در محدودهی 400 الي 750 درجه سانتیگراد رخ ميدهد. براي مثال كراكينگ واكسهاي پارافيني در دماي 400 درجه سانتیگراد سبب بوجود آمدن الفينهاي خطي ميگردد.
كراكينگ كاتاليزوري: اگر كراكينگ در حضور كاتاليزور انجام گيرد به آن كراكينگ كاتاليزوري ميگويند. نمونه اي ازاين نوع كراكينگ، كراكينگ نفتا و توليد گاز سنتز ميباشد.
كراكينگ با هيدروژن : كراكينگ هيدروكربنها در حضور هيدروژن را ميگويند. در اين فرآيند از كاتاليزورهاي بخصوصي استفاده ميشود و عمليات كراكينگ در فشار بالا انجام ميشود. محصولات اين نوع كراكينگ اغلب تركيبات اشباع يا آروماتيكي ميباشد ودر الفينها از اين روش استفاده نميشود.
كور ه هاي كراكينگ5
يك كوره در صنايع نفت تشكيل شده از تجهيزاتي كه بوسيله آنها در داخل اتاقكي عايق شده،گرماي توليد شده توسط احتراق سوخت، به سيال فرآيند منتقل ميگردد. سيال فرآيند در داخل لولههايي جريان دارد كه معمولاً در امتداد جدارهها وسقف محفظه احتراق نصب گرديدهاند. عامل اصلي انتقال حرارت مكانيسم تشعشع6 ميباشد.
واحد الفين از يك سري كوره تشكيل يافته است كه به كوره هاي پيروليز معروف هستند. كورهها قلب واحد اتيلن ميباشد كه در اين بخش تمام محصولات واحد توليد ميشود ودر قسمتهاي ديگر جداسازي وخالصسازي ميشوند.
گرماي لازم براي پيروليز واكنشها، كه از طريق ديوارهی كويلها جذب آنها ميشود از احتراق سوخت و هوا كه گاز سوختي7 ناميده ميشود، بدست ميآيد. گرماي تهيه شده كويلهايي راكه قسمت تشعشعي جعبهی آتش8 قرار دارند را در معرض حرارت قرار ميدهد.
از درجه حرارت جعبهی آتش كه بسيار بالا ميباشد مقدار زيادي براي استفاده در قسمت جابجايي9 كورهی پيروليز استفاده ميشود گرماي توليدي در قسمت جابجايي براي منظورهاي زير بكار ميرود:
پيش گرم كردن جريانهاي فرآيند (خوراك هيدروكربني وبخار رقيق كننده)
پيشگرم كردن آب مخصوص تولید بخار10 براي توليد بخار با فشار بالا
فوق اشباع كردن11 بخار فشار بالا
براساس ظرفيت طراحي قسمت كوره شامل كورهی پيروليز براي توليد اتيلن ميباشد كه به سه دسته تقسيم مي شوند:
كورههاي گازي كه فقط خوراك اتان مصرف ميكنند.
كورههاي مايع-گاز كه خوراك مايع واتان مصرف ميكنند.
كورههاي مايع كه خوراك مايع مصرف ميكنند.
قسمت گـــــرم12
با توجه به دمای بالای گازهای حاصل از عملیات کراکینگ در کورهها، که در دمای بین860 تا 870 درجه سانتیگراد رخ میدهد، کاهش سریع دمای گاز خروجی بسیار با اهمیت است. چرا که در صورت بالا ماندن دما تا مدتی واکنشهای جانبی اتفاق میافتد که نتیجهی آن تشکیل پلیمر از مونومرهای موجود در دمای بالا میباشد. به همین دلیل تنظیم زمان ماند مناسب در کویل کورهها و کاهش سریع دما برای حفظ محصولات دلخواه بسیار مهم میباشد. جهت این کار در خروجی گاز از کورهها مبدل حرارتی وجود دارند که با آب مخصوص تولید بخار کار میکنند. این مبدلها به مبدلهای انتقالی خط13 معروفند که به صورت سری در سه مرحله دمای گاز خروجی از کورهها را از 850 به 150 درجه سانتیگراد کاهش میدهند. تنظیم زمان ماند که از پارامترهای مهم دیگر میباشد بر عهدهی کمپرسور گاز شکسته شده میباشد که در بخش بعد به آن اشاره میشود.
در مرحلهی بعد گاز خروجی از مبدلها میبایست تا دمای 40 درجهی سانتیگراد خنک گردد تا آمادهی ورود به بخش کمپرسور باشد. این عملیات در دو برج مجزا انجام میشود. گاز خروجی از کورههای گازی به برج فرونشانندهی14 دمای گازی وارد شده و با آب تبادل حرارت میکند. آب کاهش دهندهی دما در این تاور از یک چرخهی بسته با همین عنوان تغذیه میگردد. علاوه بر کاهش دما مقداری بنزین پیرولیز نیز در این بخش جدا میشود که در چرخهی آب کاهندهی دما15 وارد شده و در آنجا با تفاوت چگالی و ثقل از سیستم آب در درامهای مخصوص استحصال میگردد.
كمپرسور
كمپرسور گاز كــراكينگ
قسمت كمپرسور گاز كراكينگ به منظور بهينه كردن همزمان پارامترهاي زير طراحي شده است:
كمترين فشار ورودي جهت رسيدن به راندمان بهتر عمل كراكينگ
نسبت كمپرس پائين به منظور به حداقل رساندن نيروي مصرفي كمپرس كردن و به همين منظور حداقل كردن دماي خروجي (تمايل به گرفتگي پائين)
فشار خروجي مرحله نهائي كه نتيجهی آن فشار هيدروژن توليدي وبازيابي اتيلن در قسمت تبريد ميباشد.
كمپرسور از نوع سانتريفيوژ پنج مرحلهاي ميباشد كه داراي سه محفظه16 است و بوسيله توربين بخار كه از بخار فشار بالا استفاده ميكند به حركت در ميآيد. فشار ورودي به كمپرسور بوسيله تغيير در دور توربين كنترل ميشود.
در وروديهاي پنج مرحله به منظور اجتناب از بالا رفتن دماي خروجي و همچنين كاهش گرفتگي بوسيلهی پليمريزاسيون، سيستم ترزيق آب خوراک دیگ بخار17 در نظر گرفته شده است.
گاز كراك در اولين، دومين و سومين مرحلهی كمپرسور تا فشار 9/11 بار كمپرس ميشود. گاز در خروجي هر یک از مراحل کمپرسور خنک ميشود. سپس به جدا كنندههاي ميان مرحلهاي ارسال میشود. جدا كنندههاي ميان مرحلهاي با راندمان بالا براي جدا كردن مه18 تجهيز شده اند. در ظرف ورودي سومين مرحله، سه فاز از هم جدا ميشوند: گازهاي كراكينگ، هيدروكربنهاي مايع و آب چرب19، گاز كراكينگ از سومين مرحلهی كمپرسور به قسمت جداسازي براي حذف اسيد از گاز كه شامل دي اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن ميباشد ارسال ميگردد. گاز پس از شیرین شدن به درام ورودی مرحلهی چهارم ارسال ميشود تا از حمل هر گونه كاستيك به داخل كمپرسور اجتناب گردد. گاز در مرحلهی چهارم كمپرس ميشود و در كولر خروجي مرحلهی چهارم تا 45 درجه سانتیگراد خنك ميشود. سپس به درام ورودي مرحلهی پنجم كه جدا كنندهای سه فازي ميباشد ارسال ميگردد. فشارگاز در مرحلهی پنجم پس از كمپرس شدن آن به 6/35 بار ميرسد. در نهایت گاز تا 15 درجه سانتیگراد سرد میشود و در این دما به خشككنهاي گاز كراكينگ ارسال ميشود.
حذف گازهاي اسيدي
گاز كراك كه از قسمت گرم ميآيد شامل دي اكسيد كربن وسولفيد هيدروژن ميباشد که به گازهاي اسيدي معروفند. اين تركيبات بايد قبل از فرآيند تبريد و سرد سازي حذف شوند . دي اكسيد كربن در حالت جامد به شكل يخ خشك در ميآيد وهيدراتها وH2S سم كاتاليست محسوب ميشوند. دي اكسيد كربن در محصول نهائي اتيلن تا ppm 1/0كاهش داده ميشود.
براي حذف گازهاي اسيدي، گاز كراكينگ به برج شستشو با كاستيك20 كه بين سومين وچهارم مرحلهی كمپرسور قرار دارد ارسال ميگردد تا جداسازی گازهای اسیدی اتفاق بیفتد.
قبل از اينكه جريان به برج شستشو با كاستيك برود گاز كراك بوسيلهی بخار فشار پائين در حدود 4 درجه سانتیگراد درسه قسمت بوسيلهی ژاكت حرارتي سوپر هيت ميشود. اين عمل لازم است تا از تشكيل هيدروكربن مايع اجتناب شود تا در تماس با محلول كاستيك منجر به تشكيل پليمر نگردد. برج شستشو با كاستيك به دو قسمت شستشو با كاستيك (از نوع بستر آکنده) و يك قسمت شستشو با آب كه بصورت سيني ميباشد، مجهز شده است. بستر آکنده براي اين برج به اين جهت در نظر گرفته شده است تا ميزان افت فشار حداقل گردد واز خالص سازي CO2 خروجي مراقبت شود.
خشك كردن گاز كراكينگ
گاز خنك خروجي از پنجمين مرحلهی کمپرسور پس از خروج از آخرین درام به خشك كنهاي گاز كراك بستر ثابت فرستاده ميشود. در این واحد سه برج خشککن تعبیه شده که همواره دوتای آنها در حال عمليات و يكي در حالت احيا میباشند. در حین عمليات خشك كردن گاز كراك از بالا به پائين جريان پيدا ميكند و در قسمت پائين حجم آب در گاز به كمتر از ppm 1 ميرسد. هر خشك كن براي 48 ساعت اجرا طراحي شده است.
احيای خشك كنها با گاز سوختی فشار پایین انجام ميپذيرد و روش احيا شامل مراحل زير ميباشد:
كاهش فشار از 6/34 بار به فشار احيا برابر با 5/6 بار
جريان یافتن گاز احيا در بستر در 60 درجه سانتیگراد
گرم كردن: گاز احيا تا 220 درجه سانتیگراد در گرمکن گاز احيا كه با بخار فشار بالا عمل ميكند گرم ميشود.
خنك كردن: خشككن توسط گاز احيا در 60 درجهی سانتیگراد خنک میشود و دمای آن نهایتاً به 48 درجه سانتیگراد میرسد.
فشار گيري21
متان زدايي
هدف از جداسازي مورد نظر در اين بخش عبارتند از :
مصرف انرژي اندك
انعطاف پذيري در تمام حالات طراحي
ميزان توليد اتيلن بالا
سرمايه گذاري اندك
توانايي بالا
توليد اتيلن وتركيبات سنگينتر از گاز كراك شده بوسيلهی كندانس كردن در خنك كنندههاي متوالي، بوسيلهی متانزدايي در دو ستون به هم وابسته انجام ميپذيرد.
متانزدايي اوليه كه بوسيلهی جداسازي مايعات از گاز كراكينگ در دماي 34- درجه سانتیگراد میباشد.
متانزدايي ثانويه بوسيلهی كندانسهاي با دماي پایينتر وبخار تقطير شده متانزدايي اوليه.
براي اينكه ميزان سرما در اين قسمت مينيموم شود باید پارامترهاي زير را بهینه کرد:
خوراك مخصوص هر متانزدا
فشار عملياتي در دو ستون (13 بار)
فشار گاز كراكينگ ورودي به هر قسمت (5/34 بار)
همچنین در دو برج متانزدایی عملیات اصلی جداسازی متان از ترکیبات دوکربنی به بالا انجام میگردد. قسمتی از متان و هیدروژن به بخش تولید گاز سوخت کوره ارسال میگردند و مقداری از این ترکیب پس از سرد شدن تا دمای 165- درجه سانتیگراد و فشار 33 بار و مایع شدن بخش عمدهی متان آن، جهت تولید هیدروژن به واحد بازیابی هیدروژن ارسال میگردد. مایعاتی که در پایین برجهای متانزدا جمع شدهاند و شامل مقادیر عمدهای از اتیلن هستند، جهت تولید اتیلن به وسیلهی دو پمپ مجزا به واحد تولید و استحصال اتیلن ارسال میگردند.
اتان زدايي
دو جريان جدا شده از قسمت پایین متانزداي اولیه و ثانویه خوراك برج اتانزدايي را تشكيل ميدهند. شرايط عملياتي برج در بالا فشار 9/25 بار و دماي6/11- درجه سانتیگراد و در پائين دماي 82 درجه سانتیگراد و فشار 3/26 بار ميباشد. ريبويلر برج اتانزدا بوسيلهی بخار فشار پائين عمل ميكند. در ريبويلر به دليل تشكيل پليمر ميزان انتقال حرارت كاهش و فلاكس حرارتي محدود ميگردد . براي اين منظور برج با ريبويلر يدكي تجهيز شده و به آن مادهی ضد پلیمریزاسیون22 تزريق ميگردد.
بخار تقطير شده شامل اتان، اتيلن و استيلن و تركيبات اصلي كه از بالای برج خارج میشوند به سمت راكتورهاي هيدروژناسيون برش دو کربنه فرستاده میشوند. همچنین محصول پاييني برج تحت كنترل سطح به برج پروپانزدا ارسال ميشود.
جدا سازي برش سه كربني
برشC3 جدا شده به برج پروپانزدا وارد ميشود. اين برج داراي 50 عدد سيني با ظرفيت بالا ميباشد که خوراك آن محصول پائيني برج اتانزدا ميباشد. فشار عملياتي در بالا 8/6 بار و دما 4/6 درجه سانتیگراد است ودماي عملياتي در پائين در حدود 75 درجه سانتیگراد و فشار 1/7 بار ميباشد.
ريبويلر پروپانزدا بوسيلهی بخار فشار پائين عمل ميكند و يك ريبويلر يدكي نیز براي آن در نظر گرفته شده است. دماي ريبويلر بر اساس دماي سيني41 كنترل ميشود و محصول پاييني تحت كنترل سطح به بوتانزدا ارسال ميگردد.
جدا سازي برش چهار كربني
از آنجا که مرکز توجه این نوشتار، واحد هیدروژناسیون بوتادین میباشد کوشش شده تا بخش پیش رو با جزئیات بیشتری توضیح داده شود.
بوتان زدايي
محصول پاييني از پروپانزدا براي جداسازي برش C4 وارد بوتانزدا (10-T-651) ميگردد. فشار عملياتي در بالا 3/5 بار و دما 3/47 درجه سانتیگراد ميباشد. دماي پايين در حدود 128 درجه سانتیگراد ميباشد.
فشار بوتانزدا بوسيله دماي مبدل حرارتی (10-E-652) كنترل ميشود. فشار اضافي بوسيلهی ارسال بخارات از ظرف رفلاكس (10-D-651) به سيستم سوخت گازی، كنترل ميشود.
پمپهاي برگشت جریان(10-P-651 A/B) براي تهيه رفلاكس ستون در نظر گرفته شده است . نرمال رفلاكس د

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید