اول (E-901) پیش می رود و در آنجا نیز به طور مشابه تا 172°C گرم می شود و نهایتاً برای تولید بخار به بویلر B-901 می رود.

 

[حــامد]

متغیرهای عملیاتی
ترکیب گاز خوراک ، هر تغییر قابل ملاحظه ای در ترکیب H2S یا حتی جریان خوراک به واحد گوگرد نیازمند تنظیم قسمتهای بیشترمی باشد و از FIC9007 و FIC9008 برای تنظیم نسبت جریان هوا به گازبه منظور دستیابی به میزان تبدیل بهینه گوگرد فرمان می گیرند.


دمای گاز خوراک
دمای گاز خوراک به عملیات واحدهای تغذیه کننده گاز می تواند تغییر نماید درحالیکه تغییر دمای خوراک تأثیر قابل ملاحظه ای بر عملیات واحد گوگرد ندارد . تبدیل H2S به گوگرد اندکی با افزایش دمای خوراک کاهش می یابد که به دلیل وجود مقداراضافی آب در گاز خوراک می باشد. برعکس پائینی دمای خوراک اندکی باعث افزایش میزان تبدیل گوگرد می گردد.



دمای تبدیل کننده ها
میزان تبدیل واکنش کلاوس در دمای نسبتاً پائین (130-300°C) خیلی بالاست بنابراین دمای راکتورواحد گوگرد دراین نایه انتخاب شده است و با کاهش دما میزان تبدیل افزایش می یابد اما در نزدیکی دمای نقطه شبنم گوگرد کاتالیست تأثیرعکس می پذیرد. به همین دلیل دما در ورودی راکتوردر 210°C حفظ می گردد اما درراکتوراول واکنشهای COS و CS2 با آب انجام می گیرد و بنابراین دما بالاترازراکتور (تبدیل کننده گوگرد) دوم(24°C) نگه داشته می شود. واکنش کلاوس همراه با انتشار گرما می باشد و بطور طبیعی دمای خروجی راکتور بالاتر از دمای ورودی است، خصوصاً درراکتوراول مشهودتراست.

دمای گازهای زائد(Tail gas)
دمای گازهای زائد طوری انتخاب شده است که میزان قابل قبولی از گوگرد بدون احتمال جامد شدن آن مایع شود. بازیافت بیشتر گوگرد با کاهش دمای بیشتر حاصل می شود اما با توجه به اینکه گوگرد در 115C° جامد می شود برای ممانعت از جامد شدن گوگرد دما بایستی به اندازه کافی بالا نگه داشته شود دمای بالاتر از 135°C تأثیر معکوسی بر بازیافت گوگرد دارد.

دمای گوگرد مایع
دمای گوگد مایع نیز همیشه بایستی بین118-149°C نگه داشته شود. گوگرد در دمای 115°C جامد می شود و گرانروی آن بالای 152°C به شدت بالا می رود. استفاده از بخار آب 4 bar برای تمامی کویلهای گرمایی،ژاکتهای بخارو بخارهای گرم کننده (Steam Troeiy) حفظ حداکثر دمای 149°C را اطمینان بخش می نماید.
دمای گوگرد در تانکهای ذخیره با تنظیم فشار پس زنی و در نتیجه دمای میعان به وسیله کنترل کننده PIC-9020 کنترل می گردد.

 

[حــامد]

سیستمهای کمکی​

حفظ فعالیت کاتالیست
در طول عملیات عادی انتظارمی رود فعالیت کاتالیست یک افت معینی را نشان دهد و از منحنی ایده آل حدأقل افت فعالیت مربوط به کاتالیست کلاوس (Clous) پیرو نماید.
اما واحدهای واقعی افت شدیدتر فعالیت را در بسترهای کاتالیست پیروی نماید.
اما واحدهای واقعی افت شدیدترفعالیت رادر بسترهای کاتالیست تجربه نموده اند. این بخش روشهای به کار برده شده برای اطمینان ازبهره برداری از بالاترین سطح فعالیت کاتالیست و ببهبوده قابل ملاحظه وعمرکاتالیست راشرح می دهد.


افت فعالیت کاتالیست دراثریکی یا بیشتراز شرایط زیر مشخص می شود:
1. دمای پائین ترازحد نرمال افزایش دما در بستر تبدیل کننده
2. تغییر در پروفیل دمایی بستر تبدیل کننده
3. کاهش در میزان بازیافت گوگرد که با مقدار بیشتر از حد معمول (H2S+SO2)موجود در گاز زائد مشخص می شود.
4. کاهش در بازیافت نرمال حوضچه گوگرد
5. بی رنگ شدن محصول گوگرد

اغلب کاتالیتهای کلاوس که امروزاستفاده می شود آلومینای فعال هستند که وابستگی زیادی به تعداد زیادی از سطوح فعال کاتالیستی برای جذب و کناریکدیگر قراردادن H2S وSO2 در جهت مناسب برای انجام واکنش و تبدیل که گوگرد عنصری دارند.عموماً با افزایش سطح کاتالیست تعداد زیادی از سطوح فعال کاتالیست وجود دارد و بنابراین کاتالیست به حداکثر فعالیت تئوری خود نزدیکترمی شود.
در حالیکه کاتالیست تازه دربردارنده سطوح بیشتر می باشد، در کاهش سطح کاتالیست با مسدود شدن ناحیه های فعال موجب افت بازدهی کاتالیست می گردد.
ناحیه های فعال به طور فیزیکی با تشکیل آلودگی های سطحی مسدود می شود. تشکیل آلودگی های سنگین ممکن است در اثر همراه بودن آمین با گاز یا هیدروکربنهای سنگین یا شکست و به دنبال آن پلیمریزاسیون واکنشهای هیدروکربنی سبک باشد.
در بیشتر اوقات سطح کاتالیست با نشستن گوگرد عنصری روی فضای متخلخل کاتالیست مسدود می شود.
میعان گوگرد و اثر میعان مولی و جذب آن روی ناحیه فعال کاتالیست دردرون کاتالیست رخ می دهد.
این نشستن داخلی حتی در دمایی که بطورقابل ملاحظه ازنقطه شبنم گوگرد بالاتر باشد نیز رخ می دهد،مسدودشدگی فیزیکی سطوح کاتالیستی می تواند منجربه افت فعالیت قابل ملاحظه در برگشت پذیر، کاتالیست شود.
سطوح فعال منحصربه فردی نیز مستقیماً با تشکیل سولفات روی سطح کاتالیست مسدود می شوند اگرچه سطوح کافی ممکن است وجود داشته باشد که هیچگونه مانعی برای جلوگیری ازدسترسی آزاد گازهای کلاوس به آن سطوح نباشند اما بسیاری از مکانهای منحصربه فرد به وسیله سولفات اشغال می شوند و برای پیشرفت واکنشهای ضروری موجود نیستند. سولفاته شدن سطوح به روشهای مختلف رخ می دهد.
مهمترین آنها جذب شیمیایی SO2 روی یونهای اکسیده یا گروه هیدروکسیل سطوح کاتالیست می باشد. هر SO3 که به سطح کاتالیست دسترسی داشته باشد نیز جذب مکانهای اکسیده می شود.

 

[حــامد]

شرح فرآیند دستگاه جامدسازی گوگرد

شرح فرآیند دستگاه جامدسازی گوگرد

شرح عملیات
محصول واحد گوگردسازی در مخازن ذخیره گوگرد واحد به شماره TK-901A/B ذخیره می گردد و به وسیله تلمبه های P-953A/B از طریق یک خط لوله دوجداره که در جداره خارجی آن بخار آب گرم کننده جریان دارد گوگرد را به صورت مایع گرم وارد دستگاه جامدسازی می نماید. مقدار جریان گوگرد مایع به وسیله FI-9501 اندازه گیری و FR-9551 آن را تثبیت می کند.
PIC-9551 در محل ورود گوگرد به دستگاه فشار خط را کنترل می کند در صورت بسته شدن شیر ورودی وبالا رفتن فشاربیش از 2.2 bar با باز کردن PV-9551 و برگشت جریان گوگرد به داخل مخزن TK-901A/B فشار خط را ثابت نگه می دارد.
جریان گوگرد بعد از FI-9501 وارد یک جعبه مستطیلی شکل که دربالای نوار نقاله استیل FLAKER قرار داده شده از لبه خروجی آن سرریز کرده درسطح نوار نقاله استیل که لبه های لاستیکی در دو طرف آن وجود داردو فضای مناسب برای دریافت گوگرد ایجاد می کند شده و به صورت یکنواخت پخش می گردد.
جریانی از آب خنک کننده به صورت سپری درانتهای غلطک بر روی نقاله پاشیده می شود تا با ایجاد یک فیلم نازک آب درروی نقاله قبل از ورود گوگرد از چسبیدن آن به صفحه جلوگیری نماید.
جریان آب خنک کننده که از شبکه آب خام پالایشگاه تغذیه می شود از طریق نازلهای اسپری کننده به زیرنقاله پاشیده شده آن را به مقدار کافی خنک می کند.
طول تسمه نقاله فلزی 61.3 m می باشد که حدود 1/3ابتدای آن از داخل یک کانال سرپوشیده عبورمی کند دراین قسمت که گوگرد هنوز جامد نشده است مقداری بخارات H2S از آن جدا می شود و از بالای کانال به وسیله فن FA-951A/B مکیده شده واز طریق کانال خروجی فن در بالای سقف دستگاه در محل ایمنی به اتمسفر تخلیه می گردد. هر کدام از این هواکش ها به وسیله کانال با هر دو دستگاه فلاکر مرتبط بوده و درصورت خاموش شدن توانایی تخلیه گازها را به وسیله مکش طبیعی دارند.
بعد ازاینکه گوگرد در دستگاه جامدسازی دمای خود را از دست داد و به حالت جامد درآمد،درآخر دستگاه به صورت لایه ای با ضخامت 5-7 mm و با دمای حداکثر 70°C وارد دستگاه خردکننده ME-954A/B ،(CRASHER) گردیده به قطعات نامنظمی به ابعاد تقریبی 10*10 cm تبدیل می شوند و سپس دو دستگاه نقاله سری وارد نقاله دستگاه استاکر(STAKER) می گردد .
این دستگاه دارای دکل بزرگی است که به وسیله چرخهای خود برروی ریل آهنی محوطه انبارروباز واحد حرکت شعاعی به شعاع 180° دارد و گوگرد را به صورت فله در محوطه انبار می کند.بارگیری گوگرد جامدشده به وسیله لودر درکامیونها انجام میشود که البته بارگیری بطور مستقیم از خروجی دستگاه به کامیونها نیزامکان پذیراست.
آب خنک کننده دستگاه که از شبکه آب خام (ROW WATER) تغذیه می شود در 12 شاخه فرعی برای هر دستگاه فلاکر که مقدار جریان هر شاخه در بهترین حالت به وسیله دست تنظیم گردیده و مقدار آنها به وسیله روتامیتری های مربوطه اندازه گیری می شود.

لازم به ذکر است که:
سیستم جامدسازی گوگرد متشکل از دو عدد فلاکر موازی بوده و بقیه قسمتها مشترک می باشد.
​

آب گرم برگشتی در حوضچه مخصوص SU-951 جمع شده توسط P-951A/B به برج خنک کننده آب در واحد آب و بخار تزریق می شود. سطح آب در این حوضچه به وسیله LIC-9551 کنترل می شود در صورت عدم امکان ارسال آب به شبکه آب خنک کننده ویا از کارافتادن تلمبه ها سطح آب در حوضچه بالا آمده و از آنجا در مسیر واحد بازیافت سرریز می شود.
برای جلوگیری از یخ زدن آب در فصل زمستان این حوضچه به شکل مارپیچ بخارآب گرم کننده مجهز گردیده است که دمای آب آن به وسیله TIC-9551 کنترل می شود.
ظرفیت طراحی دستگاه های فلاکر ME-952A/B هرکدام 10 تن در ساعت و ظرفیت تسمه نقاله های لاستیکی و استاکرهرکدام 20 تن در ساعت می باشد.
بنابراین اگر فقط یکی از فلاکرها در سرویس باشد ساعتی 10 تن و اگرهردو توأماً با هم در سرویس باشند ساعتی 20 تن گوگرد در دستگاه جامدسازی به صورت جامد در خواهد آمد.