دانلود گزارش کارآموزی تولید آب های صنعتی در پتروشیمی رازی

مقدمه

کلیه فعالیت های انسان مستلزم مصرف آب است ،آب نه تنها مایه حیات موجودات زنده است بلکه از اساسی ترین و ابتدایی ترین نیازهای هر صنعت مخصوصا صنایع فرایندی به شمار می رودکه بسته به نوع فعالیت ، نیازمند آب با کیفیت شیمیایی خاص می باشد . صنعت بدلیل گستردگی و استفاده  از انواع مختلف دستگاه های متحرک نیاز به انواع مختلف انرژی دارد بگونه ای که بتواند دستگاه ها و ماشین های مختلف را به حرکت در آورد بطور مثال نیازمندی داشتن برق برای چرخاندن موتورهای الکتریکی ،سوخت های فسیلی برای چرخاندن موتورهای درون سوز و بخار برای به حرکت در آوردن توربین های غول پیکر می باشد.لذا لازم است که بگونه ای این انرژی ها تامین و به محل مصرف ارسال گردد.

در صنایع بزرگ نفت ، گاز و پتروشیمی از بخار آب جهت تولید جریان برق و به حرکت در آوردن انواع پمپ های و کمپرسورها و همچنین جهت عملیات گرمایش و جداسازی استفاده فراوان می شود.

هدف از تصفیه آب در کارخانجاتی که به آب صنعتی احتیاج دارند حذف ناخالصی ها و املاحی است که موجب خوردگی و یا ایجاد رسوب های مختلفی در مسیر های تماس آب مانند : مسیرهای آب خنک کننده ،مسیر آب یا بخار در مبدل های حرارتی ،بویلر ها می شود.

با توجه به گستردگیی صنایع و محدوده وسیع تکنولوژی بکار رفته در آنها لازم است هر صنعت بگونه ای مخصوص به خود ، آب را مورد تصفیه قرار دهد که این امر نیز بنابر اساس نیاز دستگاه های استفاده کننده از آب مشخص می گردد.

فصل اول :

خلاصه ای در رابطه با محصولات   پتروشیمی رازی

خلاصه ای از مجتمع رازی:

این مجتمع در کنار دریا و در زمینی به وسعت 30 هکتار تهیه شده عملیات ساختمانی از سال 1346 آغاز شده و در سال 1350 راه اندازی شد و تا الان مشغول بکار است.

واحدهای مجتمع :

1-تصفیه گاز

2-بازیابی گوگرد

3-اسید فسفوریک ( آریا فسفریک)

4-اسید سولفوریک

5- آمونیاک

6-اوره

7- دی آمونیوم فسقات

8-آب

9- نیروگاه

گاز ترش از مسجد سلیمان وارد کارخانه شده و تصفیه می شود و به صورت گاز شیرین و هیدروژن سولفوره در می آید.بخشی از گاز شیرین که در واحد تصفیه گاز بدست می آید به واحد آمونیاک منتقل شده و طی مراحل پس از شکسته شدن همراه آب و بخار به آمونیاک و گاز کربنیک تبدیل میشود.

این دو به وسیله لوله های به واحد اوره انتقال می یابد و در آنجا تحت فشار 6000 پوند در برج های ری اکتور با هم ترکیب شده و اوره به وجود می آورد .

جدا از گاز شیرین که از طریق واحد تصفیه گاز در اختیار سیستم قرار می گیرد در مواقع ضروری یعنی زمانیکه یکی از واحد های تصفیه گاز دچار مشکل شده یا فعالیتش متوقف می شود از گاز شیرین NGL ( مجیدیه ) استفاده میشود.

بخش از تصفیه گاز که به صورت هیدروژن سولفوره است بعد از تبدیل گوگرد به اسید سولفوریک مقداری از آن به واحد اسید فسفریک منتقل می شود در اینجا سنگ فسفات برای تولید اسید فسفریک به کار گرفته می شود.

بعد از تولید اسید فسفریک(که الن از سرویس خارج شده و توسط شرکت خصوصی آریا فسفریک تولید می شود ) قسمتی از آن به واحد دی آمونیوم فسفات انتقال می یابد دی آمونیوم فسفات همان کود فسفاته خاکستری رنگ است که ثمره ترکیب آمونیاک و اسید فسفریک است.

فصل دوم :

پارامتر های کیفی و انواع ناخالصی های آب

واحد تولید آب صنعتی:

آب خام مورد نیاز مجتمع از تلمبه خانه کوت امیر اهواز تامین میشود در تاسیسات کوت امیر آب رودخانه کارون بوسیله یک کانال روباز بطول 45  کیلومتر به تلمبه خانه منصوری فرستاده میشود سپس بوسیله پمپ از طریق لوله ای بطول 29 کیلومتر وارد تاسیسات مرغزله شده و مجددا بوسیله یک کانال روباز بطول 11 کیلومتر به تصفیه خانه بندر امام خمینی منتهی می کردد.

در این تصفیه خانه آب مورد نیاز مجتمع های بندر امام خمینی –رازی و منطقه ویژه بوسیله دو مسیر مختلف ارسال می گردد و هنگام ورود به مجتمع رازی در مخازن ذخیره آب خام وارد می شود که  سه مخزن در قسمت بیرونی شرکت قرار دارد و دو مخزن در قسمت درونی شرکت و ابتدای آن قرار دارد .

آبی را که عملیات تصفیه جهت مصرف در صنعت بر روی آن انجام پذیرفته باشد را آب صنعتی گویند.

مصارف عمده آب در صنعت :

مصارف آتش نشانی ، آشامیدنی ،غذایی ،بهداشتی

2- آب شرب برای مصارف خانگی

     3-  مصرف در پروسس و فرایند واحدهای صنعتی

4- تولید بخار و سیستم های توربینی تولید برق با نیروی محرکه بخار

مصارف آتش نشانی:

آبی که برای آتش نشانی مورد استفاده قرار میگیرد آب خام است بدون افزایش یا حذف ماده ای در آن  است.

آب شرب :

آب شرب آبی است که برای مصارف کارکنان پرسنل  مورد استفاده قرار میگیرد ، آب خام وارد مخازن شده و در آنجا مقداری از گل و لای آن ته نشین می شود و  توسط پمپ  به سمت مخازن فیلترهای شنی ساکشن می شود و آب خروجی آن که مقدار 200 متر مکعب است وارد مخزن دیگری میشود که به آن آب ژاول برای میکروب زدایی تزریق  و برای مصرف آماده میشود.

مصرف در واحد های صنعتی :

برای مصرف در واحد های صنعتی آب خام وارد  واحد زلال سازی شده و در آنجا با تزریق مواد  از جمله آب ژاول ،فریک ،پلیمر و سود تا اندازه ای املاح آب را میگیرند و آب را برای استفاده های واحد های دیگر آماده می کنند.(کولینگ ها جهت خنک کننده )

تولید بخار و سیستم های توربینی تولید برق با نیروی محرکه بخار که توسط آب    DM که در ادامه به توضیح آن می پردازیم.

اثرات زیان بخش مواد زائد در آب:

1-تولید رسوب در دستگاه های حرارتی و بویلر ها

2- خوردگی بویلر ها و دیگر سیستم های حرارتی و لوله هل

3-نامناسب بودن آب برای مصارف آشامیدن و خانگی

4-تولید بخار با کیفیت پایین

5-باقی گذاشتن لکه های زرد در محصولات مربوط به مواد غذایی

روش های تصفیه آبهای صنعتی:

1-نرم کردن آب

2-گرفتن املاح آب توسط رزین های مبادله کننده یونی

3-روش تقطیر

4-روش اسمز معکوس

5-آلترافیلتراسیون

6- روش الکترودیالیز

مشخصه آلودگی آب

1-میزان مواد معلق

رنگ و بوی آب رنگ و بوی آب را مواد ارگانیک و باکتریها بوجود می آورند.

2- PH   آب

فاکتور و عاملی جهت اندازه گیری غلظت یون های هیدروژن موجود در محلول است  هرچه یون هیدروژن بیشتر محلول اسیدی تر و فراوانی یون OH  در یک محلول نشاندهنده بازی بودن آن است.

3-مواد جامد موجود در آب :TOTAL SOLID

الف)مواد موجود در آب که سوسپاند سالید نام داد ( S.S )

     ب)مواد کلوئیدی

پ) کل نمک های جامد حل شده در آب  (T.D.S  )

4-  محموع سختی دائم و موقت آب : TH

سختی آب کلا به وجود کربناتها ، سولفات ها ، کلرهای فلزی Ca  و Mg  مربوط میشود

انواع سختی آب :

سختی موقت : شامل بیکربناتهاست که تحت درجه حرارت تولید رسوب میکند و از آب جدا می گردد.

سختی دائم : شامل کلرها ، سولفات ها ،نسترهای کلسیم و منیزیم می باشد که تحت درجه حرارت رسوب نمیکند و همراه آب حرکت کرده تا رسوب نمایند.

فیلتر ها:

آیا می دانید که :

-راندمان فیلتراسیون به اندازه معلق آب ورودی بستگی دارد.

- اگر سرعت جریان آب زیاد باشد راندمان حذف ذرات کمتر می شود.

- کمترین راندمان حذف ذرات معلق در یک فیلتر ،ذراتی با اندازه حدود یک میکرون است.

فیلتراسیون:

صاف کردن با فیلتراسیون یک روش فیزیکی برای حذف ذرات معلق در هر مایع از جمله آب است.این ذرات معلق می توانند گل ،رنگ ،موادآلی ،پلانکتون و باکتری و ذرات حاصل از خوردگی باشند.فیلتر ها را می توانند به دو دسته تقسیم کرد :

الف ) فیلتر های سطحی : که عمل جدا شدن ذرات معلق از مایع فقط در عمق بسیار کم که همان سطح فیلتر می باشد، انجام می شود .مثل کاغذ صافی یا فیلترهای کیسه ای

ب ) فیلترهای عمقی : که عمل جدا شدن ذرات معلق از مایع در اعماق بستر انجام می شود مثل فیلترهای ثقلی یا فیلتر های فشاری.

اساس کار فیلتر ها:

فیلتر ها برای جداسازی فیزیکی مورد استفاده قرار میگیرنداساس کار این فیلترها به گونه ای است که آبی که به آن وارد می شود بر روی یکسری ماسه هایی قرار می گیرد که این ماسه ها از ذرات ریز به درشت از بالا به پایین قرار دارند و بر روی یکسری نازل تعبیه شده اند که ابی که بر درون این فیلترها و بر روی ماسه ها قرار دارد بر اساس فشار اتمسفر از روی این فیلتر ها گذشته و به سمت نازل عبور می کند و در نازل ها نیز فیلتر شده و نمی گذارد که مواد جامد از آن عبور کند  و آب عبور می کند و باعث می شود ذرات جامد خود را بر روی این ماسه ها باقی گذارند که بسته به وضعیت فلو آب در زمان های مختلف فیلتر پلاگ شده و باید احیا شود.

فيلتر ها براي جداسازي فيزيكي مورد استفاده قرار ميگيرنداساس كار اين فيلترها به گونه اي است كه آبي كه به آن وارد مي شود بر روي يكسري ماسه هايي قرار مي گيرد كه اين ماسه ها از ذرات ريز به درشت از بالا به پايين قرار دارند و بر روي يكسري نازل تعبيه شده اند كه ابي كه بر درون اين فيلترها و بر روي ماسه ها قرار دارد بر اساس فشار اتمسفر از روي اين فيلتر ها گذشته و به سمت نازل عبور مي كند و در نازل ها نيز فيلتر شده و نمي گذارد كه مواد جامد از آن عبور كند و آب عبور مي كند و باعث مي شود ذرات جامد خود را بر روي اين ماسه ها باقي گذارند كه بسته به وضعيت فلو آب در زمان هاي مختلف فيلتر پلاگ شده و بايد احيا شود.

فصل سوم :

روش ها تهيه و تصفيه آب صنعتي

(پيش تصفيه )

يكي از مصارف عمده در صنعت براي توليد بخار و سيستم هاي توربيني توليد برق با نيروي محركه بخار بود كه توسط آب DM توليد ميشود.

كليه فرايند تصفيه آب صنعتي شامل سه قسمت زير مي باشند كه عبارتند از :

مراحل پيش تصفيه ( تصفيه مقدماتي )

سيستم (RO ) يا اسمز معكوس

ورود به برج هاي تبادل يوني ( آنيوني و كاتيوني )

كه طي عبور از اين سه بخش آب DM يا بدون املاح بدست مي آيد.

1- پيش تصفيه (تصفيه مقدماتي ) :

در اين بخش مقداري از املاح آب گرفته مي شود و جهت توزيع در مرحله بعد بكار گرفته مي شود كه اهميت اين قسمت در مراحل تصفيه آب به جهت حساسيت مراحل بدي حائز اهميت مي باشد.

آب خام ( ROW WATER ):

واحد تصفيه آب مجتمع پتروشيمي رازي بمنظور توليد روزانه 400 متر مكعب آب صنعتي ( DM ) طراحي شده كه پيش از ورود به واحد، اب خام مراحل پيش تصفيه را مي گذراند.

آب خام بخصوص آب هاي سطحي داراي مقدار زيادي املاح مي باشد كه قسمتي به صورت مواد معلق مي باشند و مواد معلق ممكن است آلي يا معدني باشند.

كه آناليز آب خام ورودي به واحد در بدترين شرايط بايد به شرط زير باشد.

اين آب وارد شفاف كننده يا كلاريفاير مي شود .

كلاريفاير :

از يك استوانه بزرگ با حجم 600 متر مكعب ساخته شده كه در وسط آن يك ميكسر براي تركيب مواد تزريقي وجود دارد و از يك اسكراور در دور ميكسر ساخته شده ك اسلش ها را كف كلاريفاير جمع كرده و از رسوب آن در ته مخزن جلوگيري مي كند و به سمتي كه براي دور ريز آن است هدايت ميكند.در قسمت بالا كلاريفاير يك قسمت ناوداني قرار دارد كه آبي كه تقريبا املاح آن گرفته شده از آنجا خارج و وارد مرحله بد مي شود.

در قسمت اوليه ورود آب به واحد وارد كلاريفاير مي شود كه مواد شيميايي به آن تزريق مي شود از جمله اين مواد آب ژاول،كلرو فريك، سود و پليمر كه هركدام براي از بين بردن ماده اي در آب است كه به آن تزريق مي شودكه به شرح زير است.

آب ژاول : تزريق اين ماده براي از بين بردن باكتري ها و ميكروارگانيسم ها ي موجود در آب است و همچنين مواد آلي را اكسيده مي كندو همراه آب ورودي به آب تزريق مي شود .

كلرو فريك : تزريق اين ماده براي انعقاد سازي املاح در آب است و حذف ذرات كلوئيدي در آب است .

پليمر : تزريق اين ماده به علت ساختار زنجيره مانندي كه دارد باعث ميشود بعد از تزريق فريك اثر خود را نشان داده و ذراتي كه منعقد شده اند بر روي پليمر پل سازي و سنگين شده و ته نشين مي شود.

سود : تزريق اين ماده براي از بين بردن سختي آب است يا به عبارتي سختي داوم آب را به موقت تبديل مي كند (تبديل كربنات ها به بي كربنات ها )

تزريق اين مواد فقط در شرايط خاصي و با مقدار خاصي تاثير گذار است و كمتر يا بيشتر آن اثر لازم را ندارد.مثلا فريك و آب ژاول در PH اوليه تاثير دارند و سود در ددماي بالا و به همين دليل فريك و آب ژاول از پايين و سود از بالا تزريق مي شود.

مرحله دوم :

در اين مرحله كه تصفيه فيزيكي صورت ميگيرد آب پس از خروج از كلاريفاير وارد فيلتر هاي روباز يا V فيلتر ها ميشود كه 3 فيلتر براي آن طراحي شده است در اين فيلتر ها همانگونه كه توضيح داديم آب در روي ماسه ها قرار گرفته و با فشار اتمسفر تصفيه و وارد مخزن BESIN مي شود و توسط پمپ هايي به فيلتر هاي فشاري پمپ شده كه اصطلاحا به آن DMF مي گويندكه در اين ها يكسري زغال آنتراسيت براي اينكه املاح آب را بگيرد تعبيه شده ولي املاح ريزي در آب وجود دارد كه در اين مرحله گرفته نمي شود و در قسمت هاي بعدي گرفته مي شود.

بعد از DMF ها آب وارد فيلتر هاي فشنگي ميشود كه تعداد آنها 3 تا است و در اين فيلتر ها املاح ريزي كه در آب وجود دارد تا 5 ميكرون را ميگيرند و و بعد از آن آب را توسط پمپ HP به سمت RO مي فرستند.

فصل چهارم :

اسمز معكوس

( RO )

2- سيستم (RO ) يا اسمز معكوس:

اين روش حدود 10 سا است كه درصنايع پتروشيمي وارد شده ولي در كشورهاي حاشيه خليج فارس از روش هاي پيشرفته تراسمز استفاده مي شود ولي در ايران اين روش آخرين و به صرفه ترين روش است كه كلرايد بالا تا حد 800 ppm را حذف ميكند در جاهايي كه رزين غير قابل بهره ورداري مي باشد بهترين روش است و كل مواد جامد در آب را تا حد 95% كاهش داد غالبا اين روش براي آبهاي نيمه شور و يا شور مورد استفاده قرار مي گيرد..اكثر مجتمع من جمله منطقه ويژه و عسلويه از اين روش استفاده مي شود در مجتمع منطقه ويژه ماهشهر از جمله پتروشيمي رازي و پتروشيمي فجر نيز از اين روش استفاده مي كنند .پتروشيمي بندر امام از روش رزيني استفاده مي شود كه در صورت بالا رفتن كلرايد ناچارا از رازي و فجر آب ميگيرند به علت اينكه رزين كلرايد بالاتر از 400ppm را نميتواند بگيرد.

غشاء

در سيستم اسمز معكوس غشاء مهمترين و حساس ترين قسمت دستگاه مي باشد زيرا فشار عملياتي مورد نياز ارتباط مستقيم با ضخامت غشا ء و قطر سوراخ هاي آن دارد همچنين غشاء به علت تماس مداوم با مواد شيميايي افزوده شده به آب بايستس مقاوم بوده و با مواد بازدارنده خوردگي و ضد رسوبگذار واكنش ندهد .

داري ممبران است كه غشا و پوسته اي است كه داراي منافذ و خلل و فرج است به ضخامت %5 تا %2 ميليمتر كه در مقابل عبور از اجزاي مختلف يك مقاوت هاي مختلفي از خود نشان مي دهد .و عمر مفيد آنها حدود 3 سال است كه با شستشوي به موقع تا 5 سال نيز ميرسد.آب خروجي از اين ممبران ها معمولا %80 آن گرفته ميشود.

RO براي آب با كلرايد بالا تا حدود 800 ppm طراحي شده و 75% آن به آب محصول تبديل ميشود و 25% آن آب دور ريز است كه به دريا ريخته ميشود .

اساس كار يك ممبران به روش زير است :

آب شيرين تمايل دارد از ميان يك غشاي نيمه تراوا كه ممبران ميباشد به سمت آب شور حركت كند اين خاصيت را خاصيت اسمزي مينامند اگر عكس آن رخ دهد يعني جريان را عكس كنيم آب شور از ميان ممبران به سمت آب شيرين شارش مي يابد البته اعمال فشار نيز فاكتوري ضروري براي اين عمل به حساب مي آيد كه پديده فوق را اسمز معكوس مي گويند .

واحد تصفيه آب صنعتي رازي نيز بز همين اساس كار ميكند .

اين سيستم داراي دو بلوك است و هر بلوك داراي دو مرحله يا STAGE كه آب وارد مرحله اول و بد وارد مرحله دوم مي شود.

آب شور وقتي وارد ممبران ها شده و چون داراي فشار بالائي است به سرعت از آن عبور لذا آب شيرين مرحله اول كه PERMEAT 1 يا همان آّب محصول مرحله اول خارجئ و آب نمك حاصل يا RIJECT توسط لايني وارد PV هاي مرحله دوم گشته كه آب شيرين مرحله دوم آب محصول از آن استخراج و آب نمك آن توسط يك كنترل ولو از آن دور ريز مي گردد و اب محصول وارد مخزن RO شده و در آنجا ذخيره مي شود.

فصل پنجم :

برجهاي

تبادل يوني

برج هاي رزيني :

جهت حذف سختي هاي دائمي روش هاي گوناگوني وجود دارد كه عمده ترين آن استفاده از برج هاي رزيني است كه اساس كار آنها تبادل يوني مي باشد كه آنها نيز انواع مختلفي دارند در اينجا به نمونه اي از آن اشاره مي شود براجهاي تبادل يوني برج هايي هستند كه از رزين هاي كاتيون گير رزين هاي آنيون گير پر شده اند.

آب ابتدا وارد برج كاتيون گير مي شود در اين برج رزين ها فقط يون هاي مثبت يا املاح فلزي كه همراه آب هستند را جذب و بجاي آن H مثبت آزاد ميكنند اين هيدروژن با يون هاي منفي باقي مانده تركيب و تركيبي اسيدي مي سازند سپس اين آب وارد برج آنيون گير شده كه در آن رزين ها فقط يون هاي منفي را جذب و بجاي آن OH منفي آزاد مي كنند.

H مثبت و OH منفي با هم تركيب و آب خالص را بوجود مي آورند كه به آن آب بدون املاح يا ( DM )مي گويند.

فصل ششم : آب DM

آب DM

در آخر آبی که از برجهای رزینی عبور میکند آب بدون املاح است که اصطلاحا به آن آب DM می گویند این آب پس از عبور از مخازن آنیونی و کاتیونی وارد مخازن DM که شامل سه مخزن A, B, C است میگردد و جهت ارسال به واحدهای دیگر آماده بهره برداری می شود.. اين آب در صنعت براي خوراك ديگ هاي بخار جهت توليد استيم و نهايتا حركت توربين ها بكار مي رود .