بخشی از مقاله
چکیده
امروزه تولید الفین به عنوان یکی از محصولات استراتژیک و گرانقیمت در صنایع پتروشیمی از اهمیت بالایی برخوردار است به طوریکه تغییر قیمت جهانی مواد الفینی که شامل اتیلن و پروپیلن می شود به طور مستقیم و غیر مستقیم بر روي قیمت بسیاري از محصولات پتروشیمی تاثیرگذار خواهد بود.
در یک واحد الفینی عوامل بسیاري بر تولید الفین ها تاثیرگذار خواهند بود که باید به دقت مورد بررسی قرار گیرند و مشخص شود که اهمیت هر یک از پارامترهاي ذکر شده در چه درجه اي می باشد مانند نوع خوراك ورودي - اینکه خوراك با چه فازي وارد راکتور شکست حرارتی گردد - ،ترکیب خوراك ورودي که خود مستقیما می تواند بر میزان و درصد تولید الفین ها تاثیر داشته باشد،درجه حرارتی که در داخل کوره هاي شکست حرارتی وجود دارد که بسیار تاثیرگذار در فرآیند تولید می باشد.
متغیرهایی که در این تحقیق علمی مورد بررسی قرار خواهند گرفت پارامترهایی خواهند بود که بیشترین اثر را در تولید این ماده گرانبها خواهند داشت.و در نهایت میزان تزریق بخار آب رقیق کننده در خوراك پارامتري است که در این مقاله علمی مورد بررسی قرار خواهد گرفت و مدلی ریاضی براي آن ارائه خواهد شد. تزریق بخار آب در داخل کویل هاي حرارتی که مواد هیدروکربنی تحت عنوان خوراك در آن جریان دارد باعث کاهش فشار جزیی می شود که این تغییر در فشار جزیی ترکیبات مستقیما در فرآیند کراکینگ تاثیر خواهد گذاشت آزمایشاتی که در طول این تحقیق علمی انجام خواهند شد کاملا عملی و کاربردي می باشند در این تحقیق چند کوره واقعی الفینی مورد بررسی قرار خواهند گرفت بطوریکه در یک زمان مشخص رفتار سیستم با توجه به ثابت در نظر گرفتن تقریبی بقیه پارامترها مورد بررسی قرار خواهد گرفت. آزمایشات انجام پذیرفته نیز در واحد آزمایشگاهی پتروشیمی امیرکبیر ماهشهر که یکی از مجهزترین واحدهاي آزمایشگاهی الفین در خاورمیانه است انجام پذیرفته است.
مقدمه
الفین ها از محصولات عمده صنایع پتروشیمی هستند که ازحجم بسیار زیاد تولید برخوردارند . مهمترین ف رآیند تهیه محصولا ت الفینی شکس ت حرارتی هیدروکربنهاست چندین عامل در کراکینگ یا شکست حرارتی تاثیر گذارند از جمله تاثیر تزریق بخار آب بر مواد هیدروکربنی با زنجیره ساده در داخل راکتور ح رارتی یا همان کوره هاي کراکینگ قابل بررسی میباشد این تزری ق باعث بوجود آمدن تغییراتی در سیستم می شود نظیر نقش کاهندگی فشار جزئی هیدروکربنها در مخلو ط خوراك .
چون فشار جزئی هیدروکربنها بر روي تعادل ها و سرعت واکنشها تاثیر دارند،نتیجتاً بر توزیع فرآورده هاي حاصله نیز اثر می گذارد. بویژه فشار تاثیر زیادي بر واکن شهاي ثانویه تش کیل آروماتیک ها و کک دادن زیاد دارد مرتبه این واکنشه ا از مرتبه واکنشها ي اولیه بیشتر ا ست . بنابراین بمنظور نامساعد ساختن واکنشهاي ثانویه نسب ت به واکنشهاي اولیه باید محیط را رقیق کرد. پدی ده هایی که بای د دقیقا پدیده هاي انتقال در آن در نظر گرفته شود
علاوه بر این بخار آب اثرات سودمند دیگري نیز دارد از جمله اینکه بعلت هدایت حراراتی زیادش مقدار حرارت لازم براي هر متر لوله را در م حدوده واکنشی پایین میآورد.بخار آب بر روي فلز جداره لوله ها اثر اکسید کنندگی نیز دارد
راکتورهاي شکست حرارتی - کوره ها - و کک سازي کویلها اما در ادامه کار بررسی هاي دقیقی بر ر وي نقش تزریق بخار آب برارائه میگردد تا نقش دقیق آنها و تاثیر گذاري آنها در فرآیند مشخص گردد در شک ل زیر شکل شماتیک یک راکتور شکست حرارتی با خوراك مایع نشان داده شده است.
شکل - 1 شکل شماتیک یک راکتور شکس ت حرارتی با خو راك مایع
نقش تزریق بخارآب
تزریق بخارآب باعث کاهش تشکیل ک ک میشود کک را در مبدلها نیز میتوان مشاهد ه نمود
کک بر اثر عملیات شکست حرارتی - کراکینگ - که درراکتورهاي شکست حرارت ی انجام می شو د بوجود می آید که این کک روي دیواره ي لوله هاي راکتور نش ست می کند و ضخامت آن با گذشت زمان افزایش می یابد و باعث بروز مشکلاتی می شود که مهمترین آنها عبارتند از: کاهش انتقال حرارت در سیستم مورد نظر، افزایش افت فشار در راکتور شکست حرارتی ، افزایش سوخت مصرفی، افزایش درجه حر ارت دیواره ي راکتور شکست حرارتی ،کربونیزه شدن لوله هاي راکتور، کاهش عمر لوله ها و مشکل ح فظ کردن درصد تب دیل - - ثابت نگ هداشتن درصد تبدیل
شکل - 2 کویل پیرولیزي نوع اول که در راکتورهاي شکست حرارتی با خورا ك فاز مایع بکار برده می شود
با بررسی هایی که در منبع[5] انجام پذیرفته ،مشخص شده که افزای ش درجه حرار ت باعث افزایش میزان تولید ات یلن خواهد شد اما مجاز به افزایش دما تا هر میزانی نخواهیم بود چون افزایش دما بیش از دماي بحرانی که در تحقیق تعریف خواهد شد فرآیند تش کیل کک را ت شدید و تسریع می کند
