گزارش کارآموزی واحد دو اتیل هگزانول مجتمع پتروشیمی اراک .

الف) هدف و انگیزه تاسیس مجتمع:

ایجاد یک مجتمع پتروشیمی جهت تولید مواد پایه ای و میانی با استفاده از خوراک اصلی نفتا و تبدیل آنها به فرآورده های نهایی پلیمری و شیمیایی می باشد

مجتمع پتروشیمی اراک در جوار پالایشگاه اراک در کیلومتر 22 جاده اراک-بروجرد و در زمینی به وسعت 523 هکتار قرار دارد.

مجتمع پتروشیمی اراک یکی از طرحهای زیر بنائی و مهم می باشد که در راستای تهای کلی توسعه صنایع پتروشیمی و با اهداف تامین نیاز داخلی کشور و صادرات ایجاد و به بهره برداری رسیده است.طرح احداث یک مجتمع پتروشیمی در جوار پالایشگاه هفتم با توجه به رهنمودهای شورای عالی اقتصاد در مورد جایگزینی صادرات محصولات پتروشیمی با صدور نفت خام و استمرار رشد تولید صنایع پتروشیمی در رابطه با اهداف و برنامه های آتی  پتروشیمی و همچنین ت خود کفایی کشور از اواخر سال 1361 مورد توجه قرار گرفت

در ایران ایجاد صنایع مادر پتروشیمی و تولید فرآوردهای پلیمری و شیمیایی برای تامین نیازمندیهای صنایع پایین دستی از وظایف شرکت ملی پتروشیمی می باشد. در گذشته به این رشت توجه زیادی نشده و بیشتر فعالیت این صنعت در تهیه کودهای شیمیایی منحصر می شد. تا قبل از جنگ تحمیلی این شرکت جهت تولید مواد پلیمری تنها کارخانه پتروشیمی آبادان را در حال بهره برداری داشته که محصول آن PVC فقط بخشی از نیازهای داخلی را تامین می نمود. در سال 1362 تاسیس پتروشیمی ایران/ژاپن مطرح گردید که این طرح درمراحل پایانی نصب وساختمان

قرارداشت که بعلت جنگ تحمیلی و مشکلاتی که برای تکمیل آن با شرکت ژاپن وجود داشت، تکمیل آن معوق باقی مانده است. همچنین این شرکت در گذشته احداث یک پتروشیمی در جوار پالایشگاه آبادان نیز در دست مطالعه داشته است که در شرایط بوجود آمده در منطقه اجرای چنین طرحی در منطقه امکان پذیر نمی باشد. بعد از پیروزی انقلاب اسلامی نظر به اهمیت فوق العاده فرآورده های پتروشیمی در ایجاد خود کفایی و توسعه و رونق صنایع پایین دستی، شرکت های صنایع پتروشیمی ضمن توجه به ادامه و توسعه فعالیتهای جاری تولید مواد الفینی و آروماتیکی را برای پایه گذاری صنعت پتروشیمی در صدر طرحهای اجرایی خود قرار داد و مترصد موقعیت و مکانی مناسبی برای اجرای چنین طرحی بوده است تا اینکه بر اساس انگیزه های ذکر شده اندیشه ایجاد یک مجتمع پتروشیمی در اراک بوجود آمد و و بلافاصله مطالعاات لازم در این مورد آغاز گردید.

اصولا احداث مجتمع پتروشیمی در جوار پالایشگاه از نظر تامین مواد اولیه مورد نیاز و وابستگی های مختلف دیگر کاملا از لحاظ اقتصادی و فنی قابل توجیه بوده و در اکثر کشورهای جهان متداول می باشد و از نظر اقتصاد کلی کشور کاملا مقرون بصرفه است.

در همین رابطه بررسیهای انجام شده نشان می دهد که احداث مجتمع در اراک علاوه بر امتیاز تامین خوراک از پالایشگاه هفتم از نظر موقعیت جغرافیایی امکانات وسیع شبکه ارتباطی راهها، امکان توسعه صنعتی و نزدیک بودن به محلها مصرف اصلی فرآورده های تولیدی بسیاری مناسب است. مضافا اینکه این محل از تمرکز صنایع پتروشیمی در جنوب کشور اجتناب شده است.

این طرح در سال 1363 به تصویب رسید و پس از طی مراحل طراحیو نصب و ساختمان در سال1372 فاز اول  مجتمع در مدار تولید قرار گرفت. در ادامه کار به منظور بهبود مستمر و تولید بیشتر و متنوع تر واحدهای دیگر مجتمع تکمیل و واحد اتو کسیلات بعنوان آخرین واحد مجتمع در سال 82 راه اندازی و در مدار تولید قرار گرفت

از سال 79 همزمان با تکمیل واحدها طرحهای توسعه ای مجتمع نیز با هدف افزایش ظرفیت مجتمع آغاز گردیده است.

از سال 1378 با تصویب هیئت مدیره و پس از بررسی های دقیق عملکرد مجتمع، شرکت در بازار بورس پذیرفته شد و واگذاری سهام آن آغاز گردید.

که سهامداران آن عبارتند از:

-     شرکت ملی صنایع پتروشیمی

-     شرکت سرمایه گذاری بانک ملی ایران

-     شرکت مدیریت سرمایه گذاری بانک ملی ایران

-     سازمان تامین اجتماعی

-     شرکت سرمایه گذاری صندوق بازنشستگی کشور

-     شرکت سرمایه گذاری تدبیر

-     شرکت سرمایه گذاری پتروشیمی و سایر سهامداران

ب) اهمیت تولیدات و خوراک مجتمع

ظرفیت کامل تولیدات مجتمع بالغ بر 1138020 تن مواد پایه ای، میانی و نهایی می باشد که نیاز بخش وسیعی از صنایع داخلی را تامین و مازاد فرآورده ها به خارج صادر می شوند.

از مشخصه های استثنایی مجتمع پتروشیمی اراک استفاده از دانش های فنی، تکنولوژی و فرآیندهای پیشرفته می باشد.

تولدات مجتمع بسیار متنوع و عمدتا گریدهای مختلف را شامل می شوند. از لحاظ انتهاب خطوط تولید کمتر مجتمعی را می توان یافت که مانند مجتمع پتروشیمی اراک ترکیبی از تولیدات پلیمری و شیمیایی ارزشمند و حتی شاخه خاصی از تولیدات نظیر سموم علف کش ها را یکجا داشته باشد. مجتمع پتروشیمی اراک از لحاظ تنوع ارزش فرآورده ها نقش حساس آن در تامین نیاز صنایع مهم کشور کم نظیر می باشد.

مصارف تولیدات مجتمع بسیار متنوع و دارای طیف گسترده است. در بخش تولیدات شیمیایی کلیه فرآورده ها شامل اکسید اتیلن /اتیلن گلیکها – اسید استیک/وینیل استات-دواتیل هگزانل/ بوتانلها/ اتانل آمین ها و اتوکسیلانها به اضافه سموم علف کش ها کاملا در کشور منحصر به فرد می باشند و نیاز صنایع مهمی در کشور را تامین نموده و مازاد آنها به خارج صادر می شود. در بخش پلیمری نیز فرآورده های ارزشمند و استراتژیک انتخاب شده اند که بعنوان نمونه می توان گریدهای مخصوص تولید سرنگ یکبار مصرف - کیسه سرم- بدنه باطری- گونی آرد- الیاف و همچنین مواد اولیه ساخت بشکه های بزرگ به روش دورانی و نیز گرید مخصوص تولید لوله های آب- فاضلات و گاز و لاستیک پی بی آر را نام برد.

اولویت مصرف فرآورده های مجتمع برای تامین نیاز صنایع داخل کشور است در این ارتباط تولیدات مجتمع سهم بسزایی در تامین نیاز صنایع پایین دستی دارد به نحوی که نیاز بالغ بر 5000 واحد پایین دستی را تامین می نماید.

خوراک اصلی مجتمع نفتای سبک و سنیگین است که از پالایشگاه های اصفهان و اراک از طریق خط لوله تامین می شود.خوراک دیگر مجتمع گاز طبیعی است است که از خط لوله سراسری مجاور مجتمع اخذ می گردد. ضمنا حدود 6000 تن آمونیاک و حدود350 میلیون متر مکعب در سال مصرف گاز طبیعی مجتمع می باشد که از خط سوم سراسری تامین می گردد.

ج) حفظ محیط زیست و نیروی انسانی

در طرحی مجتمع بالاترین استاندارد ها و معیارها جهت حفظ محیط زیست منظور شده است بنحویکه تقریبا هیچ نوع مواد مضربه طبیعت تخلیه نمی شود. نمونه بارز اقدامات انجام شده جهت جلوگیری از آلودگی محیط زیست، وجود واحد بسیار مجهز تفیه پسابها و دفع مواد زائد در مجتمع است.

در این واحد با بکارگیری تکنولوژی پیشرفته کلیه آبهای آلوده به مواد شیمیایی و روغنی و پسابهای بهداشتی و غیره تصفیه میگردد. این واحد قادر است ماهیانه بالغ 250000 متر مکعب آب را تصفیه نموده و بعنوان آب جبرانی به سیستم اب خنک کننده مجتمع تزریق نماید.

ضمنا کلیه مواد دوریز جامد و مایع نیز در کوره زباله سوز سوزانده شده و دفع می شوند. ایجاد فضای سبز به اندازه کافی از اقدامات دیگر مجتمع در جهت حفظ محیط زیست می باشد.

کل نیروی انسانی شاغل در مجتمع بالغ بر 1769نفر می باشد که حدود 1213 نفر فنی و 556 نفر ستادی می باشند بر اساس ت کلی دولت جمهوری اسلامی ایران بخشی از کارها به بخش خصوصی واگذار گردید که در این راستا چندین شرکت با بیش از هزار نفر نیرو در بخش های خدماتی – تعمیراتی و غیره در مجتمع فعالیت دارند .

شرکت پترو شیمی اراک به منظور تامین مسکن مورد نیاز کارکنان، به موازات احداث مجتمع طرح عظیم خانه سازی را در شهر مهاجران و در شهر اراک اجرا نموده است.

پروژه خانه سازی شهر مهاجران شامل 1521 واحد ویلایی و 984 واحد آپارتمانی است که در زمینی به مساحت 150 هکتار در مجاورت مجتمع اجرا گردید  و هم اکنون مورد استفاده کارکنان و خانواده آنها می باشند .

کلیه امکانات رفاهی و فرهنگی نظیر مهمان سرا ، بازار ، مدرسه ، مسجد، دبیرستان ، درمانگاه ، تاسیسات تفریحی ، ورزشی و سایر تاسیسات شهری در این شهر تاسیس شده است که نمونه بارز عمران و آبادی ناشی از اجرای طرحهای زیر بنایی در منطقه است . ضمنا دو مجتمع آپارتمانی کلا شامل 224 واحد به اضافه چند واحد ویلایی در شهر اراک متعلق به شرکت است که همگی مورد استفاده کارکنان مجتمع می باشند .

د . واحدهای مجتمع :

• واحد های فرایندی :

- واحد های فرایندی مجتمع  شامل 19 واحد است که در نمودار صفحه 11 منعکس می باشد .

• واحد های سرویس های جانبی :

-     آب بدون املاح : ظرفیت 450 متر مکعب در ساعت

-     واحد تولید بخار : 500 تن در ساعت

-     واحد نیروگاه : ظرفیت کل تولید  125 مگاوات

-     برجهای خنک کننده : شامل 7 برج

-     واحد های هوای فشرده یا هوای ابزار دقیق : 5 کمپرسور هر  کدام 26 هزار نرمال  متر مکعب در ساعت به ظرفیت کل 130 هزار نرمال متر مکعب

- واحد تفکیک نیتروژن و اکسیژن از هوا به ظرفیت: اکسیژن 14500 نرمال متر مکعب و نیتروژن 6000 نرمال متر مکعب در ساعت .

• واحدهای عمومی (آفسایت) شامل :

- مخازن مواد شیمیایی ، سیستم بازیافت کاندنس ها ، سیستم آب خام ، سیستم گاز ، سیستم سوخت مایع ، مخازن خوراک ، مخازن محصولات مایع ، سیستم آتشنشانی ، مخازن گاز هیدروژن ، سیستم مشعل مجتمع ، واحد تصفیه پساب صنعتی ، سیستم توزیع شبکه برق ، شبکه مخابرات ،  اتصالات بین واحد ها و سیستم جمع آوری و دفع آبهای زاید.

ه . دستاوردهای مهم مجتمع :

• دارنده گواهینامه مدیریت کیفیت ISO  9001

•دارنده گواهینامه مدیریت زیست محیطی ISO  14001

•دارنده  گواهینامه سیستم مدیریت ایمنی و بهداشت شغلی OHSAS  18001

• دارنده جایزه تندیس طلایی بین المللی کیفیت محصول سال 2000

•دارنده جایزه کیفیت و مدیریت بازار یابی از شرکت GQM سال 2001

•دارنده عنوان صنعت سبز نمونه کشور در سال 1378

• اخذ 2 رتبه سوم تحقیقات از جشنواره  بین المللی خوارزمی به خاطر اجرای طرح •جایگزینی حلال بنزن با تولوئن در واحد PBR و تولید کلرو استیل کلرایدبه روش

مستقیم .

•پذیرفته شدن در بازار بورس به عنوان اولین مجتمع در سطح صنایع پتروشیمی ایران .

•دومین شرکت برجسته از لحاظ نو آوری درسطح وزارت نفت در سال 81 .

و- واحدهای فرآیندی و نمودار جریان تولید و مصارف عمده محصولات مجتمع پتروشیمی اراک.

مقدمه:

1-                    تهیه گاز سنتز 

2-                    تولید بوتیر آلدئیدچ 

3-                    تولید الکل

1-       مقدمه

بخشهای پروسسی واحد شامل قسمت های ذیل می باشد:

• تهیه گاز سنتز (Synthesis Gas Preparation)
• هیدروفرمیلاسیون پروپیلن(LP Hydroformylation of Propylene)
• واحد الکل(Alcohol Plant)

مقدمه ذیل، شامل شرح مختصر هریک از بخشهای پروسسی فوق می باشد:

1-1 تهیه گاز سنتز(Synthesis Gas Preparation)

گاز سنتز از ریفرمینگ (Reforming) گاز طبیعی توسط بخار با دمای بالا، در لوله های کوره تولید می شود. ترکیب مطلوب گاز اصلاح شده (reformed Gas) بصورت نسبت H₂/CO ، مستقیماً با اضافه کردن مقدار صحیح از دی اکسید کربن به خوراک کوره، حاصل می شود.

دی اکسید کربن از جریان گاز اصلاح شده و جدا شده، و سپس با CO₂ جبرانی (make up)  که خارج از محدوده واحد تامین می شود، ترکیب شده و پس از تقویت فشار به کوره برگشت داده می شود تا با خوراک گاز طبیعی و بخار مخلوط گردد.

گاز خروجی از واحد جداسازی CO₂، که عاری از CO₂ می باشد، سرد شده و تقویت فشار می گردد تا بدین ترتیب گاز سنتز نهائی برای واحد OXO فراهم آید.

نسبت  H₂/Co در حدود 1:1 جهت بازدهی عملیات هیدروژناسیون، کنترل می شود.

2-1 تولید بوتیرآلدئید(Butyraldehyde Production)

گاز سنتز، برای تولید مخلوط 10:1 از نرمال و ایزوبوتیرآلدئید، با پروپیلن در حضور کاتالیستی با پایه رودیم (Rhodium) واکنش می دهد. آلدئیدهای محصول در واقع گازهای عریان شده از محلول کاتالیست  موجود در راکتور، توسط گاز در چرخش می باشند، که جهت جداسازی آلدئید خام، میعان می شوند. دو ایزومـر موجود توسط تقطیر جزء به جزء (Fractional distillation) جدا می شوند و سپس در واحد الکل به یکی از سه محصول الکل تبدیل می شوند.

3-1 تولید الکل (Alcohol Production)

2- اتیل هگزانول و نرمال بوتانول از نرمال بوتیرآلدئید و ایزوبوتانول از ایزوبوتیرآلدئید حاصل می شوند.

برای تولید 2-اتیل هگزانول ، ابتدا نرمال بوتیرآلدئید در حضور کاتالیست کاستیک به شکل محصول میانی اتیل پروپیل اکرولئین آلدولیزه (Aldolise)  می شود و سپس عملیات هیدروژناسیون بر روی این ماده صورت می پذیرد.

نرمال بوتانول و ایزوبوتانول توسط هیدروژناسیون آلدئیدهای متناسب با آنها تولید می شوند. هیدروژناسیون در فاز بخار و در لوله های دارای بستر کاتالـیستی صـورت می پــذیرد و الکل خــام با میـعان جزئی (Partial Condenstion)  گاز در چرخش، جداسازی  می شود. الکل خام جهت تولید محصول نهائی تقطیر می شود. 

تولید گاز سنتز

1- مقدمه  

2- خط سیر پروسس

 2- تولید گاز سنتز(Synthesis Gas Preparation)

1-2-                   مقدمه

واحد گاز سنتز جهت تولید گاز سنتز (H₂+Co) برای واحد تولید بوتیرآلدئید تحت واکنش OXO طراحی شده است. خط مسیر پروسس را می توان با سر فصلهای ذیل تشریح نمود:

• گوگرایی از گاز طبیعی(Natural Gas Feedstock Desulphurisition)
• عملیات ریفرمینگ و بازیافت حرارت اتلافی(Reforming & Waste Heat Recovery)
• جداسازی Co₂ (Co₂ Removal)
• تقویت فشار گاز سنتز(Synthesis Gas Compression)
• سیستم بخار(Steam System)

1-1-2 شیمی گوگرائی(Chemistry of Desulphurisation)

بمنظور حفاظت کاتالیست موجود در لوله های کوره از سمی شدن توسط گوگرد که باعث از بین رفتن اکتیویته کاتالیست می شود ، خوراک گاز طبیعی بایستی گوگرایی گردد .ترکیبات آلی گوگرددار در خوراک ،تحت کاتالیست اکسید مولیبدنیم کبالت (Cobalt molybdenum oxide) با هیدروژن واکنش داده وبه سولفید هیدروژن (H₂S) تبدیل می شوند.

سولفید هیدروژن تشکیل شده توسط واکنش با اکسید روی، جذب شده وبدین ترتیب میزان گوگرد در خوراک به حد مجاز خواهد رسید.

واکنش های انجام یافته به ترتیب ذیل می باشند:

RHS+H₂RH+H₂S

R₂S+2H₂2RH+H₂S

ZnO+H₂SZnS+H₂O

2-1-2 شیمی عملیات ریفرمینگ توسط بخار (Chemistry of Steam Reforming)

واکنش ریفرمینگ اساساً، واکنش بین یک هیدروکربن با بخار جهت تشکیل منواکسید کربن و هیدروژن می باشد. در صورت وجود بخار اضافی، این محصولات اساسی به تولید دی اکسید کربن و متان می انجامند، لذا  گاز اصلاح شده، حاوی متان، دی اکسید کربن، منواکسید کربن و هیدروژن بهمراه بخار اضافی خواهد بود.

مقادیر هر یک توسط تعادل شیمیایی که تحت تاثیر شدید دما و فشار است، تعیین می گردد.

واکنش اولیه بصورت ذیل می باشد:

C_nH_m+nH₂OnCo+(n+m/2)H₂-Heat

واکنش های تبدیلی عبارتند از:

(واکنش انتقالی گاز-آب)(Watter Gas Shift Reaction)

Co+H₂OCo₂+H₂

(واکنش بخار-متان)(Methane- Steam Reaction )

CH₄+H₂OCo+3H₂

گازطبیعی گوگرایی شده با بخار ودیاکسید کربن مخلوط شده وبه کوره رفرینگ که لوله های آ ن دارای کانالیست نیکل آلومینای فرستاده می شود. ترکیب گاز اصلاح شده،که لوله های کوره را در دمای تقریبی 900 ⁰C و فشارbar  12 ترک می کند، با کم بودن جزء متان وبالا بودن تقریبی اجزاء منواکسید کربن و هیدروژن مشخص وتعریف می گردد.

3-1-2 عملیات ریفرمینگ با اضافه کردن CO₂ (Reforming With CO₂ Addition) :

 همچنانکه از واکنش گاز-آب پیداست، اضافه کردن CO₂ به سیستم باعث افزایش تشکیل منواکسید کربن در واکنش ریفرمینگ می گردد. در صورتیکه دی اکسید کربن موجود در گاز اصلاح شده، برگشت داده شود و همراه با خوراک وارد سیستم گردد. چنین عاملی باعث افزایش میزان کربن در خوراک می شود، که اثر خود را بصورت تشکیل منواکسید کربن در محصول نهائی گاز سنتز می گذارد و بدین ترتیب راندمان واحد افزایش می یابد.