واحد P.G.H در مجتمع پتروشیمی اراک در بخش اولفین و یکی از
مجتمع های جانبی آن محسوب می شود و در مجتمع هائی وجود دارد که خوراک ورودی به واحد اولفین شامل ترکیبات سنگین تر از مانند نفتا و گازوئیل باشد .
این واحد از واحدهای جانبی پتروشیمی اراک می باشد و تولید بنزین مرغوب برای مصارف صنعتی و نه برای مصرف سوخت بلکه برای تولید مواد با ارزش افزوده بالاتر از گازوئیل مدنظر می باشد .
تولید سالانه این واحد 105 هزارتن در سال می باشد .
خوراک ورودی به این واحد که از واحدهای دیگر بخش اولفین به دست
می آید شامل ترکیبات پارافینی ، اولفینی و آروماتیکی می باشد که ترکیبات آلکا دی انی نیز در آنها وجود دارد .
ترکیبات آلکا دی انی به دو صورت در کیفیت محصول تاثیر می گذارند اول اینکه با اکسید شدن توسط اکسیژن در مجاورت کاتالیزور آهن که در جداره لوله ها و مخازن وجود دارد باعث ایجاد ترکیبات رنگی می کند و رنگ محصول نهایی که در اینجا باید بی رنگ باشد کدر می شود .
دوم آنکه با واکنش پلیمری ایجاد صمغ کرده و در مخازن با ایجاد یک لایه ضخیم مانع از انتقال مواد شده و یا در لوله ها باعث گرفتگی آن می شوند .
بنابراین باید تاثیرات این مواد مزاحم تا حد امکان کاهش یابد به همین دلیل در بخش اولفین واحد جانبی P.G.H نیز قرار داده شده است که هدف آن تبدیل مواد دی اولفینی که ناپایدارند به مواد پایدار پارافینی می باشد.
بطور کلی این واحد شامل دو بخش یکی واکنش(RACTION) و دیگری جداسازی (DISTILLATION) می باشد.
در بخش اول خوراک پس از صاف شدن توسط فیلتر و جداسازی آب و گاز آز آن توسط پمپ و پس از گرم شدن و ترکیب با هیدروژن به داخل راکتور پمپاژ می شود .
در داخل راکتور ترکیبات دی انی و هیدروژن در حضور کاتالیزور پالادیم با یکدیگر ترکیب شده و تولید مواد پارافینی می نمایند بعد از عمل واکنش محصولات خروجی از راکتور به مخزن جداکننده دما بالا
V-1002وارد شده و در این قسمت برشهای سنگین و سبک از هم جدا
می شوند.
برشهای سبک پس از خنک شدن توسط هوا و آب وارد مخزن جداکننده V-1003 شده و در آنجا ترکیبات سبک ( عمدتا هیدروژن ) و سنگین از هم جدا شده و هیدروژن به داخل لاین خوراک بازگشت داده می شود .
و ترکیبات سنگین به همراه ترکیبات سنگین حاصل از V-1002 به مرحله دوم فرستاده می شوند.
مرحله جداسازی شامل سه برج تقطیر با شرایط دما و فشار متفاوت برای جداسازی ترکیبات برشهای می باشد.
بدین ترتیب که ترکیبات خروجی از بخش اول وارد برج جداکننده برش (T-1001 ) شده و از پائین ترکیبات سنگین وارد برج جداکننده (T-1003) شده و از بالای برج T-1001 ترکیبات بدست می آید .
در برج جداکننده برش (T-1003) ، از ترکیبات سنگین تر جدا شده و از بالای برج خارج می شود و ترکیبات سنگین تر از پائین برج خارج شده و برای جداسازی به برج جداسازی (T-1002) فرستاده می شوند.
در برج جداسازی ، از مواد سنگین تر جدا شده و از بالای برج خارج می شود و مواد سنگین تر تحت عنوان HEAVY ENDS بعنوان سوخت در قسمت HOT SECTION مورد استفاده قرار می گیرند.
محصولات هر کدام جداگانه به مخازن ذخیره سازی فرستاده می شوند.
ترکیبات را که شامل مقدار زیادی بنزن است (تقریبا 90%) به پتروشیمی تبریز فرستاده شده تا در آنجا پس از عمل جداسازی کامل و واکنش با اتیلن ، پلی استایلن تولید شود .
و را به نسبت مشخص ترکیب کرده و پس از بارگیری به کشورهای اروپائی می فرستند تا در آنجا محصولاتی با ارزش افزوده بسیار بالاتر مانند عطر ساخته شود.
پس از توزیع کلی درباره فرآیند اکنون به شرح جزئیات فرایندی پرداخته می شود : جزئیات عملیات : خوراک با ترکیب درصد جدول 1 با دمای 40 درجه سلسیوس و فشار 5/4 بار بداخل یک فیلتر توری دار وارد می شود.
این فیلتر از نوع ایستاده (STRINER) بوده و ذرات جامد را از مایع توسط توری جدا می کند.
و این ذرات در ته فیلتر جمع شده و پس از مدتی فیلتر برای شستشو از عملیات خارج شده و فیلتر دوم که بصورت موازی با آن قرار دارد شروع به کار می کند.
فشار عملیاتی فیلتر 3/4 بار و دمای آن 40 درجه سلسیوس می باشد علت استفاده از فیلتر در این منطقه این است که ذرات جامد که از ماقبل وارد سیستم شده است یا باعث بسته شدن دریچه لوله ها و یا باعث جرم گرفتگی لوله های مبدل می شود که در این حالت انتقال حرارت کندتر و راندمان انتقال حرارت کاهش می یابد.
و یا اینکه سطح مؤثر کاتالیزورها را می پوشاند و یا باعث از بین رفتن قسمتهای داخلی پمپهای فرآیندی می شود.
بنابراین قبل از تمام این تجهیزات باید فیلتر وجود داشته باشد.
مخلوط حاصل حاوی مقدار زیادی آب و گازهای سبک است که از قسمتهای قبل وارد این مرحله می شوند.
گازها در کار پمپ و راکتور اختلال ایجاد کرده و آب باعث ایجاد محیط اسیدی و خوردگی تدریجی لوله ها می شود.
بنابراین این مواد باید تا حد ممکن از مخلوط جدا شوند که این عمل توسط یک مخزن سه فازی (V-1001) انجام می گیرد .
این مخزن به شکل استوانه افقی بوده و دارای یک صفحه موج گیر شبکه ای می باشد .
مایعات از یک طرف این صفحه وارد می شوند و در اثر ورود ایجاد تلاطم می نمایند .
کار اصلی این صفحه توری شکل از بین بردن این تلاطم ها و امکان جداسازی سه فاز آب ، مواد آلی سنگین و گازهای سبک می باشد.
آب به دلیل سنگین تر بودن در پائین مخزن ، گازها بعلت سبک تر بودن در بالا جمع آوری شده و متناوبا تخلیه می شوند .
دما و فشار این مخزن 40 درجه سلسیوس و 3/3 بار می باشد.
کار دیگر این مخزن ذخیره کردن مایع برای ایجاد دبی ثابت در فرآیند میباشد.
گازهای خروجی از این مخزن به مخزن جمع آوری گازها فرستاده می شوند.
هیدروکربنهای سنگین خروجی از این مخزن به یک پمپ از نوع سانتریفیوژ فرستاده می شوند این پمپ با یک پمپ دیگر از همان نوع بصورت موازی قرار دارد تا در صورت نیاز به سرویس یا از کارافتادگی از آن استفاده شود.
مایع خروجی از پمپ ها با شرایط (1) خارج شده و با هیدروژن ترکیب می شوند .
عمل افزایش هیدروژن گازی به ترکیبات مایع بدین صورت است که در مسیر جریان مایع داخل لوله ، هیدروژن گازی توسط یک نازل مانند شکل (1) و بصورت یک درصد وزنی به مایع تزریق می شود.
مخلوط پس از اختلاط با مایع برگشتی با شرایط (3) با فشار 46 بار بداخل مبدل 1001 با سیال گرم محصول خروجی از راکتور پیش گرم می شود.
این مبدل از نوع پوسته لوله (SHELL AND TUBE) بوده و دارای دو مسیر (PASS) بصورت رفت و برگشتی می باشد .
داخل لوله ها خوراک جریان داشته و داخل پوسته محصول خروجی از راکتور جریان دارند .
این دو جریان به صورت ناهمسو می باشد.
محصول خروجی از راکتور قبل از ورود به داخل مبدل توسط شیری به دو قسمت تقسیم می شود تا مقدار ورودی بداخل مبدل کنترل شود.
که این عمل باعث کنترل دمای خوراک خروجی می شود.
خوراک پس از این مرحله با شرایط (5) به مبدل 1002 که با بخار فشار متوسط MPSTEAM کار میکند وارد می شود.
این مبدل از نوع پوسته لوله بوده و داخل لوله خوراک و خارج از آن در داخل پوسته بخار جریان دارد .
در این مبدل خوراک به دو قسمت برای کنترل دمائی تقسیم می شود بطوریکه قسمتی از آن از مبدل عبور کرده و گرم می شود و قسمت دیگر با همان دمای ورودی با خروجی از مبدل ترکیب شده و دمای مناسب ورودی به راکتور بدست می آید .
به این خاطر خوراک داخل لوله جریان دارد که تبادل حرارتی بیشتری انجام گیرد و جریانات بصورت ناهمسو می باشند تا گرادیان دمائی در همه جای آن وجود داشته باشد.
پس از این عملیات خوراک برای ورود به راکتور آماده شده و به راکتور هیدروژناسیون فرستاده می شود.
راکتور هیدروژناسیون : این راکتور از نوع لوله ای (PLUG) عمودی و از جنس فولاد ضد زنگ می باشد که از کاتالیزور پالادیم 3% بر پایه آلومین پرشده است .
اندازه این ذرات حدود یک الی دو میلیمتر و کروی شکل می باشند.
علت انتخاب کاتالیزور پالادیم این است که برای واکنش هیدروژناسیون دی اولفین ها از بین تمام کاتالیزورهای موجود ، پالادیم قدرت واکنش پذیری و همچنین گزینش پذیری SELECTIVITY) ) بیشتری داشته و می تواند عملیات را با راندمان بالا انجام دهد.
راکتور مورد نظر از دو قسمت پرکن (PACKING) تشکیل شده که یک قسمت بلندتر و قسمت دیگر کوتاهتر می باشد.
قسمت کوتاهتر در بالا و قسمت بلند تر در پائین راکتور قرار دارد.
شرایط عملیاتی این راکتور فشار حدود 27 بار و دمای ورودی بین 120-45 درجه سلسیوس می باشد که در شرایط ایده آل و زمانی که کاتالیزور تازه و تمیز است دمای 45 درجه سلسیوس و به تدریج دما افزایش یافته و درنهایت به حدود 120 درجه سانتیگراد در پایان فعالیت کاتالیست و زمانیکه کاتالیست از کار می افتد می رسد .
حد نهائی دمای سطح کاتالیزور باید حدود 185 تا 200 درجه کنترل گردد .
چون دمای بیشتر باعث رسوب پلیمرها می شود .
بستر کاتالیزور از بالا تا پائین دارای رنج دمائی می باشد چون خوراک شامل انواع هیدروکربنهای اشباع نشده می باشد.
و این رنج دمائی باعث می شود تا همه هیدروکربنها از سبک تا سنگین واکنش داده و تولید محصول نمایند.
واکنش هیدروژناسیون گرمازاست این انرژی گرمایی توسط واکنش گرها جذب شده و باعث بالا رفتن دما در طول بستر می شود.
بهمین دلیل تفاوت دمائی بین ابتدا و انتهای بستر زیاد است .
برای جلوگیری از مشکلات رسوب پلیمرها ، بسترها را به دو قسمت تقسیم می کنند و در بین دو بستر جریانی از جنس محصولات ولی با دمای کمتر برای خنک کردن راکتور وارد می شود که به آن کوئینچ (QUINCH) گویند.
جریان کوئینچ با جریان محصول خروجی از بستر اول ترکیب شده و دمای مخلوط کمتر شده و با دمای کمتر وارد بستر دوم می شود.
و واکنش دوباره آغاز شده و تا پائین راکتور این واکنش ادامه می یابد.
در نتیجه ورود کوئینچ دمای محصول خروجی از بستر دوم کمتر از مقدار حداکثر شده و مشکلات فوق ایجاد نخواهد شد.
در اثر کارکرد راکتور واحدهای سمی مثل آرسنیک ها و ترکیبات گوگردی که در خوراک وجود دارند روی سطح کاتالیزور را می پوشانند و با ایجاد شبکه غیرقابل نفوذ برای نفوذ واکنش گرها از انجام واکنش جلوگیری می کنند.
پس از مدتی در اثر این عامل سرعت واکنش کاهش یافته و محصول با کانورژن کمتر بدست می آید .
برای بدست آوردن محصول مناسب در این حالت یا باید دما را افزایش دهیم و یا خوراک را کمتر وارد کنیم که از این میان افزایش دما امری اقتصادی تر به نظر می آید .
ولی باید دمای نهائی نیز کنترل گردد که رسوب پلیمرها ایجاد نشود.
پس افزایش دمای ورودی باید کنترل شده باشد ، بتدریج دمای ورودی افزایش می یابد تا به حدود 120-115 درجه می رسد.
در این زمان فعالیت کاتالیزور بسیار کم می باشد و نیاز به احیاء کاتالیزور احساس می شود.
در این حالت این راکتور از چرخه خارج شده و راکتور بعدی که بصورت موازی با آن قرار دارد ، جایگزین آن شده و عملیات ادامه می یابد.
احیای کاتالیزور به قرار زیر انجام می گیرد.
فعالیت کاتالیست مورد استفاده در طی عملیات به تدریج کاهش می یابد که معمولا همراه با افت فشار در راکتور مخصوصا در بستر اول می باشد .
این کاهش فعالیت بعلت غیرفعال شدن (DEACTIVATION) تدریجی کاتالیست ناشی از وجود ناخالصی در خوراک و رسوب پلیمرها مخصوصا پنتا دی ان که باعث گرفتگی بستر کاتالیست می شود می باشد .
برای فعالیت بیشتر کاتالیست می توان دمای ورودی راکتور را بالا برد ولی عمل بالا بردن دمای ورودی راکتور تا حد معینی مجاز می باشد زیرا افزایش دما باعث پیشرفت واکنش های پلیمریزاسیون می شود که این عمل ناخواسته است .
غالبا پایان یک سیکل فعالیت کاتالیست با رسیدن به بالاترین حد مجاز دما در راکتور همراه می باشد.
توسط IFP دستورالعملی ساده و آسان برای بازیافت فعالیت کاتالیست بدون عملیات سوزاندن(BURNING) ابداع گردیده است که این دستورالعمل شامل عملیات (REACTIVATION) می شود در این عملیات با عبور هیدروژن گرم از بستر کاتالیست این امکان بوجود می آید تا اغلب پلیمرهای سبک حذف شده پلی سیکلو پنتادی ان ها تجزیه شوند و همچنین مواد نسبتا پایدار مثل پلی استایرن (HYDROGENOLYSIS) گردند .
بعد از این عملیات افت فشار در طول راکتور