بخشی از مقاله
خلاصه
با توجه به مصرف بالای گاز اتیلن اکساید به صورت مستقیم و غیر مستقیم و عدم وجود مواد اولیهای که تولید این گاز را در ایران اقتصادی کند. نیاز به یک فرایند تولید اتیلن اکساید که توانایی استفاده از مواد اولیه دردسترس و اقتصادی موجود در کشور عزیزمان را داشته باشد به صورت روز افزون احساس میشود، به همین دلیل بر آن شدیم تا در این پژوهش روشهای مختلف تولید گاز اتیلن اکساید مورد را بررسی قرار داده و مناسبترین روش جهت تولید اقتصادی این گاز را توسط نرم افزار Aspen HYSYS V8.8 به طور مفصل و با توجه به ملاحظات اقتصادی و روشهای تهیه مواد اولیه بیان کنیم.
محصولات این واحد در نهایت 800 کیلو مول در ساعت اتیلن اکساید 5000 کیلو مول در ساعت کربن دی اکسید و 6500 کیلو مول در ساعت بخار با فشار 10 مگاپاسکال است. به بیان دیگر ظرفیت تولید اتیلن اکساید در این واحد حدودا 250 هزار تن در سال است. که با توجه فرایندهای موجود از نظر اقتصادی، بهینه میباشد.
.1 مقدمه
اتیلن اکساید گازی بی رنگ با بوی شیرین، انحلال پذیر در آب و اشتعال پذیر میباشد که در مجاورت فلز هایی مانند مس، جیوه و منگنز قابلیت انفجار دارد که خواص فیزیکی آن در جدول1 آمده است. این گاز یکی از محصولات پتروشیمی است که عمدتا به عنوان مادهی اولیه در واکنش های شیمیایی دیگر نظیر تولید اتیلن گلایکولها، گلایکول اترها، اتانول امینها پلی گلایکولها وپلی اُلها استفاده میشود.
باتوجه با کاربرد فراوان اتیلن اکساید در صنایع مختلف میزان مصرف جهانی آن در جدول2 خلاصه شده است، از طرفی واحدهای تولید کننده این گاز در ایران به شرح زیر است: این محصول در ایران در پتروشیمی فرساشیمی، پتروشیمی مروارید، پتروشیمی مارون و شازند تولید میشود و تماما به اتیلن گلایکولها تبدیل میشود، که میزان تولید این سه واحد مجموعا 201 هزار تن در سال است. همچنین در واحد تولید اتیلن اکساید در پتروشیمی همدان با ظرفیت تولید 2 هزار تن در سال که در سالهای به بهره برداری رسید نیز از دیگر واحدهای تولید کننده اتیلن اکساید میباشد. پایلوت این واحد نیز در پتروشیمی جم قرار دارد.
.2 روش کار
در این مقاله قصد داریم که فرایند طراحی تفضیلی واحد تولید اتیلن اکساید را به صورت گام به گام از فرایندهای موجود تا سینتیک فرایند، معادلات حاکم، شبیه سازی فرایند و خالص سازی محصول شرح دهیم.
.3 انواع روش های تولید
سه روش از مهمترین روش های تولید اتیلن اکساید عبارتند از:
الف - اکسیداسیون مستقیم با استفاده از اکسیژن خالص این فرایند به سه روش متفاوت صورت میگیرد که عبارتاند از:
-1 تهیه اتیلن اکساید از اکسیداسیون مستقیم اتیلن و اکسیژن
-2 تهیه اتیلن اکساید از اکسیداسیون مستقیم اتیلن به روش
Union Carbide meteor -3 استفاده از اتیلن و اکسیژن فشرده به عنوان عامل اکسنده جهت تهیه اتیلن اکساید
ب - اکسیداسیون مستقیم با استفاده از هوا[1] با بررسی منابع مختلف و با توجه با اینکه در اکثر ثبت اختراعهای موجود از اکسیژن خالص - با خلوص بیش از 95 درصد - به عنوان اکسیدان استفاده می شود و تمامی واحد های ساخته شده در 15 سال گذشته همگی Oxygen-Based بوده و همچنین بسیاری از واحد های Air-Based نیز اخیرا به Oxygen-Based تبدیل شدهاند. این فرآیند یک روش منسوخ محسوب می شود و دیگر در صنایع تولید کنند اتیلن اکساید استفاده نمیگردد.
ج - تولید اتیلن اکساید از اتیلن کلروهایدرین در این روش از اتیلن کلروهایدرین به عنوان مادهی اولیه استفاده میشود که در ایران به دلیل عدم تولید این ماده در سایر پتروشیمیها میبایست یا از کشورهای تولید کنندهی این محصول وارد شود و یا در کنار واحد تولید اتیلن اکساید واحد تولید اتیلن کلروهایدرین نیز ساخته شود که در هر دو صورت نسبت به واحدها با خوراک اتلین به هیچ عنوان توجیه اقتصادی ندارد زیرا قیمت جهانی اتیلن کلروهایدرین از اتیلن اکساید بیشتر است و از طرف دیگر اتیلن نیز به مقدار زیاد در کشور تولید میشود و از طریق خط لولهی اتیلن غرب کشور به راحتی قابل وصول است. با توجه به مطالب گفته شده در این مقاله از روش اول جهت شبیه سازی فرایند بهره گرفتهایم.[2]
