فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:45
فهرست مطالب:
شرح مختصری از فرآیند تولید .......................................................... 8
شرایط عملیاتی ................................................................................... 34
شرح مختصری از فرآیند تولید:
A ـ شرح کلی:
فرآیند شکستن مولکولها در کاتالیست سیال (Fluid Catalytic Cracking) روشی است برای تبدیل تیدر و کربنهای نفتی نسبتاً سنگین به محصولاتسبک تر و با ارزش تر (عمدتاً بنزین با اکتان بالا) این عمل بوسیله برخورد هیدروکربنهای نفتی سنگین با کاتالیست داغی که به شکل پودر می باشد در شرایط خاصی از دما و فشار و در مدت زمان معینی انجام می گیرد استفاده کردن از کاتالیست باعث می شود که واکنشهای شکست مولکولی در فشار پایین انجام پذیرد و محصولاتی با کیفیت بالاتر بدست آید. کاتالیست مورد استفاده پودر دانه دانه و نسبتاً ریزی از سیلیکا، آلومینا (Sio2 – Al2o3) که یک ترکیب صنعتی است، می باشد. ترکیبات اصلی کاتالیست همان Al2o3 وSio2 می باشند و بطوری سنتزی (مصنوعی) ساخته می شود. کاتالیست فوق بصورت طبیعی نیز یافت می شود که کیفیت کمتری نسبت به کاتالیست مصنوعی دارد. به علت کوچک و ریز بودن ذرات، کاتالیست دارای دو خاصیت می باشد که این دو خاصیت در مکانیک فرآیند واحد FCCU بسیار اهمیت دارند، این دو خاصیت عبارتند از:
1 ـ وقتی که به توده کاتالیست جریان کمی از گاز یا بخار آب یا هوا تزریق گردد و یا موقعی که توده ای از کاتالیست در مسیر جریان گازی با سرعت کم، قرار گیرد، توده کاتالیست به حالت سیال (Fluidize) و روان در می آید و از بسیاری جهات مانند یک مایع عمل می کند، یعنی کاتالیست سیال شده در لوله ها فشار را منتقل نموده و باعث افزایش فشار استاتیکی و جریان در لوله ها می گردد. نام فرایند FCC از همین خاصیت کاتالیست گرفته شده است.
2 ـ کاتالیست می تواند کلاً بصورت معلق باشد (معلق در گاز و هوا) و یا بوسیله جریانی از گاز با سرعت بالا، در مسیر افقی یا عمودی حمل گردد و جابجا شود. با این نوع جریان، کاتالیست بطور قابل ملاحظه ای رقیق (Dilute) می شود. این نوع جریان در انتقال کاتالیست از راکتور به احیاء کننده و بالعکس مورد استفاده می باشد.
B ـ چگالی و اندازه ذرات:
1 ـ چگالی (Density) فاز (جامد، گاز) بصورت پوند بر فوت مکعب (lbs/scf = lbs/ft 3) بیان می شود و معمولاً بصورت اختلاف فشار بین دو نقطه عمودی (فاصله قائم دو نقطه از فاز سیال) و بر حسب اینچ آب (in H2o) اندازه گیری می شود.
2 ـ چگالی (Density) یک بستر سیال (Fluid bed) به عوامل زیر بستگی دارد:
ـ اندازه ذرات کاتالیست
ـ سرعت عبور جریان گاز (در فاز جامد ـ گاز) از میان ذرات کاتالیست
ـ فشار درون ظرف؛ (راکتور ـ احیاء کننده و یا کلاً ظرفی که در آن بستر سیال قرار دارد.)
3 ـ کاتالیست مخلوطی از ذرات با اندازه های مختلف می باشد، کوچکترین ذرات حدود 10 ـ 0 یا 20 ـ 10 میکرون و بزرگترین ذرات از 80 میکرون به بالا می باشد (میکرون = یک هزارم میلیمتر(0.001) = 6-10 متر) اندازه مطلوب و ایده آل برای ذرات کاتالیست حدود 80 ـ 20 میکرون می باشد.
4 ـ وجود ذرات بسیار ریز کاتالیست تازه جبرانی (Fresh cat.) موجب می شود که:
کاتالیست مصرفی (کاتالیستی که از دودکش بوسیله جریان گازهای سوخته و مواد نفتی خارج می شود) افزایش یابد.
ـ مقدار بار سیستمهای بازیافت کاتالیست (سیکلونها ـ کاترل) بیشتر می شود.
ـ در مسیر های برگشتی، کاتالیست بازیابی شده بخوبی روان نمی گردد.
5 ـ اگر ذرات کاتالیست موجود در سیستم درشت باشند مشکلات زیر پیش می آید:
ـ سیال روانی در مخلوط (جامد ـ گاز) نخواهیم داشت و چگالی بستر سیال افزایش خواهد یافت.
ـ مخلوط غیر یکنواخت جامد ـ گاز باعث می شود که کاتالیست بخوبی احیاء‌نشده و پدیده نامطلوب تولید کربن (Carbon build – up) بوجود آید.
C ـ فعالیت (activity):
عبارت فعالیت (activity) یعنی توانایی نسبی کاتالیست برای تبدیل هیدروکربنهای نفتی سنگین به هیدروکربنهای سبک و با ارزش تحت شرایط معین (دما ـ فشار ـ زمان)؛ فعالیت کاتالیست به مرور بر اثر استفاده از آن کم می شود. کاهش فعالیت در ابتدای شروع بکار اولیه سرعت بیشتری دارد ولی بعداً کمتر می شود با افزودن کاتالیست تازه به سیستم (در احیاء کننده) کاهش فعالیت کاتالیست مورد استفاده در سیستم (راکتور ـ احیاء کننده) جبران شده و پس از مدتی بحالت تعادل می رسد. اگر فعالیت تعادلی کاتالیست خیلی کم باشد بایستی با افزایش کاتالیست نو و تخلیه مقداری از کاتالیست مصرف شده (کاتالیست موجود در سیستم راکتور و احیاء کننده) یا Spent Catalyst، فعالیت کاتالیست موجود در سیستم را افزایش داد. مقدار معینی از غیر فعال شدن کاتالیست عادی و اجتناب ناپذیر است. اثر فعالیت کاتالیست در شکستن مولکولها و عوامل موثر در فعالیت کاتالیست در فصلهای دیگری مورد بحث قرار خواهد گرفت.
D ـ مقدار کربن بر روی کاتالیست (Carbon Content):
بر اثر واکنشهای شکستن مقدار معینی کک (Coke) بر روی کاتالیست می نشیند. مقدار درصد وزنی کک در کاتالیست مصرف شده (از راکتور) و کاتالیست احیاء شده (از احیاء کننده) بطور منظم اندازه گیری می شود تا شاخصی برای کنترل کار احیاء کننده باشد. کک (Coke) عبارت از هیدروکربنهای سنگین نفتی است که در راکتور (Reactor) بر اثر واکنشهای شکستن مولکولها، بر روی کاتالیست می نشیند و یا در خلل و خرج ذرات کاتالیست به دام می افتد و همراه کاتالیست به احیاء کننده (Regenerator) منتقل می شود و در آنجا می سوزد. کک تقریباً ترکیبی از 90 درصد کربن و 10 درصد هیدروژن، می باشد.
گزارش کارآموزی تبدیل کاتالیستی (CR1) و واحد شکست کاتالیستی(FCCU)