بخشی از مقاله
آشنایی با مجتمع پتروشیمی شیراز
واحد های قدیم مجتمع :
برای اولین بار در سال 1338 اقدام به احداث یک کارخانه کود شیمیایی در مرودشت شیراز گردید که سرمایه آن بالغ بر 2900 میلیون ریال بوده است این کارخانه در سال 1342 مورد بهره برداری قرار گرفت و در سال 1344 به شرکت ملی صنایع پتروشیمی واگذار شد.
علاوه بر واحد های تولید کود شیمیایی واحد کربنات و بی کربنات دو سود در سال 1352 و تری پلی فسفات و کودهای مخلوط در اوائل سال 1355 مورد بهره برداری قرار گرفتند.
الف) واحدهای کود شیمیایی:
این کارخانه در سال 1342 بهره برداری از آن آغاز گردیده، خوراک اصلی آن گاز طبیعی است که از بید بلند آغاجاری تامین می گردد.
مراحلی را که می بایست این گاز طی نماید تا اینکه کود شیمیایی اوره و نیترات آمونیوم تولید گردد بشرح زیر می باشد:
1-اندازه گیری گاز و تنظیم فشار
2-گوگرد زدایی : که در مجاورت کاتالیزور های اکسید روی و کبالت مولیبدن، انجام می گیرد.
3-تبدیل گاز و تزریق هوا: که شامل سه مرحله میباشد:
مرحله اول ریفورمینگ با بخار آب در مجاورت کاتالیزور اکسید نیکل
مرحله دوم ترکیب با هوا در مجاورت کاتالیزور اکسید نیکل
مرحل سوم تبدیل گازCO به CO2 در مجاورت کاتالیزور اکسید آهن
4- تصفیه گاز سنتز: در این قسمت گازهای CO وco2 بترتیب توسط محلولهای کوپروآمونیکال و منو اتانول آمین جدا می شود و گاز سنتز که مخلوطی از گازهای هیدروژن و ازت است باقی می ماند.
5- تراکم گاز سنتز: گاز ازت و هیدروژن که به نسبت حجمی یک به سه می باشد تا 600 – 550 اتمسفر فشرده شده به راکتور آمونیاک انتقال داده می شود و شرایط 380 درجه سانتیگراد حرارت آمونیاک تولید میگردد. ظرفیت اسمی واحد 36600 تن آمونیاک 99.8% در سال می باشد که در واحهای اوره، اسید نیتریک، نیترات آمونیم،سودااش و تهیه کودهای مخلوط مورد استفاده قرار می گیرد.
6- اوره سازی: گاز انیدریک کربنیک و آمونیاک هر کدام جداگانه تا 190 اتمسفر فشرده شده و در راکتور اوره در درجه حرارت 190 درجه سانتیگراد تبدیل به اوره می شود. ظرفیت اسمی این واحد 40000 تن در سال اوره 46 % ازت می باشد که در کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد
7-اسید نیتریک سازی: تولید اسید نیتریک در سه مرحله انجام می گیرد:
مرحله اول مخلوط کردن آمونیاک با ده قسمت هوا و سوزاندن آن در مجاورت کاتالیست پلاتین با 5 % رودیم
مرحله دوم اکسیداسیون گاز NO تولید شده از سوختن آمونیاک در اکسیدهای خنک و تبدیل آن به NO2
مرحله سوم در برجهای جذب NO2 با آب تولید اسید نیتریک با غلظت 53 % می نماید. ظرفیت اسمی این واحد 45000 تن در سال می باشد.
8- نیترات آمونیوم: در نتیجه ترکیب آمونیاک و اسید نیتریک، نیترات آمونیوم تولید میگردد که پس از عبور از تغلیظ کن ها غلظت آن 96 % بالا رفته که پس از مخلوط شدن با گرد سنگ آهک و عبور از گرانالاتور (غربال) خشک کن، دانه دانه شده به انبار منتقل میگردد ظرفیت اسمی این واحد حدود 40000 تن در سال نیترات آمونیوم 26 % ازت میباشدکه درکشاورزی مصرف میگردد.
ب) واحدهای تصفیه اسید فسفریک STPP (سدیم تری پلی فسفات) و کودهای مخلوط:
این کارخانه که در سال 1354 بهره برداری از آن آغاز گردید شامل قسمتهای زیر میباشد:
1 – واحد تصفیه فسفریک: در این قسمت اسید فسفریک ناخالص توسط حلالی به نام ایزوپروپیل اتر در چهار مرحله به رتیب زیر تصفیه می شود:
مرحله شستشو با اسید
مرحله آزاد سازی اسید
مرحله استخراج
مرحله آزاد سازی حلال
2 – واحد STPP (سدیم تری پلی فسفات): کار این واحد تهیه سدیم تری پلی فسفات است که از ترکیب اسید فسفریک تصفیه شده با کربنات سدیم بدست می آید و در صنایع پودرهای پاک کننده استفاده می شود و تولید سالیانه آن 30000 تن می باشد.
3 – واحد کودهای مخلوط NPK و DAP: کود مخلوط NPK از ترکیب اوره اسید فسفریک پس مانده از تصفیه اسید با آمونیاک بدست می آید و تولید سالیانه آن 20000 تن می باشد.
ج) آب و برق و بخار:
آب مورد نیاز مجتمع از سد درودزن تامین می گردد که برای مصرف کمبود برجهای خنک کننده، آب دیگهای بخار و آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرد.
پنج عدد بویلر تولید بخار موجود است که بخار با حداکثر فشار KG/CM2 40 تولید میکند برای به گردش در آوردن توربین ژنراتورهای برق و مقداری هم در فشارهای پایین برای مصرف مبدلهای حرارتی، تعداد 3 عدد می باشد که قدرت هر کدام حداکثر 470 کیلو وات در ساعت که برق مورد نیاز مجتمع را تامین مینماید.
د) واحد سودااش:
قرار داد واحد سودااش در سال 1968 بین شرکت ملی صنایع پتروشیمی ایران و شرکت رومانی به نام Romanian Export منعقد شده و بهره برداری از این واحد در سال 1972-1973 آغاز گردید، ظرفیت اسمی برای تولید کربنات و بی کربنات دو سود 180 تن در روز که اخیرا" تا 220 تن عملا" افزایش یافته است. مصرف عمده کربنات و بی کربنات دوسود در صنایع شیشه سازی، کاغذ سازی، چرم سازی، ذوب آهن، پالایش وحفاری، سیمان سازی، مقوا سازی، قند سازی و نساجی می باشد. و بی کربنات در صنایع مورد مصرف دارد.
تولید سودااش به روش SOLVAY انجام می گیرد که خوراک واحد سنگ آهک و نمک طعام می باشد. واحد سودااش از قسمتهای زیر تشکیل یافته است:
1.کوره ها:
این قسمت دارای سه کوره عمودی است که یکی از آنها همواره به صورت رزرو نگهداری می شود در اثر تکلیس سنگ آهک از بالای کوره گاز CO2 و از پایین آن آهک خارج می گردد.
CaCO3=CO2+CaO-Q
این واکنش گرماگیر بوده و گرمای لازم توسط گاز طبیعی تامین می گردد،کوره دارای 36 مشعل جانبی و یک مشعل مرکزی است،آهک خروجی ضمن تماس با هوای سرد که جهت احتراق توسط دمنده وارد کوره می شود سرد گردیده وبه قسمت شیر آهک سازی هدایت می شود.غلظت گاز CO2 خروجی 28 % بوده که با اضافه کردن گاز CO2 که از واحد گاز تامین می گردد و به میزان 40-36 رسانده می شود (که اگر گاز CO2 از طرح تامین شود غلظت آن به 60%-55% می رسد.)
2.واحد انحلال و تصفیه نمک:
نمک طعام مصرفی این واحد از دریاچه مهارلو تامین گردیده و آب ضمن عبور از لایه های نمک در مخزن اشباع شده و غلظت آن به gr/lit 310 می رسد.
محلول آب نمک:
محلول آب نمک تهیه شده همراه با یونهای فلزی Mg2+ و Ca2+ می باشد که لازم است حذف گردند.
برای این منظور از کربنات کلسیم و منیزیم در املاح کلرور و سولفات و از شیر آهک برای رسوب کاتیون های کلسیم و منیزیم در املاح بی کربنات و کربنات استفاده می شود.
Ca(OH2)+MgCO3=CaCO3+Mg(OH2)
Na2CO3+MgSO4=MgCO3+Na2SO4
3.واحد تهیه شیر آهک
آهک پس از خارج شدن از قسمت زیرین کوره توسط نقاله به سیلوی سیمانی منتقل شده، از قسمت زیرین سیلو وارد Rotary Drum میگردد.
در این مرحله آب با حرارت کنترل شده بطور پیوسته به آهک اضافه می شود، شیر آهک تهیه شده از قسمت زیرین آن با غلظت 20 / ND 100 – 90 با درجه حرارت 80 – 85 در مخزن ذخیره می گردد و سپس به واحد تقطیر و تصفیه نمک فرستاده می شود.
4.کمپرسورها:
در این واحد چهار دستگاه کمپرسور ساخت کشور آلمان از نوع قدیمی موجود است که نیرو محرکه هر کدام توسط ماشین بخار با فشارKG/cm2 13 تامین می گردد، وظیفه کمپرشور مکش گاز CO2 از کوره ها ضمن عبور از برج شستشوی گاز و فشردن آن بمیزان 4.5 و 2.5 اتمسفر می باشد.
5.واحد جذب:
در این واحد آب نمک تصفیه شده تا حد امکان آمونیاک را جذب نموده و اشباع می گردد. این عمل به منظور ایجاد تسهیل در ترکیب با انیدرید کربنیک در واحد کربناسیون می باشد.
6.واحد کربناسیون:
در این واحد آب نمک اشباع شده از آمونیاک با گاز CO2 ترکیب شده و کربنات می گردد، مرحله کربناسیون بشمار می آید که در طی آن مواد خام اولیه تبدیل به یک محصول واسطه ای به نام کربنات سدیم می گردد.
NaCl+nh3+CO2+H2O=CO3HNa+ClNH4
بطور کلی عمل کربناسیون آب نمک آمونیاکی در مراحل زیر انجام می پذیرد:
مرحله اول به نام پری کربناسیون که در طی آن کربنات آمونیوم تشکسیل می گردد.
مرحله دوم به نام کربناسیون، عملیات مربوط به این مرحله در برج های ثالثی به نام برج رسوب دهنده انجام می شود که نتیجه آن تشکیل بی کربنات آمونیوم است.
مرحله سوم که عبارت از تبادل یون بین کلرور سدیم و بی کربنات آمونیوم می باشد.
NaCl+CO3HNH4=NaHCO3+NH4Cl
7.واحد تقطیر:
در این واحد آمونیاک که در مرحله کربناسیون به صورت ترکیب در محصول قرار گرفته به صورت آزاد طی عملیاتی احیاء گشته و به واحد جذب برگشت داده می شود.
لازم به یاد آوری است که محلول نشادر و روی به واحد تقطیر محتوی ترکیبات ناپایدار دیگری از قبیل NH4OH و NH4HCO3 و CO3(NH4)2 خواهد بود که توسط حرارت و شیر آهک به کمک بخار احیاء می گردد.
8.فیلتراسیون:
به منظور جدا کردن محلول کلرور آمونیوم از مایع بی کربنات سدیم از سیستم فیلترهای تحت خلاء استفاده می نمایندکه هدف آن:
جدا کردن مایع بی کربنات از کلرور آموینوم
خشک کردن کریستالهای بی کربنات دو سود و مجزا نگهداشتن آن از یونهای کلرور می باشد.
9.کلسیناسیون:
در این واحد از تجزیه بی کربنات دو سود خام و در اثر کربنات دو سود به دست می آید.
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3+Q
10.قسمت تولید بی کربنات دو سود خوراکی:
عملیاتی که در آن بی کربنات سدیم حاصل می شود در راکتورهای کربناسیون مواد خام که عبارت از محلول کربنات سدیم دو سود و گاز می باشد در جهت عکس یکدیگر وارد راکتور می گردند و تولید بی کربنات سدیم می گردد.
NaCO3+CO2+H2O=2NaHCO3+Q
عمل جدا کردن کریستال بی کربنات از مایع اصلی توسط دستگاههای سانتریفوژ صورت می گیرد.
واحد های طرح گسترش:
طرح گسترش مجتمع پتروشیمی شیراز جهت تولید کودهای شیمیایی ازته به ظرفیت 2250 تن کودهای اوره و نیترات در روز که حدود 10 برابر واحدهای قبلی می باشد، برای مصارف داخلی کشور در نظر گرفته شده است.
طراحی و مهندسی قسمتهای مختلف آن از سال 1353 شروع شد و بهره برداری از آن در اواخر سال 1362 آغاز گردید.
واحد های آب و بخار و برق و هوای فشرده :
1.واحد تصفیه ابتدایی آب:
آب از سد درودزن واقع در 48 کیلومتری مجتمع بوسیله لوله 30 اینچی به یک مخزن 10000 متر مکعبی در مجاورت کارخانه وارد شده و ازآنجا پس از ورود به مجتمع توسط 3 تلمبه با حداکثر دبی 1060 متر مکعب در ساعت به حوضچه های ته نشین کننده که هر کدام می توانند در ساعت ماکزیمم 2000 متر مکعب آب را تصفیه نمایند ارسال می گردد.
در این قسمت آب آهک جهت گرفتن سختی موقت آب و لروفریک برای تسریع در عمل تشکیل رسوبات به آب اضافه می شود.
با اضافه کردن این دو محلول شیمیایی عمل ته نشین شدن مواد انجام می شود.
آب نسبتا" صاف شده از قسمت بالای ته نشین کننده ها وارد فیلترهای شنی می شود، که این فیلترها از لایه های شن و انتراسیت که در اندازه های مختلف روی هم قرار داده گرفته اند تشکیل شده اند.
آب آهک مورد نیاز واحد تصفیه آب از اکسید کلسیم (CaO) تولید در کارخانه سودااش پس از انحلال در آب که به صورت محلول 5 % در آورده شده تامین می گردد، که این محلول برای مصرف روزانه در مخازن ذخیره ای ذخیره می گردد.
محلول کلروفریک نیز پس از انحلال در آب که به صورت 10 % می باشد در دو مخزن یک متر مکعبی ذخیره و سپس با حداکثر غلظت 5 میلی گرم در لیتر آب ورودی ته نشین کننده ها تزریق می گردد.
2.واحد تهیه آب بدون املاح:
تبدیل آب به بخار در دیگهای بخار نیروگاه در حجم های زیاد صورت می گیرد در نتیجه حتی اگر مقدار کمی املاح معدنی محلول در آب وجود داشته باشد سالانه هزاران کیلو رسوب در لوله های دیگ بخار خواهد آمد، لذا تهیه آبهای تقریبا" خالص و بدون املاح حائز اهمیت است. به همین منظور آب از روی موادی که می توانند املاح محلول در آب را بخود جنب نمایند می گذرانند، این مواد را رزین می نامند.
رزین ها که مبادله کننده های یونی نیز نامیده می شوند به دو صورت هستند، گروهی که می توانند یونهای فلزی مانند (Ca2+ و Mg2+ و Na+) را جذب نمایند که کاتیون نامیده می شوند و گروهی دیگر که یون های غیر فلزی مانند (HCO3 - و Cl- و SO4 2-) را جذب نمایند که این گروه رارزین های آنیون می نامند. کل آبهایی که توسط این گونه رزین ها برای مصرف در دیگ های بخار تصفیه می شود بالغ بر 400 متر مکعب در ساعت خواهد بود.
رزین های آنیون پس از اشباع از جذب مواد موجود در آب به کمک محلول 4 درصد سود سوز آور و یا محلول 4 درصد آمونیاک و رزین های کاتیون گیر هم پس از اشباع توسط اسید نیتریک 6 درصد ویا اسید سولفوریک 8 درصد احیاء و یا آماده باش می باشد.
آب تصفیه شده ابتدایی از مخزن ذخیره ای 2000 متر مکعبی به وسیله 4 تلمبه تغذیه آب بدون املاح که ظرفیت هر کدام 150 متر مکعب در ساعت می باشد به برج های تبادل یونی ارسال می گردد، آب ورودی ابتدا وارد برج کاتیون و سپس جداکننده گاز CO2 و از مخزن زیر جداکننده CO2 توسط 4 پمپ به ظرفیت هر کدام 150 متر مکعب به برج تبادل یونی آنیون و از آنجا به برج مخلوط کاتیون و آنیون (Mixed bed) فرستاده می شود، پس از جدا شدن کامل املاح محلول در آب به مخزت ذخیره آب بدون املاح در واحد نیروگاه که 1000 متر مکعب ظرفیت دارد ارسال می گردد.
3.واحد برج های خنک کننده:
این قسمت شامل 17 برج خنک کن می باشد، ظرفیت هر برج 3200 متر مکعب در ساعت می باشد. آب ورودی به برج حدود 37 درجه سانتیگراد حرارت دارد که تا 27 درجه خنک می شود.
5 برج خنک کننده اختصاص به نیروگاه دارد و گردش آب بین برجها و نیروگاه به وسیله دو دستگاه پمپ توربینی و دو تای دیگر برقی می باشد با ظرفیت آب ارسالی 4700 متر مگعب در ساعت برقرار می باشد. تعداد 12 برج نیز اختصاص به واحد های تولیدی کارخانه دارد، که گردش آب بین این برجها و واحد به وسیله 8 پمپ با ظرفیت ارسالی آب 5500 متر مکعبی در ساعت تامین می گردد.
سیستم خنک شدن آب بدین صورت است که آب برگشتی گرم از واحد ها از قسمت بالای برج به صورت دوش به پایین ریخته می شود و به کمک هوایی که از پایین برج توسط فنهای بزرگ به درون برج مکیده می شود و در خلاف جهت جریان آب حرکت می کند خنک می شود.
برای تماس هر چه بیشتر آب و هوا در داخل برج شبکه های پلاستیکی مخصوص نصب شده است.
