مکان کارآموزی
پتروشیمی بندر امام خمینی – شرکت بسپاران – واحد LD
مقدمه
فعل و انفعال پلیمر شدن
اتیلن به فرمول گسترده H2C = CH2 وقتیکه پلی مریزه می شود از نظر فرمول کلی به صورت زیر می توان مشخص نمود . n1H2C = CH2 → (-CH2 – CH2 - ) n ، n عدد متغیری است که در مورد پلیمر های مورد نظر ما ممکن است بین 000/10 تا 000/50 متغیر باشد .
فشار و درجه حرارت لازم برای بدست آوردن LDPE به ترتیب عبارتند از : kg / cm3 3000 – 1000 و 300 – 100 درجه سانتی گراد . البته موادی به نام کاتالیزور لازم است که این فعل و انفعالات را یاری نماید . کاتالیزورهای مورد استفاده که مفصلا در مطالب بعدی تشریح خواهد شد از نوع پراکسیدهای آلی هستند که فرمول عمومی آنها R – O – O – R می باشد این پراکسیدها در شرایط موجود تجزیه می شوند و تولید دو رادیکال می کنند . سپس فعل و انفعالات رادیکالی بترتیب زیر صورت می گیرند :
مرحله آغازین
InitiationR – O – O – R → 2RO
*
RO + CH2 = CH2 → ROCH2 – CH 2
مرحله انتشار
Propagation
*
ROCH2 – CH2 + n(CH2 = CH2 ) → RO (CH2 – CH2 ) n – CH2 – CH2
مرحله پایانی
Termination
2RO(CH2 – CH2 ) n – CH2 – CH2 → RO ( CH2 – CH2 )n – CH2OR
تاریخ تاسیس شرکت
فراز و نشیبهای اجرای طرح:
کارهای مقدماتی اجرای طرح نظیر خاکریزی، تسطیح زمین، شمع کوبی، ایجادساختمان های موقت، ایجاد تاسیسات، آب و برق و اسکله ها از اوایل سال 1353 به تدریج آغاز گردید.
عملیات ساختمان واحد های اصلی طرح که از سال 1355 آغاز شده بود،در اسفند ماه 1357 پس از پیروزی انقلاب اسلامی در حالیکه 73 در صد پیشرفت نموده بود، متوقف گردید.
در سال 1358 اقداماتی جهت شروع مجدد کارها انجام گرفت ولی با وقوع جنگ تحمیلی در مهرماه 1359 و متعاقب آن خروج پیمانکاران ژاپنی از ایران، عملیات ساختمانی طرح بطور کامل متوقف گردید.
با پذیرش آتش بس و امکان از سر گیری عملیات ساختمانی ، شرکت ملی صنایع پتروشیمی مذاکرات متعددی جهت ادامه و تکمیل طرح با شرکای ژاپنی آغاز نمود که نهایتا پس از هفت دوره مذاکره بین طرفین ، شریک ژاپنی به بهانه اقتصادی نبودن طرح از ادامه کار خود داری و در پی آن قرارداد مفارقت بین طرفین در مهرماه سال 1368 به امضاء رسید و بدین ترتیب کلیه سهام آن به شرکت ملی صنابع پتروشیمی انتقال داده شد و نام شرکت پتروشیمی ایران ژاپن(ijpc)به شرکت سهامی پتروشیمی بندر امام (bipc) تغییر یافت.
قرارداد مشارکت اولیه
در اریبهشت 1352 قرارداد مشارکتی بین شرکت ملی صنایع پتروشیمی ایران و پنج شرکت ژاپنی با نمایندگی شرکت میتسویی و شرکاء منعقد و تحت عنوان شرکت سهامی پتروشیمی ایران ژاپن (ijpc) نامگذاری گردید.
هدف شرکت،تولید و ذخیره،حمل و نقل و بازاریابی،صدور الفین ها،پلی الفین ها آروماتیکها و سایر فرآورده های پتروشیمی بوده است.
نحوه مشارکت بطور کلی بین طرفین قرارداد ، مساوی ذکر شده و اعتبار آن برای مدت سی سال از تاریخ اجراو تابعیت شرکت ایرانی پیش بینی شده بود.
بازسازی و تکمیل واحدهای مجتمع
به منظور اطلاع از وضعیت مجتمع پس از 20 بمباران و حدود 11 سال توقف، مقرر گردید که بررسی فنی جامعی انجام پذیرد.نتیجه حاصل از این بررسی، حاکی از وارد آمدن 22 درصد خسارت به مجتمع بود.
پس از انجام مطالعات اولیه،گزارش فنی و اقتصادی طرح بازسازی مجتمع در آبان ماه 1368 آماده گردید. بر اساس این گزارش، بازسازی و تکمیل مجتمع از نقطه نظر فنی و اقتصادی، موجه تشخیص داده شد.
با توجه به موافقت شرکای ژاپنی، شرکت ملی صنایع پتروشیمی با استفاده از شرکت های صاحب نام اروپایی در صنعت پتروشیمی و کارشناسان و پیمانکاران ایرانی، این مجتمع را طی یک برنامه پنج ساله و در 4 مرحله بازسازی و به بهره برداری رساند.واحد آروماتیک به عنوان آخرین واحد بازسازی شده ، منحصرا توسط کارشناسان و پیمانکاران ایرانی بازسازی و راه اندازی گردید و هیچ شرکت یا فرد غیر ایرانی در آن نقش نداشته است.
با راه اندازی این واحد، کار بازسازی در این مجتمع عظیم به پایان رسید و پروژه های پارازایلین و mtbe که به عنوان بخشی از طرحهای توسعه ای پتروشیمی بندر امام مطرح شده بود، به مورد اجرا گذاشته شد و هم اکنون در حال بهره برداری است.
موقعیت جغرافیایی
مجتمع پتروشیمی بندر امام،در زمینی به مساحت حدود 270 هکتار،در ضلع شمال غربی خلیج فارس در استان خوزستان به فاصله 160 کیلومتری جنوب شرقی اهواز و 84 کیلومتری شرق آبادان در منطقه بندر امام خمینی(ره) قراردارد. سهولت دسترسی به خوراک ، سوخت و مواد اولیه استفاده از امکانات جاده ای شبکه راه آهن و حمل و نقل دریایی ، وجود فرودگاه ، دسترسی به آب مورد نیاز و همچنین کمک به توسعه و عمران استان خوزستان به عنوان قطب صنعت پتروشیمی در کشور ، مهمتر اینکه ایجاد ارزش افزوده و جلوگیری ازسوزانیده شدن گازهای همراه نفت ویژگیهایی است که انتخاب این مکان را توجیه می نماید.
شرکتهای تابعه
شرکت آب نیرو بندرامام
شامل واحدهای آب ، برق، بخار ، هوا و ازت
شرکت بسپاران بندرامام
شامل واحدهای پلی اتیلن سبک ( LDPE ) ، پلی اتیلن سنگین ( HDPE ) ، پلی پروپیلن ( PP ) ، پلی وینیل کلراید ( PVC ) ، لاستیک مصنوعی ( SR / BD )
شرکت فرآورش بندرامام
شامل واحدهای الفین ( OL ) ، آروماتیک ( AR ) ، پارازایلین ( PX ) ، تفکیک مایعات گازی ( NF ) و تسهیات عمومی ( CF
شرکت کیمیا بندرامام
شامل واحدهای دریاچه نمک ، ام .تی . بی . ای ( MTBE ) ، وینیل کلراید منومر ( VCM )
کلرآلکالی ( CA ) اتیلن دی کلراید ( EDC )
شرکت خوارزمی بندرامام
شامل واحدهای مدیریت تعمیرات ، مدیریت پروژه ها و مدیریت خدمات
شرکت بسپاران بندرامام
واحد پلی اتیلن سبک
.دارنده لیسانس TOSOH CORPOTATION:
پیمانکار مهندسی و نظارت تا پایان مشارکت MITSUI ENGINEERING & SHIPBUILDING CO.LTD:
پیمانکار مهندسی ، تدارکات و ساختمان دوران بازسازی: TECHNIMONT
تاریخ بهره برداری LDPE2 73/1/1 LDPE1 : 74/4/24
خوراک واحد : اتیلن 115 هزار تن در سال از واحد الفین
فرآورده واحد : پلی اتیلن سبک 100 هزار تن در سال در انواع مختلف
کاربرد فرآورده : از پلی اتیلن سبک درتهیه روکش کابل ها ، انواع فیلم ، کیسه های پلاستیکی ، ظروف و لوازم منزل و لوله های آبیاری و غیره استفاده می گردد.
فرآیند واحد : فرآیند تولید در این واحد از نوع گازی است و فعل و انفعالات در فشار حدود 1300 تا 2100 کیلوگرم بر سانتی متر مربع و در دو راکتور اتوکلاو انجام می پذیرد
مدیران اجرایی شرکت بسپاران
مدیر عامل شرکت بسپاران
رئیس مجتمع
رئیس بهره برداری
رئیس واحد LD
تاریخچه صنعت پلیمر
تاریخچه پیدایش پلی اتیلن سبک در فشار بالا و با وزن مخصوص کم اولین بار در سال 1933 در آزمایشگاه تحقیقاتی I.C.I انگلستان کشف شد .
سال 1939 اولین دستگاه تهیه محصول به ظرفیت 100 تن در سال توسط همین موسسه شروع به کار کرد . در سالهای بعد شرکتهای آمریکایی دیگری از قبیل East man UCC و Dupont در تهیه این محصول موفقیتهایی کسب کردند و محصول تولید می کردند .
ژاپنی ها تقریبا از سال 1955 وارد گفتگو با I.C.I و دیگر شرکتهای امریکایی شدند و روش LOPE را به ژاپن آوردند . شرکت ژاپنی مسئول طرح و نظارت در واحد LD Toyo soda manufacturing معروف است که لیسانس تهیه LOPE را در سال 1963 از NDCC امریکا گرفته است .
قسمت اول
آشنایی با طرح و عملکرد دستگاه پلی اتیلن سبک در فشار بالا
1-1 طراحی دستگاه
طرح دستگاه که در این مقاله به شرح آن می پردازیم مربوط است به دستگاه پلی اتیلن سبک در فشار بالا به ظرفیت 000/10 تن متر یک در سال که یکی از دستگاههای مجتمع پتروشیمی ایران ژاپن می باشد .
اساس طراحی این واحد بر مبنای دو راکتور است که هر کدام به ظرفیت 000/50 تن در سال است .
این واحد شامل قسمت های زیر است که هریک بطور جداگانه توضیح داده خواهد شد .
کمپرسورها (متراکم کردن گازها )
فعل و انفعالات (پلیمر شدن )
راکتورها
جدا کردن
بازگرداندن گازهای ترکیب نشده
دانه کردن پلیمرها
انبار کردن
بسته بندی کردن
قرار دادن این واحد در سال 1974 با شرکت toyo soda به شرح زیر بسته شد .
2-1 واحد شامل دوراکتور است که هریک به ظرفیت 000/50 تن در سال برای 8000 ساعت کارکردن در نظر گرفته شده است که بتواند پلیمرهای متجانس و غیر متجانس را تولید نماید ولی در حال حاضر فقط پلیمرهای متجانس را تولید خواهد کرد . البته برای پلیمرهای غیر متجانس که از قبیل وینیل استات استفاده می شود برای آینده طرحی در نظر گرفته شده است .
واحد L.D شامل دو قسمت است : 1- قسمت سنتز 2- قسمت نهائی
3-1 قسمت سنتز که خود شامل قسمت های زیر می شود .
1- کمپرسورها (کمپرسور اولیه وثانویه )
2- راکتور
3- جدا کننده ها
4- سیستم Recycle
ظرفیت قسمت سنتز 000/50 تن برای 8000 ساعت کار طراحی شده است . ولی ظرفیت واقعی بستگی به نوع محصول و میزان آن دارد . مثلا برای نوعی از محصول پلیمر بنام Nipolon – 207 ظرفیت سنتز آن طوری طراحی شده که 000/50 تن در سال محصول می دهد .
در قسمت سنتز یک کمپرسور نهایی موجود است که ظرفیت آن kg/hr 43000 است . گاز اتیلن که خوراک دستگاه با فشار kg/cm2 42 و 40 درجه سانتیگراد و درجه خلوص 95/99 درصد مولکولی وارد قسمت سنتز می شود . گاز اتیلن خروجی از سیستم معادل 6 % وزنی خوراک واحد است و معمولا به واحد OL برگشت داده می شود .
در قسمت سنتز یک کمپرسور نهایی موجود است که ظرفیت آن kg/hr 43000 است . گاز اتیلن که خوراک دستگاه با فشار kg/cm2 42 و 40 درجه سانتیگراد و درجه خلوص 95/99 درصد مولکولی وارد قسمت سنتز می شود . گاز اتیلن خروجی از سیستم معادل 6 % وزنی خوراک واحد است و معمولا به واحد OL برگشت داده می شود .
4-1 قسمت نهایی
در این قسمت امکان تامین حداکثر محصول از مواد دریافتی از قسمت سنتز موجود می باشد در قسمت نهایی در دستگاه بیرون دهنده Product extruder این قابلیت را دارد . که پلیمر مذاب را رانده و آنرا به صورت دانه درآورد . محصول بدست آمده از قسمت های سنتز و نهایی چنانچه مورد قبول باشد به صورت محموله های 75 تنی درسیلوهای موجود جمع آوری می شوند . این محموله ها در داخل هرسیلو که دارای لوله هوا مخلوط کن مخصوصی است مخلوط شده و بدینوسیله محصول یکنواختی بدست می آید . محصول در کیسه های 25 کیلوگرمی بسته بندی می شود و انباری به منظور نگهداری کیسه های پلیمر طرح شده که ظرفیت آن در حدود 10000 تن است .
قسمت دوم
1-1-2 قسمت سنتز « کمپرس کردن در مرحله مقدماتی Primary comp »
گاز اتیلن با درجه خلوص 95/99 درصد و فشار kg/cm2 42 از واحد OL وارد واحد می شود . گاز دو قسمت می شود که به هر دو راکتور فرستاده می شود . گاز ابتدا از یک خنک کننده به شماره E – 1121 می گذرد تا درجه حرارت را روی °40 ثابت نگه دارد .
مقدار این گاز بطور نرمال kg/hr 6794 و ماکزیمم 8647 کیلوگرم در ساعت است . که با گاز برگشتی از F.G.Comp (بعدا در مورد این کمپرسور توضیح داده خواهد شد ) مخلوط می شود مقدار این گاز 3102 کیلوگرم در ساعت است . مقدار گازی که توسط همین کمپرسور برگشت داده می شود با گازهای یاد شده مخلوط می شود و وارد قسمت کمپرسور اولیه می شود . ظرفیت این کمپرسور 11850 کیلوگرم است .
ابتدا این گاز وارد یک تانک می شود Primary comp suction Drum D-1101 در این تانک مایع از گاز جدا می شود . مایع از زیر خارج می شود و به F.G.Comp suction D-113 می رود . گاز از بالا با فشار 40 کیلوگرم و درجه حرارت ° C 40 خارج شده و به قسمت اول کمپرسور وارد می شود . این کمرسور دارای دو مرحله است در مرحله اول فشار به kg 93 و درجه حرارت به °C 106 می رسد . برای وارد شدن به مرحله بعدی درجه حرارت باید به ° 40 برسد . برای اینکار گاز را از یک خنک کننده E – 1101 (Prim Comp intercooler) ) می گذرانند تا این عمل انجام شود .
در اثر خنک کردن و بالا رفتن فشار مقداری از گاز به مایع تبدیل می شود و برای اینکه در قسمت دوم کمپرسور تولید اشکال نکند توسط تانک D-1102 جدا می شوند .
مایع جدا شده باید به FG Comp suction برود ولی چون فشار در اینجا D-1102 بالا است . ابتدا آنرا به تانک D-1101 می فرستند و از آنجا به تانک D -1113 فرستاده می شود این کار به صورت متناوب و توسط متصدی مربوطه آنجام می شود . گازها از بالای تانک با فشار kg/c2 91 و درجه حرارت °C 40 خارج شده و وارد قسمت دوم کمپرسور می شود . در قسمت دوم فشار به kg 260 و درجه حرارت °C 95 میرسد . گاز باید تا 40 درجه خنک شود . برای اینکار وارد E1102 (Prim comp after cooler ) می شود . در اینجا درجه حرارت گاز باید کنترل شود . اینکار توسط یک شیر کنترل که روی خروجی آب خنک کننده کار گذاشته شده انجام می شود . (Tic 1105)
برای کنترل فشار یک لوله قبل از دستگاه خنک کننده گرفته شده و قبل از ورودی به قسمت اولیه کمپرسور وصل است یعنی گاز از طریق pic-1105 به قبل از کمپرسور برگشت داده می شود .
چون فشار در این لوله از kg/cm2 260 به kg/cm2 40 می افتد . در اثر قانون ژول تامسون درجه حرارت بشدت پایین می آید و به °C 10 میرسد . برای بالا بردن درجه حرارت از یک گرم کننده بنام Kick back Heater E-1103 استفاده می کنند . F-1103 در اینجا گاز توسط بخار kg/cm2 5 گرم می شود و این دستگاه از دو قسمت تشکیل شده است در موقعیکه تمام گاز کاملا برگشت داده می شود از دو قسمت استفاده می شود . (درموقع راه اندازی) ولی در مواقعیکه واحد بطور نرمال کار می کند فقط از قسمت بالا استفاده می شود . درجه حرارت در اینجا کنترل می شود . Tic-1106 مقداری گاز از قسمت های مختلف کمپرسور Leak gas خارج می شود که با روغن مخلوط است . این گازها به تانک D-1112 فرستاده می شود که گاز آن به هوا فرستاده می شود .
2-1-2 Combine comp
مشخصات این کمپرسور بشرح زیر است :
Comb comp از دو کمپرسور Flash Gas comp , primary comp تشکیل شده است . که با یک موتور برقی کار می کند . این کمپرسور از نوع رفت و برگشتی و بصورت double acting کار می کند . دارای پنج سیلندر است که عبارتند از F3,F2,F1,P1,P2 است .
2-2 Sec . Comp کمپرسور ثانویه
گازی است که از کمپرسور اولیه وارد این قسمت می شود . دارای kg/cm2 260 فشار و °C 40 حرارت است . این گاز با گازی که از قسمت recycle می آید با هم مخلوط شده . مجموع این دو گاز kg/hr 43000 است . در اینجا بر حسب مشخصات پلیمری که می خواهند تهیه کننده ماده ای به عنوان modifier به آن اضافه می کنند . این ماده دو نوع است .
4-1-2- interlock system
این سیستم برای جلوگیری از خطر برای دستگاهها بکار گرفته می شود . در مورد comb comp اگر یکی از شرایط زیر وجود نداشته باشد نمی توان کمپرسور را بکار انداخت . در موقعیکه یکی از قسمت هائی که در زیر توضیح داده خواهد شد شرایط لازم را نداشته باشند . کمپرسور بطور اتوماتیک از کار خواهد افتاد .
Start Condition
Fram Wbricant Oil press NOR
Fresh air press NOR
CW Flow rate NOR
Turning select sw OFF
Esro . 1101 OPEN
Stop Condition
Fram lub oil press LL
Motor bearing Temp H.H
Motor temp H.H
Esro – 1101 OFF
پروپان و پروپلین که در قسمت های بعدی توضیح داده خواهد شد . این ماده توسط پمپ P-1404 با فشار kg/cm2 260 تزریق می شود و با گاز تولید یک فاز می کند . گاز بعد از مخلوط شدن وارد جدا کننده S-1102 می شود به نام Secondary Comp Suction Separator در جداره این صافی و قسمت خروجی آن که به (D-1116) Drain Pot وصل است . بخار MS جریان دارد تا تمام گازهایی که بصورت مایع در آمده است بخار شود و این صافی از 304 توری ساخته شده که اندازه ی آن 16mesh می باشد و می توان ذرات 5micron را بگیرد اختلاف فشار در مسیر جدا کننده اگر از kg/cm2 35 بیشتر باشد باید جدا کننده را تمیز کرد .
بعد از خارج شدن گاز از S-1102 وارد یک فیلتر بنام 5.C guard filters -1103 می شود تا اگر ذرات فلز در آن وجود داشته باشد جدا شود قبل از ورود به فیلتر یک ESV-1102 وجود دارد که در موقع خطر برای کمپرسور این شیر به صورت اتوماتیک بسته می شود . در لاین خروجی فیلتر Relief valve RV-1115 وجود دارد که در مواقع بالا رفتن فشار تا kg/cm2 319 باز می کند و گاز خارج می شود . گاز در اینجا به دو شاخه A-train و B-train تقسیم می شود .
کمپرسور ثانویه دارای دومرحله است که هر مرحله دارای چهار سیلندر است گاز بعد از خروج از مرحله اول که بصورت دو شاخه خارج می شود به فشار kg/cm2 125 و درجه حرارت 99°C میرسد . دو لوله خروجی بوسیله یک لوله با ژاکت آب سرد پوشیده شده به هم وصل شده است . این لوله برای کم کردن لرزش و ضربه زدن کمپرسور است . Pulsation Vibration گاز وارد دستگاه خنک کننده می شود . (E-1106)Secondary comp .intercooler تا درجه حرارت آن به 400C برسد در موقع عبور از این دستگاه فشار آن به 1219kg/cm2 می رسد . بعد از فشرده کردن گاز باید دقت کرد که درجه حرارت از 1200C بالاتر نرود و چون در قسمت روغنکاری کمپرسور اشکال بوجود می آید . همچنین خطر تجزیه گاز اتیلن وجود دارد .
قبل از مبدلهای خنک کننده یک RD-1101 وجود دارد که فشار ماکزیمم آن 1616 kg/cm2 است . سپس گاز وارد مرحله ی دوم می شود . در این مرحله فشار گاز به 2469kg/cm2 و درجه حرارت به 370C میرسد . در قسمت ورودی و خروجی گاز دو لوله توسط یک لوله به هم وصل می شوند . که از لرزش جلوگیری شود که اگر این کمپرسور یک مرحله ای ساخته شده بود در مواقعیکه فشار از 260kg به 2469kg میرسد درجه حرارت بیشتر از 1200C میشود و این باعث اشکال در سیستم روغنکاری می گردید و احتمال تجزیه گاز اتیلن هم وجود داشت . اگر یک مرحله ای ساخته می شد . برای اینکه گاز خروجی به 1200C نرسد راه دیگری بود و آن پائین آوردن درجه حرارت ورودی که می توانستیم درجه حرارت ورودی را به 21-270C برسانیم در این صورت چون گازی است که از قسمت Recycle می آید . دارای مقداری WAX است و اگر درجه حرارت را به 21-270C برسانیم . این WAX به صورت مایع و ذرات جامد در خواهد آمد که در کمپرسور تولید اشکال می کند و در نتیجه بهترین درجه حرارت برای گاز ورودی 400C است و کمپرسور باید از دو مرحله ساخته شده باشد . مقداری گازی که از یک کمپرسور نشت می کند . حدود 1% خوراک می باشد . ولی مقدار طراحی برای F.G حدود %3 در نظر گرفته شده و در مقدار بالاتر 500kg/hr باید عیب کمپرسور را برطرف کرد .
چون درجه حرارت گازهای نشتی پائین است آنرا از یک گرم کننده (E-1119) Secondary compressor leak gas heater که با بخار 5 kg/cm2 کار می کند عبور داده سپس وارد S. Comp leak gas K.O Drum (D-1115) می کنیم . در اینجا گاز جدا شده و به سیستم (Flash gas)
می رود و مایع آن توسط p-1104 به waste tank (D-801) فرستاده می شود . گاز خروجی از مرحله دوم به یک مبدل (E-1108 A-D) خنک کننده فرستاده می شود که درجه حرارت را از 370C به 500C میرسانهد و در اینجا از سیستم کنترل دما استفاده می کنند .
بر حسب نوع و مقدار پلیمری که تهیه می شود درجه حرارت در اینجا کنترل می شود و برای اینکار از یک خنک کننده ی دیگر بنام Reactor feed chiller (E-1109 A-D) استفاده می کنند .
چون در جه حرارت گاز ورودی به راکتور بر حسب نوع پلیمر قابل تغییر است . در نتیجه گاهی اتفاق می افتد که به جای chilled water از بخار 5kg/cm2 استفاده کرد که با chilled water کار می کند که شرح کامل این قسمت بعدا توضیح داده خواهد شد . برای اندازه گیری فشار در این قسمت از فشار روغن استفاده می کنند این سیستم را manzel oil می گویند و این روغن توسط پمپ p-1102 به این نقطه فرستاده می شود و از روی فشار روغن می توان فشار گاز را در سیستم مشخص کرد .
قبل از دستگاههای خنک کننده یک by pass line وجود دارد که در مواقع ضروری گاز را به سیستم Recycle می برد و چون فشار بعد از این شیر از 2460kg/cm2 به 280 kg/cm2 میرسد . درجه حرارت بر طبق قانون ژول تامسون به 1520C میرسد البته این لوله فقط در زمان Start up و یا زمانی که گاز به راکتور نمی رود و کمپرسور کار می کند مورد استفاده قرار می گیرد در حالت معمولی که واحد کار می کند بسته است .
2-2-1 سیستم کنترل inter lock sys
Start condition
From wbric art press NOR
Plunger cool art press NOR
Fresh air press NOR
C-W Flow rate NOR
Esv1 , Esv2 , Esv3 OPEN
1s1 , 2nd stage lubricator running
Motor bearing lubricant Flow rate NOR
Turning selection switch OFF
Stop condition
Frame lubricant press LLL
ESV1 , ESV2 , ESV3 Close
Motor bearing temp H.H
Motor temp H.H
2-2 ساختمان Secondary comp
این کمپرسور شامل دو قسمت است :
1- موتور 2- كمپرسو
مشخصات قسمت موتور به شرح زیر است :
Item NO C-1102 , C – 2102
Manufacturer inqersol rand
Type 15 0 1/2 4HHE -2VM
Motor
Power souse 6 , 600 u , 3 Ø , 50HZ
Out put 7500 k. w
No of pole 30 p
Speed 200 rpm
Type , reciprocating , water cooling , inc ,
Safety explosion proof , syn cbroncus
Motor , plunger type , single acting
Design press 1st 2nd
Suc (kg/cm2) 24c 1219
Dis (kg/cm2) 1,254 2461
Diston Stroke 1ist 381 mm 2nd 374,7 mm
1-3-2 قسمت واکنش و جدا کننده ها (REACTION & SEPRATION)
بعد از اینکه گاز از مبدلهای خنک کننده گذشت و درجه حرارت به اندازه مورد نظر برای تهیه ی پلیمر خاصی رسید گاز توسط دو لوله به قسمت راکتور فرستاده می شود .
در اینجا گاز به شش شاخه تقسیم می شود که از فیلتر می گذرند و در روی هر شاخه یک شیر بنام Feed Splitter Valve کار گذاشته شده که مقدار گاز را می توان کم و زیاد کرد . این شیرها توسط Hic کار می کنند . گاز از شش نقطه وارد راکتور می شود . اولین شاخه از قسمت موتور وارد می شود . به دو دلیل گاز از این قسمت وارد می شود .
چون موتور بهم زن برفی است و تولید حرارت می کند برای خنک کردن آن از گاز خنک استفاده می کنند .
چون احتمال نشت گاز و پلیمر از قسمت واکنش به موتور خانه وجود دارد تزریق گاز از این محل از نشت گاز و پلیمر جلوگیری می کند .
دومین شاخه از قسمت هشتم راکتور وارد می شود . در این مسیر یک دستگاه تبادل حرارتی وجود دارد به نام Reactor start up heater (E-1110) فقط در موقع راه اندازی بکاربرده می شود . چون در این زمان گاز سرد است و برای شروع واکنش و تزریق کاتالیست درجه حرارت 160 – 180 0C لازم است . ابتدا گاز را با این گرم کننده و ژاکت بخاری که دور راکتور پوشیده شده گرم می کنند ولی از زمانی که واکنش شروع می شود به علت حرارت زا بودن واکنش بخار این دو سیستم قطع می شود . در این دو سیستم از بخار MS استفاده می شود و توسط دو (Hic -1111 , Hic 1110 ) می توان مقدار بخار را کم و زیاد کرد . چهار شاخه دیگر از قسمت 7-6-5-4- وارد می شوند . کاتالیست از سه قسمت وارد راکتور می شود . اولین قسمت از قسمت شماره 9 و به تنهایی وارد می شود . دومین قسمت از قسمت شماره 7 و مخلوط با گاز وارد می شود و سومین قسمت از قسمت شماره 5 توسط گاز وارد می شود .
کاتالیست توسط پمپ p-1303 که شش عدد هستند به راکتور فرستاده می شود . این پمپ بعدا توضیح داده خواهد شد . فشار کاتالیست از فشار داخل راکتور بیشتر است . لوله ای که کاتالیست را تا راکتور هدایت می کند . توسط جداره آب گرم پوشیده شده است . بوسیله شیرهای Feed Splitter Valve می توان درجه حرارت دلخواه را در راکتور ایجاد کرد . یا در موقعیکه در یک نقطه از راکتور درجه حرارت بالا رفت می توان با تغییرات توزیع گاز دمای راکتور را کنترل کرد . مقدار کاتالیست که بطور اتوماتیک انجام می شود درجه حرارت را پایین می آورد .
راکتور دارای یک به هم زن است که با موتور کار می کند و دارای سه نوع پره است این بهم زن در سه قسمت راکتور ثابت شده است . در قسمت موتور و وسط راکتور و در قسمت تحتانی کار این بهم زن جلوگیری از تجمع گاز و یا کاتالیست و یا پلیمر در یک نقطه است یعنی جلوگیری از بوجود آمدن نقاطی که درجه حرارت آن نقاط از حد معمول بیشتر باشد به عبارت دیگر در بوجود آمدن temp – profile کمک می کند .
در مقابل هر قسمت از ورودی کاتالیست یک Tic کار گذاشته شده که در صورت تغییر درجه حرارت مقدار تزریق کاتالیست به راکتور تغییر می کند تا درجه حرارت به مقدار معین ثابت بماند . تمام گازهایی که به راکتور وارد می شوند به پلیمر تبدیل نمی شوند بلکه مقداری از آن به پلیمر تبدیل می گردد .
درصد تبدیل گاز به پلیمر را conversion percentage می گویند که مقدار آن بین 12% تا 18% است .
درصد تبدیل گاز به پلیمر بستگی مستقیم به اختلاف درجه حرارت خروجی و ورودی دارد . هر قدر این اختلاف درجه حرارت بیشتر باشد این درصد بیشتر است . یعنی هر قدر بتوان درجه حرارت ورودی را کم و درجه حرارت خروجی را زیاد کرد می توان این درصد را بالا برد البته این تغییرات محدود است .
کار راه اندازی راکتور به این ترتیب است که ابتدا مقدار 1000kg/hr گاز وارد راکتور می کنند . البته کمپرسورها به ظرفیت کامل کار می کنند ولی مقدار اضافی گاز را از لوله By pass بعد از گذشتن از Recycle yard به قسمت اولیه کمپرسور برگشت می دهند .
شیر خروجی راکتور بسته است تا فشار راکتور به حد معین برسد . زمانی که فشار 1250kg/cm2 شد درجه حرارت داخل راکتور را توسط بخار به 1600C – 1800C می رسانند . در اینجا سیستم کنترل مورد استفاده نیست بلکه با کم و زیاد کردن مقدار بخار در ژاکت راکتور Start heater درجه حرارت را کنترل می کنند . زمانی که درجه حرارت به این اندازه رسید start up heater را از سرویس خارج می کنند و فقط از ژاکت دور راکتور استفاده می کنند که گاز گرم باقی بماند . بهم زن را بکار می اندازند تا در موقع تزریق کاتالیست مقداری از آن در یک جا جمع شود و تولید درجه حرارت بالاتر از حد معمول شود و خطر تجزیه گاز و پلیمر ایجاد شود .
سپس تزریق کاتالیست شروع می شود در تزریق کاتالیست خیلی باید دقت کرد وقتی کاتالیست وارد راکتور می شود شروع به ایجاد رادیکال آزاد می کند و فعل و انفعالات شروع می شود با شروع شدن فعل و انفعال درجه حرارت و فشار بالا می رود . در این لحظه تمام بخارهایی که به منظور گرم کردن اولیه بکار می رفتند از سیستم خارج می شود و گاز سرد وارد راکتور می شود . تا بالا رفتن درجه حرارت از کنترل خارج نشود . درجه حرارت در راکتور را بوطریق می توان کنترل کرد یا با تغییر مقدار گاز سرد که وارد راکتور می شود و یا با کم و زیاد کردن مقدار کاتالیست وقتیکه شرایط راکتور و به حالت پایداری رسید مقدار گاز ورودی را زیاد می کنند و دستگاه اتوماتیک کنترل را وارد سیستم می کنند .
مقدار conversion برای هر صد درجه حدود 7% است راکتور را باید در شرایط adiabatic نگه داشت چون واکنش حرارت زاست با مقدار گاز ورودی به راکتور می توان این حرارت را جذب کرده و درجه حرارت را ثابت نگهداشت .
درجه حرارت خروجی را به سه دلیل نمی توان زیاد کرد .
اگر درجه حرارت از مقدار معین بالاتر برود امکان خراب شدن degradation پلیمر هست
ممکن است پلیمر شدن گاز در اثر حرارات بوجود بیاید و پلیمرهایی با وزن مولکولی کم بوجود بیاید . این فعل و انفعال در درجه حرارت بالاتر از 320C انجام می شود .
درجه حرارت از بالاتر از 3200C ممکن است گاز اتیلن تجزیه شده و فشار بشدت بالا رود و تولید خطر کند
تجزیه اتیلن در درجه حرارت بالا فشار را به سرعت بالا می برد و اتیلن تبدیل به کربن و هیدروژن و گاز متان می شود . برای جلوگیری از خطر دوتا rupture disk در طرفین راکتور قرار گرفته است که روی فشار 2426kg/cm2 تنظیم شده است . و در موقع بالارفتن فشار از این مقدار R-D پاره شده و گاز به قسمت Silencer وارد می شود . در این لحظه فشار اضافی پایین می آید .
دو شاخه از man2eLoil در قسمت راکتور تعبیه شده است یکی روی قسمتی که گاز به شش قسمت تقسیم می شود و دیگری روی خود راکتور .
فشار راکتور توسط یک شیر بنام Letdown valve که در زیر راکتور قرار گرفته کنترل می شود . این شیر دارای ساختمان پیچیده است . به بصورت Hic و هم به صورت Pic(PIC -1117) کار می کند . یعنی 50% از باز شدن بوسیله Hic است و 50% هم بصورت Pic . 50% بصورت چرخشی باز و بسته می شود و 50% بصورت حرکت مستقیم لوله های ورودی و خروجی به شیر با بخار پوشیده شده است تا پلیمر بصورت مذاب باقی بماند
Stop condition for Reactor a injection
1- RX Stirrer ------------ stop
2- Sec Comp ------------ stop
3- Deviation of temp in RX – greater than ± 30 0c
There are two reason one is change of process condition
The other is Tic Failure
4-Cat – injection pump master switch – off