دانلود گزارش کارآموزی واحد پلی اتیلن سبک خطی LLDPE در پتروشیمی امیر کبیر

مقدمه

قرارداد پروژه واحد Liner low Density poly Ethylen در سال 2000 با شرکت British Petroleum بسته شده و ساخت این واحد از سال 1380 آغاز شده است. مساحت آن 5/7 هکتار و ارتفاع آن از سطح دریا 5/3 متر می باشد. شرکت BP ظرفیت گارانتی شده را  پیش بینی کرده که با توجه به تهمیداتی این ظرفیت تا  نیز خواهد رسید. کارکرد این پروژه 8300 ساعت در سال می باشد و گریدهای HDPE و LLDPE را تولید خواهد کرد.

در قسمت پلیمریزاسیون اتیلن به عنوان مونومروبوتن-1 به عنوان کومونومر در بستر سیال راکتور با استفاده از کاتالیست زیگلرناتا و کوکاتالیست تری اتیل آلومینیوم واکنش می دهد و پودر اتیلن تولید می شود. بعد از آن مواد هیدروکربنی و مونومرهای موجود در پودر بازیابی شده و کاتالیست باقیمانده در پودر غیر فعال می شود. سپس پودر به اکسترود می رود و در آنجا افزودنی به آن افزوده می شود و بعد به صورت گرانول به قسمت بسته بندی حمل می شوند.

پلی اتیلن ماده ای بدون بو، بدون رنگ، شفاف و به صورت جامد کریستالی است. گرد و غبار آن، آتش گیر است و در اثر اختلاط با هوا، می تواند حالت انفجار به خود گیرد و در صورت حرارت شدید قابلیت سوختن دارد. در دمای بالا، در اثر تجزیه باعث سوزش و ایجاد مسمومیت شده که به دلیل تبدیل ترکیبات اتیلن با اسید اکریلیک و فرمالدئید می باشد.

به طور کلی پلی اتیلن در شرایط معمولی و در دمای محیط ترکیبی غیر سمی محسوب شده ولی در اثر سوختن تولید مواد سمی می کند.

دانسیته یکی از پارامترهای اصلی و مهم برای شناسایی مشخصات هر ماده پلیمری است. پلاستیک ها موادی هستند که در مقایسه با سایر  مواد مانند فلزات و شیشه دارای دانسیته پایین تر هستند که این مسئله باعث صرفه جویی زیادی در هزینه های حمل و نقل می شود. علاوه بر این از انجائیکه مواد پلیمری به صورت وزنی فروخته  می شوند، دانسیته نقش به سزایی را در قیمت ایفا می کند. چرا که هر چه دانسیته پلیمر مورد نظر پایین تر باشد نسبت سطح به وزن بزرگتر        می شود. در جدول (ج) دانسیته چند نوع پلیمر مشاهده می گردد.

پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE)

پلی اتیلن سبک خطی (LLDPE) دارای مولکولهایی است که ساختار زنجیره اصلی آنها خطی است و گروه های کوتاه آلکیلی، به صورت شاخه هایی به آن متصل هستند. متوسط فاصله بین شاخه ها در طول زنجیره اصلی، معمولاً بین 25 الی 100 اتم کربن است.. وجود شاخه تا حدودی مانع بلوری شدن پلیمر شده و در نتیجه چگالی این نوع پلی اتیلن را نسبت به HDPE می کاهد.

گرم

سانتی متر مکعب متر

چگالی LLDPE در حدود می باشد. قطعات قالب گیری شده از این ماده تا حدودی مه گون و سفید بوده، بو و مزه ای نداشته و می توانند کاملا انعطاف پذیر یا آنقدر سخت باشند که با اندکی خم کاری دچار تغییر شکل دائمی گردند. البته حداکثر سفتی این محصولات هنوز اندکی کمتر از نرم ترین گونه های HDPE می باشد. فیلم های نازک LLDPE کاملا شفاف بوده و در برابر پارگی و سوراخ شدگی بسیار مقاوم هستند. تولید فیلم پلاستیکی بیشترین  کاربرد پلی اتیلن ها را تشکیل می دهد.

سهم مصرف پلی اتیلن های خطی نسبت به دیگر مواد ترموپلاستیک عمده در جهان در سال 2002 میلادی، حدود 25 درصد بوده است. پلی اتیلن های خطی کاربردی متنوعی در زمینه های بسته بندی مواد غذایی، ظروف مواد شیمیایی مایع و جامد (شوینده ها، شامپو، داروها، رنگ، مواد آرایشی، روغن موتور) و جعبه های نوشابه و آب میوه، بشکه ها و انواع مخازن، انواع کیسه ها (بسته بندی مواد غذایی و لبنی، زباله، فریزر و غیره)، لوله های انتقال آب و گاز، انواع درپوش ها، کلاهک ها، روکش سیم و کابل، وسایل پلاستیکی خانگی، اسباب بازی ها و غیره دارند.

قیمت LDPE پائین تر از HDPE است و HDPE دارای سختی بیشتری نسبت به LDPE می باشد و به همین جهت از LDPE کمتر در ساخت بطری استفاده می گردد و بعضا، در ساخت بطری های آرایشی که به شفافیت بالا نیاز دارند استفاده می گردد. LDPE در مقابل نفوذ بخار آب و رطوبت پایداری خوبی دارد اما در مقابل O2، CO2 و سایر گازهای اتمسفری و بعضی روغن ها نفوذپذیر می باشد. از LDPE برای تولید فیلم و پوشش دهی به روش اکستروژن و تولید کیسه های با دوام استفاده می گردد. امروزه در بعضی کاربردها خیلی حساس از LLDPE به جای LDPE استفاده می شود.

یکی از مزایای LLDPE تحمل بالای آن در برابر کشیدگی و پاره گی است که امکان استفاده از ضخامت های پایین فیلم را فراهم می کند. LDPE و LLDPE مصرف شده را چندین بار می توان فرآورش نمود بدون آنکه در ویژگی های معمول و متعارف آن تغییری حاصل گردد. مواد بازیافتی را می توان با هر نسبتی با مواد نو مخلوط کرده و دوباره متناسب با نیاز و نوع محصول مورد نظر جدید فرآورش نمود.

خواص LLDPE را می توان حد واسط LDPE و HDPE در نظر گرفت به گونه ای که خواص آن تلفیقی از خواص این دو پلیمر می باشد. به کار گیری تکنولوژی Swing موجب تهیه انواع LLDPE با خواص و کاربدهای ویژه گردیده است. یکی از انواع محصولات LLDPE که قرار است در پتروشیمی امیرکبیر تولید شود، دارای دانسیته پایین (در حدود ()   و انعطاف پذیری و چغرمگی بالا می باشد. در ضمن مقاومت بالا در برابر عوامل محیطی از جمله مزایای این نوع محصول است. پایداری حرارتی بالا و جوش پذیری LLDPE به خودش از فواید این پلیمر می باشد و با توجه به همین ویژگی هاست که یکی از کاربردهای LLDPE ساخت انواع فیلم های بسته بندی به استثناء فیلم های جمع شونده است.

در جدول الف و ب به خواص عمومی LLDPE و نام های تجاری آن اشاره شده است. بدیهی است که خواص و ویژگی های گریدهای مختلف LLDPE با توجه به تعداد آنها متنوع بوده و به همین دلیل موجب به کارگیری وسیع آنها در صنایع و تولیدات مختلف شده است.

در جدول الف و ب به خواص عمومی LLDPE و نام های تجاری آن اشاره شده است. بدیهی است که خواص و ویژگی های گریدهای مختلف LLDPE با توجه به تعداد آنها متنوع بوده و به همین دلیل موجب به کارگیری وسیع آنها در صنایع و تولیدات مختلف شده است.

(الف) برخی از خواص مکانیکی (LLDPE)

(ب) اسامی تجاری برخی از LLDPE عرضه شده در بازار

فصل اول

آماده سازی خوراک (FPU)

(1) بخش آماده سازی خوراک (FPU)

(1-1) خالص سازی اتیلن

براساس مشخصات ارائه شده از طرف BP(BRITISH PEROLIUM) بایستی ترکیبات زیر را اتیلن ورودی به واحد حذف گردند.

اکسیژن

رطوبت

حذف و در راکتورهای A/B 101-D- 30 که در آنها از کاتالیست بر پایه مس استفاده می کنند، حذف می شوند.

براساس واکنش زیر،

و براساس واکنش زیر:

درجه حرارت اتیلن ورودی به واحد، ابتدا در مبدل 101-E- 30 تا و سپس در مبدل 102 E- به می رسد.

در راکتورهای A/B 101 D-اکسیژن موجود درخوراک توسط اکسید شدن مس بطور تقریباً کاملی حذف می شود و اکسید مس تولید شده توسط مقادیر بسیار کمی از CO موجود در خوراک به حالت اولیه (Cu ابتدایی) برگشته و CO و 2CO تبدیل می شود و به این ترتیب مقدار CO موجود به کمتر از ppm 1/0 می رسد.

هر کدام از این بسترها بصورت اسمی برای مدت سه ماه استفاده می باشد که پس از گذشت این مدت باید بازیافت شوند.

(این زمان برای 31900 تا 38800 گرم بر ساعت در شده است) در حالت عادی TREATER ها بصورت سری مورد استفاده قرار می گیرند ولی در هنگام بازیافت یکی از آنها، دیگری می تواند با ظرفیت کامل در سرویس قرار بگیرد و اختلالی در فرآیند بوجود نمی آید.

عمل باریافت (REGENARTION) توسط مخلوط گازهای هیدروژن به نیتروژن داغ به نسبت حجمی 2,1 تا 5 درصد انجام می شود که این نسبت براساس حالت نهایی کاتالیست می باشد.

(2-1)حذف رطوبت و اکسیژن و ترکیبات اکسیژن دار:

گاز پس از خروج از A/B101 D- در 101E- خنک می شود و سپس برای رسیدن به دمای از 103E- عبور می کند. این مبدل توسط آب COOLING خنک می شود.

دو عدد DRIER در ادامه جریان هستند. هر DRIER دارای سه لایه مواد پر کننده می باشد:

- لایه اول در بالای مخزن، جاذب های مولکولی (MOLECULAR SIVES) با قطر قرار می گیرند که قابلیت حذف رطوبت به کمتر از ppm 1/0 را دارند.

- لایه دوم در وسط: جاذب PC600 ACTIGOUARD برای حذف 2CO و COS و رساندن غلظت اینگونه ناخالصی ها به کمتر از ppm1/0.

- لایه سوم در ته مخزن، جاذب ACTIGUARD SPC. برای حذف متانول در ترکیبات اکسیژن دارد هر بستر براساس ظرفیت اسمی برای یک ماه کارکرد با ظرفیت 31900 تا 38800 کیلوگرم بر ساعت خوراک در نظر گرفته شده است.

- در حالت نرمال DRIER ها بصورت سری بکار می روند ولی اگر بخواهند یکی از آنها را بازیابی کنند دیگری می تواند با تمام ظرفیت در سرویس قرار گرفته و هیچ اختلافی در فرآیند ایجاد نمی شود. عملیات بازیافت (REGENARATION) توسط نیتروژن داغ صورت می گیرد. اتیلن تصفیه شده وارد کمپرسور A/B 101C- شده و فشار آن به مقدار مورد نظر می رسد. این کمپرسورها بصورت رفت و برگشتی (REGENARATION) می باشند. میزان فشار توسط یک سیستم کنترل SPILLBACK که بر خروجی کمپرسور قرار گرفته است، کنترل می شود. اتیلن خروجی از کمپرسور توسط مبدل 104E- تا خنک شده و به سمت پلیمریزاسیون فرستاده می شود.

3-2-1 تصفیه هیدروژن

مقدار 2H موجود باید مطابق با مشخصات گرفته شده در BP باشد.

- A/B 103- D-30 در اینجا پیش بینی شده است. هر DRIER با یک لایه از مولکولارسیوها با قطر پر شده تا آب موجود را بازیابی کنند و مقدار آن را به کمتر از PPm 1/0برسانند. بازیافت مجدد با استفاده از نیتروژن داغ صورت می گیرد.

هیدروژن بازیافت شده سپس به واحد پلیمریزاسیون فرستاده می شود یک قسمت کوچک از آن برای کمک به بازیافت مواد ذکر شده در A/B 101D- و A/B 570 D- به این مخازن فرستاده می شود.

(4-1) خشک کردن بوتن -1

A/B104- D-30 برای خشک کردن بوتن -1 پیش بینی شده است. هر بستر براساس ظرفیت اسمی برای مدت زمان کارکرد یک ماهه تعبیه شده است. خشک کن ها در حالت نرمال بصورت سری کار می کنند، اما هر خشک کن گنجایش مشخصی دارد که با تکمیل شدن آن باید بازیابی شود.

هر خشک کن با دو لایه جاذب متفاوت پر شده است:

- لایه اول در پایین: مولکولارسی از نوع است که جذب آب استفاده می شود و مقدار آن را به کمتر از ppm 2/0 می رساند.

- دومین لایه در بالا، جاذب از نوعPC 600 ACTIGUARD که به عنوان محاظ برای جلوگیری از ورود ترکیبات آلوده کننده اکسیژن به کار می رود. (مقادیر، مطابق با مشخصات ارائه شده توسط BP می باشد.) بعد از بازیافت، جریان بوتن -1 به (105D-) BUFFER DRUM فرستاده شده و سپس به واحد پلیمریزاسیون پمپ می شود. پمپ تزریق بوتن -1 A/B 101P- می باشد که از نوع SUNDYNE PUMP است.

BUFFER DRUM به یک TRIP می باشد که از نوع SUNDY PUMP است.

BUFFER DRUM به یک TRIP مجهز شده که در صورت OVER FILLING، خوراک ورودی را قطع خواهد کرد. فشار در 15D- در محدوده ای بین فشار متوسط نیتروژن و FLARE نگه داشته می شود. در پمپ نوع SUNDYNE یک افزایش اجتناب ناپذیر دما داریم که با استفاده از کولر 105E- که بر خط جریان MIN پمپ قرار گرفته، این مشکل رفع خواهد شد.

(5-1) خشک کردن پنتان

پنتان مورد نیاز از یک جفت کانتینر بارگیری می شود و با استفاده از نیتروژن فشار پایین به (BUFFER DRUM) 107D- می رود. البته پس از عبور از 106-D در 107-D پنتان خشک جمع آوری می شود. پنتان مسیرش را از 106-D به 107-D توسط پمپ104 P- طی می کند. خشک کردن این ماده بصورت BATCH انجام می گیرد 106-D در حالت نرمال برای یک دوره ی یک ماهه تعبیه شده است. و وقتی که آلودگی آبی یا ترکیبات اکسیژن دار در آن زیاد باشد، برای یک سیکل 24 ساعته کار می کند.

این لایه با دو لایه متفاوت جاذب پر شده است:

- اولین لایه در پایین. مولکولارسیو برای جذب آب به کمتر از PPm 2/0 حجمی می باشد.

- دومین لایه در بالا از جاذب نوع PC 600 ACTIGUARD یا مشابه به عنوان محافظ در برابر ترکیبات اکسیژنی.

بازیافت توسط نیتروژن داغ انجام خواهد شد.

فصل دوم

مکانیزم پلیمریزاسیون

(واحد پلیمریزاسیون PU)

2- مکانیزم پلیمریزاسیون (واحد پلیمریزاسیون pu):

(1-2) تزریق کاتالیست

واحد تزریق کاتالیست شامل موارد زیر می باشد:

- ZIEGLER SDX CATALYST TOTE BINS

- CATAL YST INJECTION PAKAGE 30-PK-375 این PAKAGE شامل:

- FOUR DOSING VALVES: UV-30201 A/B/C/D

- FOUR CATALYST FEED CYCLONES: 30-D-380A/B/C/D هر قسمت مونتاژ شده (سیلکون تغذیه کاتالیست+ DOSING VALVES) بر روی یک خط تزریق نصب شده است. 30-D-390 یک INJECTION BOOSTER DRUM می باشد.

(2-2) انتقال پودر کاتالیست به PAKAGE-375:

پودر کاتالیست در یک مخزن قابل حمل ذخیره شود. این مخزن با استفاده از یک بالابر، بر سکوی اندازه گیری وزن قرار می گیرد و به یک خط دائمی توسط یک اتصال انعطاف پذیر (FLEXIBLE) متصل می شود. قبل از INDTALLATION این اتصالات قابل انعطاف به صورت دستی توسط نیتروژن PURGE می شود، به این دلیل که هوا و آبی از طریق خطوط به سیستم تزریق کاتالیست وارد می شود، کاتالیست را سمی نکند.

قبل از انتقال کاتالیست TOTE BIN توسط نیتروژن با خلوص بالا تحت فشار قرار می گیرد، تا برای انتقال به STOCK LINES آماده شود. انتقال کاتالیست از TOTE BINS به STOCK LINES تحت کنترل SEGUENCE 34 می باشد.

انتقال متناوبا به صورت BATCHWISE انجام می گیرد و پر شدن زمانی صورت می گیرد که STOCK PIPE خالی شده و نیاز به پر کردن مجدد دارد.

STOCK PIPE از سه بخش مجزا تشکیل شده است.

- بخش بالایی بین: TOTE BIN و UV-30102

- حجم نگهدارنده بین UV-30102B و UV-30106

- بخش پایینی بین UV-30106B و DOSING VALVES کاتالیست بخش پایینی نهایتا به چهار STOCK LINE می یابد (AL: 30101 ACYIVE) مراحل زیر به ترتیب انجام می گیرد:

- حجم نگهدارنده با بسته شدن UV-30102 A/B و UV-30103

- بخش پایینی بین UV-30106B و DOSING VALVES کاتالیست بخش پایینی نهایتاً به چهار STOCK LINE می یابد (AL: 30101 ACTIVE) مراحل زیر به ترتیب انجام می گیرد:

- حجم نگهدارنده با بسته شدن UV-30102A/B و UV-30103 و UV30104A/B و UV-30106A/B ایزوله می شود و از طریق باز شدن UV-30105A/B فشار به HEADER ونت کاتالیست تخلیه می شود. یک صفحه ORIFICE میزان تخلیه فشار (DEPRESSURISATION) را کنترل می کند.

- سپس ولوهای UV-30102A/B باز می شوند و به پودر اجازه داده می شود توسط نیروی وزنش از TOTE BIN به مخزن نگهدارنده داخل شود.

(3-2) انتقال پودر کاتالیست از STOCK LINES به راکتور پلیمریزاسیون

R-400:

تزریق پودر کاتالیست به راکتور 400 توسط SEQUENCE 33 کنترل می شود.

هر سیلکون خوراک کاتالیست D-380A/B/C/D با کاتالیستی که از STOCK LINES می آید، تغذیه می شود که در این مسیر (UV-30201 A/B/CD) DOSING VALVE بکار می رود که بصورت بادی (گازی) کار می کنند. که در حالت نرمال، سه ولو عمل می کنند و چهارمی بصورت STANBY در سیستم است.

در حین هر چرخش DOSING VALVE از پودر کاتالیست پر می شود و سپس به D-380A/B/C/D خالی می شود. این DOSE چرخش ولوها و یا تعداد آنها مطابق نیاز RGPC مشخص تنظیم شده است. UV-3020A/B/C/D بصورت جفتی (A/C یا B/D) قرار گرفته اند و هر جفت به CATALYST INJECTION BOOSTER DRUM متصل می شود. (D-390) که فشار بالایی از نیتروژن ایجاد می کند تا حمل پودر کاتالیست از D-380A/B/C/D به R-400 به راحتی صورت بگیرد.

هر کدام از چهار خط تزریق در یکی از سه حالت زیر می توانند قرار بگیرند:

FLUSH, STOP یا INJECT:

در مدل STOP خط تزریق از R-400 با استفاده از ولوهای UV-30202A/B/C/D بسته می شوند و در مدل FLUSH همه عملیات با استفاده از نیتروژن صورت می گیرد. ولو مورد استفاده در مدل، DOSING VALVE INJECTION مشابه مدل FLUSH است.

(4-2) واحد پلیمریزاسیون:

در این واحد، پلیمریزاسیون اتیلن و کومونومر در یک راکتور بستر سیالی انجام می گیرد و نهایت پودر از کاتالیست و مونومرها و هیدروکربنهای باقیمانده جدا خواهند شد، سپس پودر برای اضافه کردن ADDITVE در مسیر هدایت خواهد شد.

(5-2) واکنشهای پلیمریزاسیون:

الف) REACTION LOOP

واکنشهای پلیمریزاسیون در یک راکتور پلیمری از نوع بستر سیالی انجام می گیرد R-400 و ذرات رشد یافته پلیمری در راکتور در یک FLUIDISED همراه با گازی که شامل اتیلن کومونومر (بوتن-1)، هیدروژن، پنتان و گاز بی اثرهاست (تقریباً شامل متان، اتان، نیتروژن) نگه داشته می شود.

برای جلوگیری از سرریز پودر در قسمت بالای راکتور R-400 سرعت FLUDISATION GAS کاهش داده می شود. گاز از بالای راکتور خارج می شود و ذرات اضافی موجود در آن در سیلکونهای گازی CY-400A/B جدا شده و سپس توسط اجکتورهای دوره ای به راکتور برگشت داده می شود. در اینجا از PG که خروجی J-400، (C-401) BOOSTER COMPRESSOR است به عنوان یک بستر متحرک استفاده می شود. به منظور جلوگیری از وا رفتن پلیمر، E-403 دمای اجکتورهای گاز متحرک پایین تر از دمای واکنش نگه می دارد. E-403 در خروجی C-401 قرار دارد و در زمان start up مورد استفاده قرار می گیرد.

برای مشخص شدن هرگونه گرفتگی، TI-40205/40206 (به ترتیب برای سیکونهای B,A دمای پوسته سیلکونها را نمایش می دهند.

گاز خروجی از سیلکونها CY-400A/B به E-400 رفته، در آنجا خنک می شود و در D-409 مایعات و گازها از هم جدا شده و گاز از طریق کمپرسور C-400 به پایین راکتور وارد می شود. در ورودی کمپرسور صحفه ای قرار داده شده تا از ورود ذرات بزرگ به آن جلوگیری شود.

مایع توسط، نازل J-409A/B/C/D/E/F در جایی نزدیک به پایین راکتور، در بالای GRID راکتور تزریق می شود و در اینجا مایع در تماس با بستری که جاذب مقدار زیادی گرماست بخار می شود. نازلها توسط پمپهای P-409A/B تغذیه می شوند. که این پمپ برای سیستم جریان MIN تنظیم شده است. خروجی از D-409 در E-409 خنک می شود. مایع (TEA) REAGENT توسط پمپ P-455A/B به Mx-455 می رود و در آنجا با جریانی که از D-409 می آید ترکیب شده و بصورت کامل و بطور مساوی از 6 نازل می آید ترکیب شده و بصورت کامل و بطور مساوی از 6 نازل J-409A/B/C/D/E/F به راکتور تزریق می شود.

راکتور پلیمریزاسیون:

این نوع راکتور شامل گریدی افقی است و لوله ای که از مرکز GRID به سمت پایین قرار گرفته، تا زمان SHUT DOWN برای خالی کردن راکتور مورد استفاده قرار بگیرد. همچنین تجهیزاتی برای تخلیه همه پودر از میان GRID قرار داده شده است.

جهت ایجاد یک پروفایل جریان یکنواخت و همگن در راکتور PG ورودی از سمت پایین وارد می شود. تا پس از گرید، بطور مناسبی پخش شود.

اتصالات نیتروژن فشار بالا و متوسط در زیر گرید راکتور قرار داده شده اند، تا در هنگام START UP و SHUT DOWN جهت PURGING و افزایش فشار راکتور مورد استفاده قرار بگیرند. ممکن است گاز نیتروژن در زیر گرید به درون SPARAGE PIPE وارد شده تا پلیمرهای باقیمانده در راکتور، گاززدایی و DEACTIVE شده و شرایط خوبی جهت ورود نفرات تعمیرات به درون راکتور مهیا شود.

بنابراین پلیمر باقیمانده قبل از اینکه راکتور باز شود، برای نگهداری و حفاظت، غیر فعال می شود. مسیر VENT به اتمسفر از طریق SILENCER و به صورت دستی باز می شود که با استفاده از آن می توان قبل از استارت راکتور عملیات PURGING را انجام داد.

فشار درون راکتور با تخلیه گاز به سمت FLARE کاهش می یابد (از طریق UV-40203 و کنترل توسط HIC-40201).

PRIAMERY COOLER (E-400):

این کولر از نوع SHELL & TUBE است که گرمای واکنش پلیمری شدن را که همراه گاز خروجی از بالای راکتور خارج می شود. گرفته و باعث خنک شدن آن می شود و این کار با تغییرات دما در چرخه ی آب COOLING انجام می گیرد.

(D-409) MAIN LOOP SEPRATOR:

این SEPRATOR برای جداسازی بخار از مایع در چرخه گاز بکار می رود. بدین صورت که مایع از زیر SEPRATOR و از طریق پمپ P-409A/B و نازلهای تزریق مایع J-409A/B/C/D/E/F به قسمت پایینی راکتور وارد می شود. یک کنترل کننده LEVEL حد مایع را در مقدار تعیین شده برای D-409 نگه می دارد.

MAIN COMPRESSOR (C-400):

این کمپرسور از نوع سانتریفیوژ یک مرحله ای است که شدت جریان به وسیله ی پره های داخلی و از طریق HIC-40401 کنترل می شود. و مقدار FLUIDISATION GAS توسط (FI-40202) FLOWMETER اندازه گیری می شود. که این FI از نوع VENTURI می باشد، جهت SEAL کردن شافت کمپرسور از گازهای اتیلن و نیتروژن (NH) استفاده می شود که اتیلن به قسمت اول محفظه ی آب بندی، درست بعد از CASING کمپرسور وارد می شود.

بطوریکه امکان نفوذ اتیلن بدرون کمپرسور می باشد و در قسمت بعدی آن گاز نیتروژن وارد می گردد. تا از نفوذ PG به محیط جلوگیری شود.

C-400 (BOUSTER COMPRESSOR):

ازیاد فشار در حلقه ی گاز در خروجی C-400 اجازه می دهد یک نیروی محرک مناسب FINES RECYCLEING EJECTOR فراهم شود J-400A/B خنک کننده ی گاز خروجی از C-401، E-403 که چون در زمان Start این گاز فرآیندی گرم است، باعث خنک کردن آن می شود.

همچنین خطوطی از جریان زیر C-401 کشیده شده تا در صورت نیاز برای PURGE کردن جریان پایین دستی یا بالا دستی سیستم WITH DRAWAL و FLUSH کردن نازلهای تزریق مایع (J-409A/B/C/D/E/F) در زمان START UP لاینهای withdrawal مورد استفاده قرار گیرند.

ب) کنترل واکنش:

این بخش دیدگاههای اصلی کنترل واکنش را با کلیه جزئیات و یا رجوع به کنترل کننده ی RGPC خلاصه می کند.

دما:

گرمای پلیمریزاسیون توسط گاز منتقل می شود، گازی که در بستر سیال می چرخد و توسط مایعی که در نازلهای HP بخار می شود، گرما را منتقل می کند.

دما در خروجی R-400 به وسیله ی TIC-40101 کنترل می شود که این کنترل از نوع RGPC می باشد.

SET POINT مربوط به FIC-41301 که مقدار آب MAKE UP کولینگ را کنترل می کند بوسیله ی RGPC فراهم می شود. چرخش آب در E-400 به کمک P-405A/B انجام می شود و میزان آن توسط FIC-41304 کنترل می شود.

EMERGENCY COOLING برای حلقه ی گاز فرآیندی با استفاده از HS-41301 بدست می آید. این کلید بصورت کامل باز می شود. FV-41301 A/B و FV-41304 برای حدامثر شدن جریان آب COOLING می باشد.

بخار توسط (HEAT EJECTOR) به LOOP تزریق می شود، که این دستگاه بصورت موازی با E-400 برای گرم کردن گاز در حلقه واکنش حین START UP قرار دارد. FIC-41303 در حلقه قرار گرفته و دمای آب COOLING با میزان اضافه کردن بخار کنترل می شود.

فشار:

فشار راکتور توسط PIC-40108 موجود در REACTOR BULB نشان داده می شود. افت فشارهای موجود در R-400 اطلاعاتی راجع به ارتفاع بستر و رفتارهای سیال ساز (fluidization) به ما میدهد PID-40103 افت فشار را در GRID راکتور نشان میدهد.

Pdi-40109 و Pdi-40102 افت فشار را بر هر متر مربع از ارتفاع کل بستر نشان میدهند و به عنوان منابعی برای فهمیدن افت فشارها می باشد.

PDI-40101B و PDI-40101A قادرند افت فشار کلی موجود در بستر را نمایش دهند. همچنین می توان PDI-40406 در FLUIDISATION LOOP افت فشار کلی را اندازه گیری کرد. (به عنوان مثال تفاوت فشار ورودی و خروجی C-400) و PDI-40103 که قدار است میزان خطا را برای شدت جریان نمایش دهد. PRESSURE TAPPING ها توسط PURGE کردن با نیتروژن فشار بالا تمیز خواهند شد.

ارتفاع بستر:

ارتفاع بستر با مراجعه به فشار اندازه گیری شده توسط- PDI PDI-40102, 40109 و با ترکیب اختلاف فشارهای اندازه گیری شده توسط PDI-40101B PDI-40201A و به وسیله RGPC اندازه گیری می شود. این ارتفاع با تغییر فرکانس عملیات سیستم LATERAL WITHDRAWALI که از طریق افزایش یا کاهش سرعت پلیمر خروجی از راکتور ایجاد می شود، کنترل می گردد.

سرعت و میزان تولید:

میزان تولید از طریق جریان کلی اتیلن که توسط FQIC-40406 اندازه گیری می شود و نیز اندازه گیری سرعت یک کومونومر شناخته شده با گرید داده شده و معلوم (K COMO) محاسبه می شود. این مقدار با تغییر سرعت و میزان افزایش کاتالیست کنترل می شود.

اگرچه میزان پلیمریزاسیون از ترکیب گاز تاثیر می گیرد، لازم است که میزان فشار جزی کومونومرها مطابق میزان تولید و خواص مورد نیاز پلیمر باشد.

دانسیته:

دانسیته پلیمر با تغییر نسبت فشار جزیی کومونومر به اتیلن کنترل می شود و با افزایش این نسبت، دانسیته کاهش می یابد. دانسیته همچنین از مقدار MELT INDEX محصول نیز تاثیر می پذیرد که البته تاثیر آن در مقایسه با تاثیر غلظت کومونومر ضعیف می باشد. نسبت فشار جزیی کومونومر به اتیلن اصلی ترین متغییر برای کنترل دانسیته می باشد.

MELT INDEX (MI):

پارامتر کلیدی در کنترل MELT INDEX نسبت فشار جزیی هیدروژن به اتیلن می باشد. با افزایش نسبت هیدروژن به اتیلن MELT INDEX افزایش می یابد.

حضور کومونومر نیز بصورتی تابعی از نسبت فشار جزیی کومونومر به اتیلن، اندکی MELT INDEX را افزایش می دهد.

(6-2)کنترل فشار کلی راکتور:

فشار کلی راکتور مستقیماً کنترل نمی شود. اپراتور یک فشار پایین اضافی به عنوان مقدار مقرر، و نیز فشار کلی مورد نظر را که برای تعیین مقادیر مقرر فشار جزیی اجزاء بی اثر استفاده می شود را وارد می کند. اگر فشار راکتور کمتر از 0.3bar از مقدار مقرر می شود، کنترل فشار پایین (low pressure overrid) PIC-40108 از طریق FIC-40402 نیتروژن اضافه می کند. اگر فشار راکتور بالاتر از میزان مورد نظر شود، در ان صورت فشار توسط سیستم PURGING کنترل می شود. تمامی اطلاعات وابسته به چرخه واکنش (فشار کلی، دما، ترکیب و دبیها) برای RGPC (کنترل فاز گاز راکتور) که فعالیتهای کنترلی لازم برای فاز گاز را تعیین می کند، ذخیره می شود. RGPC از طریق فشاز جزئی محاسبه شده از ترکیب و نیز فشار کلی می گیرد. مولهای هیدروژن، اتیلن کومونومر و بی اثرها (INERTS) شامل نیتروژن، متان، اتان و پنتان توسط آنلایزرهای Al-40204,AI-40203 در فاز گاز اندازه گیری می شود.

هیدروژن: اضافه کردن هیدروژن به چرخه توسط FOIC-40403 کنترل می شود.

اتیلن: اضافه شده اتیلن به چرخه توسط FQIC-40406 کنترل می شود.

بوتن-1: اضافه کردن کومونومر به چرخه توسط FQIC-40301 AIB کنترل می شود. (بسته به گریئ تولیدی)

پنتان: پنتان از یک جزء بی اثر در چرخه پلیمراسیون می باشد که در واکنش پلیمراسیون شرکت نمی کند. این مقدار همچنین مستقل از کنترل فشار اجزاء بی اثر کنترل می شود.

پنتان برای بهبود حذف گرمای (HEAT REMOVAL CAPABILITY) به چرخه اصلی تزریق می شود. میزان اولیه به عنوان تابعی از آنالیز داده شده توسط AI-40203 و AI-40204 و دبی داده شده توسط FQIC-40302A/B تغییر می کند.

مواد بی اثر (INERTS):

میزان MAKE UP مواد INERTS بر حسب تفاوت بین جمع فشار جریان ورودی و فشار کلی مورد نیاز راکتور تعیین می شود. این مواد بی اثر شامل نیتروژن، متان، بوتان، الیگومر و اتان می باشد. اتان تنها جزء INERTS نیست و از واکنش هیدروژن و اتیلن که همزمان با ورود خوراک اتیلن به راکتور رخ می دهد نیز، تشکیل می شود. غلظت مواد بی اثر (INERT) در فاز گاز توسط AI-40204, AI-40203 اندازه گیری می شود مواد بی اثر با کنترل جریان توسط FIC-40401 سمت هدر فلر، PURGE می شوند.

میزان آب (LEVELE آب) در فاز گاز بوسیله آنالایزر AI-40201 اندازه گیری می شود. نمونه گیر در چرخه اصلی گاز ورود بالا دست جریان E-400 قرار گرفته است.

اکسیژن:

میزان اکسیژن در فاز گاز توسط آنالایزر AI-40401 اندازه گیری می شود. بخش نمونه گیر روی جریان پاین دست چرخه اصلی گاز کمپرسور C-400 قرار داده شده است.

دبی گاز فلودایز کننده:

دبی گاز سیر کوله شده در چرخه وسط FI-40202 که روی سیلکونهای موجود روی جریان گاز پایین دست CY-400A/B قرار داده شده اندازه گیری می شود.

خواندن FI-40202 به همان صورت با استفاده از DCS صورت می گیرد که بررسی اطلاعات مربوط به فاز گاز که توسط AI-40203 AI-40204, بدست آمده برای محاسبه دبی جرمی گاز فلودایز کننده و در نتیجه محاسبه سرعت فلودایز شدن در راکتور استفاده می شود.

FINE:

میزان FINE در چرخه فاز گاز توسط AI-40205 اندازه گیری می شود.

بخش نمونه گیر روی جریان پایین دست سیلکون گاز راکتور CY-400A/B قرار گرفته است.

(7-2)HIGH PRODUCTIVITY

تکنولوژی HIGH PRODUCTIVITY جدا کننده فازهای گاز و مایع در جریان بالا دست راکتور پلیمراسیون می باشد. مایع که مستقیماً به راکتور تزریق می شود از یک نازل با طراحی اختصاصی استفاده می کند. این نازلها در بهینه ترین جای بستر قرار می گیرند تا حرارت را حذف کرده و مایع در اثر برخورد با بستر فلودایز شده امکان بخار شدن پیدا می کند.

الف) جدا کننده چرخه اصلی MAIN LOOP SEPRATOR

در تکنولوژی HIGH PRODUCTIVITY مایع کندانس شده در E-400 در D-409 از گاز فلودایز کننده جدا می شود. فاز گاز از طریق کمپرسور C-400 به راکتور پلیمراسیون R-400 برگشت داده می شود. جدا کننده همه جریان مایع ورودی به چرخه را تنها از طریق جریان بالا دست جدا کننده دریافت می دارد.

مایع کندانس شده شامل موارد زیر می باشد.

کندانس های مایع هیدروکربنی گرفته شده از488 –VRU PURG DRUMD از طریق پمپهای جریان P-488 A/B, HC RECYCLE

کندانس های گرفته شده از VRU PURG DRUMD-488 از طریق پمپهای جریان مایع هیدروکربنی HC (P-486A/B)

خوراک بوتن -1 گرفته شده از FPU از طریق FV-4030 A/B.

خوراک پنتان گرفته شده از FPU از طریق FV-40302 A/B.

در راه اندازی، برای بوجود آوردن لوله، مایع پنتان از FPU مستقیماً به بخش پایینی (BOOT) D-409 خورانده می شود.

ب) نازلهای تزریق مایع 30-J-409A/B/C/D/E/F نازلهای تزریق بوسیله پمپهای تزریق مایع 30-P-409A/B که از طریق جریان برگشتی خنک کننده 30-E-409 با جریان FLOW SPILLBACK MINIMUM به 30-D-409 متناسب است، تغذیه می شوند.

این حداقل جریان MINI-FLOW H از طریق FC-40307 A/B کنترل می شود. کنترل موادکندانس شده در حرکت به سمت HIGH PRODUCTIVITY NOZZLE بوسیله ی کنترل LEVEL موجود روی 30-D-409 یا شماره LIC-40306 براساس HIGH PRODUCTIVITY SEQUNCE 40 انجام میپذیرد.

جریان REAGENT 20 توسط پمپهای REAGENT 20 30-P-455A/B, تامین شده و پس از مخلوط شدن با جریان مایع گرفته شده از 30-P-409A/B بطور مساوی بین 6 نازل تزریق مایع 30-J-409 A/B/C/D/E/F تقسیم می شود. در حالت عملیات نرمال راکتور بصورتی که در بخش START UP SHUT DOWN بیان شده راه اندازی خواهد شد و عملیات HIGH PRODUCTIVITY وقتی شروع خواهد شد که تولید به اندازه کافی بالا باشد.

شش نازل یکی پس از دیگری راه اندازی شده و توسط SEQUENCE 40 کنترل می شود. در طول راه اندازی یک نازل تزریق؛ نازل ابتدا بوسیله چرخه گاز که توسط COMPRESSOR BOOSTER (30-C-401) تامین می شود و از طریق UV-40511 تا UV-40516، PURG می شود. سپس از طریق UV-40521 تا UV-40526 و قبل از فرستادن کندانس های فشار بالا به نازل تزریق توسط نیتروژن PURGE PRIORITY NH می شود.

پیش از فرستادن مایع از اولین نازل تزریق، جریان در 30-E-400 برقرار می شود.

مسیر جریان برگشتی از طریق FV-40306A/B و نیز UV-406506 باز می شود. ( و UV-40307 روی جریان برگشتی بسته می گردد.)

راه اندازی سیستم HP بوسیله SEQUENCE کنترل می شود. در حالت بلوکه شدن نیتروژن PRIORITY NH و یا از دست دادن مایع در نازلها، این مقدار بوسیله UV-40521 تا UV-40526 از یک نازل به تنهایی تامین می شود. طراحی نازل و طرز قرار گرفتن آنها در راکتور جزء اطلاعات موجود در BP می باشد.