واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه شیراز (دوشنبه، ۲۸ آبان) با حضور مقالات از شرکت ملی پخش فرآورده‌های نفتی ایران بهره بردرای شد.
شرکت پالایشگاه نفت شیراز در جهت اهداف راهبردی خود در زمینه تولید و عرضه سوخت پاک و افزایش کیفیت بنزین تولیدی، از سال ۹۸ نسبت به احداث واحد ایزومریزاسیون به ظرفیت ۵ هزار بشکه در روز اقدام نموده است.
هدف کلی این طرح، افزایش ۲۰ درصدی بنزین تولیدی پالایشگاه، ارتقای درجه آرام‌سوزی (عدد اکتان) بنزین نهایی تولیدی پالایشگاه از ۸۷ به ۹۱، کاهش بنزن آن در سطح استاندارد ملی به کمتر از یک درصد، کاهش مواد آروماتیکی به کمتر از ۳۵ درصد، کاهش مقدار گوگرد بنزین تولیدی به کمتر از ۲ پی‌پی‌ام و کاهش آلاینده‌های زیست محیطی است.
ظرفیت این واحد معادل ۷۹۵ هزار لیتر در روز و تولید فعلی آن روزانه ۵۴۰ هزار لیتر است که با راه‌اندازی این واحد، کیفیت بنزین تولیدی نیز به استاندارد یورو ۵ می‌رسد و تولید روزانه یک میلیون و ۶۵۰ هزار لیتر بنزین یورو ۵ در پالایشگاه شیراز محقق خواهد شد.
پیش‌راه‌اندازی و راه‌اندازی واحد از تیر امسال آغاز شده و دوم مهر سال ۱۴۰۳ به بهره‌برداری رسید. هم اکنون این واحد توانسته به تمام اهداف تعریف شده از قبیل اکتان بالاتر و بنزن کمتر دست یابد و تولید بنزین یورو ۵ را به سبد محصولات خود اضافه کند.
مفتخریم که طراحی، ساخت و راه اندازی کمپرسورهای رفت و برگشتی گاز این واحد از پالایشگاه شیراز به دست توانمند متخصصان و مهندسان گروه صنعتی هوایار به عنوان اولین سازنده داخلی کمپرسورهای رفت و برگشتی با گاز هیدروژن به اتمام و بهره برداری رسیده است.
فرآیند ایزومراسیون در پالایشگاه
پالایشگاه‌ها به عنوان مراکز اصلی تصفیه و تولید فرآورده‌های نفتی نقش مهمی در تأمین انرژی و سوخت مورد نیاز صنایع و خودروها دارند. با افزایش تقاضا برای سوخت‌های پاک‌تر و با کیفیت بالاتر، فرآیندهای متعددی برای بهبود خواص سوخت در پالایشگاه‌ها انجام می‌شود. یکی از این فرآیندهای کلیدی، ایزومراسیون (Isomerization) است.
هدف اصلی فرآیند ایزومریزاسیون، تغییر ساختار مولکولی هیدروکربن‌های سبک مانند پنتان (C5) و هگزان (C6) است تا به ایزومرهای شاخه‌دار با عدد اکتان بالاتر تبدیل شوند. این فرآیند بهبود کیفیت سوخت، به ویژه بنزین، و کاهش آلودگی‌های زیست محیطی را ممکن می‌سازد. در این میان، تجهیزات پیشرفته‌ای برای دستیابی به شرایط بهینه واکنش مورد استفاده قرار می‌گیرد که یکی از مهم‌ترین آنها کمپرسورهای رفت و برگشتی گاز (Reciprocating Gas Compressors) است. این کمپرسورها نقش حیاتی در بازیافت گاز هیدروژن، تنظیم فشار و انتقال گازهای فرآیندی دارند.
در ادامه، ابتدا فرآیند ایزومریزاسیون به طور دقیق بررسی شده و سپس نقش کمپرسورهای گاز رفت و برگشتی در این واحد تحلیل می‌شود.
جایگاه واحد ایزومریزاسیون در پالایشگاه و نقش آن
الف. تعریف و هدف فرآیند
واحد ایزومریزاسیون (Isomerization Unit) یکی از واحدهای مهم و استراتژیک در پالایشگاه‌ها است که نقش کلیدی در بهبود کیفیت سوخت و افزایش کارایی فرآورده‌های نفتی ایفا می‌کند. این واحد با تمرکز بر تغییر ساختار مولکولی هیدروکربن‌ها به منظور تولید سوخت‌های پاک‌تر و باکیفیت‌تر، به‌ویژه بنزین، اهمیت زیادی دارد. ایزومریزاسیون فرآیندی شیمیایی است که طی آن، هیدروکربن‌های زنجیره‌ای (نرمال) به ایزومرهای شاخه‌دار تبدیل می‌شوند. ایزومرهای شاخه‌دار دارای عدد اکتان بالاتری هستند که منجر به عملکرد بهتر موتورهای احتراق داخلی و کاهش ضربه در حین سوختن می‌شوند. در ادامه جایگاه و نقش این واحد به تفصیل بررسی می‌شود.
به طور کلی، این فرآیند با هدف:
بهبود عدد اکتان سوخت‌ها
عدد اکتان معیاری از مقاومت سوخت در برابر احتراق خودبه‌خودی است. بنزین با عدد اکتان بالاتر، عملکرد بهتری در موتورهای پیشرفته دارد و از پدیده ضربه موتور جلوگیری می‌کند. واحد ایزومریزاسیون با تبدیل هیدروکربن‌های خطی (Normal Paraffins) به هیدروکربن‌های شاخه‌دار (Branched Paraffins)، عدد اکتان سوخت را افزایش می‌دهد.
تولید سوخت‌های پاک‌تر
واحد ایزومریزاسیون به دلیل تولید ایزومرهای شاخه‌ای، نیاز به افزودنی‌های مضر مانند ترکیبات سربی یا آروماتیک را کاهش می‌دهد. این امر به کاهش انتشار گازهای سمی و آلاینده کمک می‌کند و نقش مهمی در حفظ محیط زیست دارد.
افزایش بهره‌وری خوراک پالایشگاه
این واحد باعث استفاده بهینه از هیدروکربن‌های سبک می‌شود. به جای فروش مستقیم ترکیبات با عدد اکتان پایین یا استفاده محدود، از آنها برای تولید سوخت‌های با ارزش بالا استفاده می‌کند.
انعطاف‌پذیری در تولید محصولات متنوع
واحد ایزومریزاسیون می‌تواند بر اساس نیاز بازار، ترکیبات مختلفی از هیدروکربن‌های ایزومری تولید کند. این ویژگی به پالایشگاه‌ها امکان می‌دهد تا بر اساس تقاضا، ترکیب تولید را تغییر دهند.
کاهش هزینه‌های تولید سوخت
این واحد با افزایش کیفیت خوراک و کاهش نیاز به افزودنی‌های گران‌قیمت، هزینه‌های کلی تولید بنزین را کاهش می‌دهد.
ب. مراحل فرآیند ایزومریزاسیون
- خوراک اولیه
خوراک واحد ایزومریزاسیون شامل هیدروکربن‌های سبک مانند پنتان و هگزان است که از واحدهای تقطیر یا ریفورمینگ پالایشگاه تأمین می‌شود.
- پیش‌تصفیه خوراک
خوراک ابتدا از نظر حذف ناخالصی‌هایی نظیر گوگرد، نیتروژن و آب تصفیه می‌شود. این ناخالصی‌ها می‌توانند باعث مسموم شدن کاتالیست‌ها و کاهش بازده فرآیند شوند.
- واکنش ایزومریزاسیون
خوراک در حضور کاتالیست‌های اسیدی (معمولاً پلاتین یا کلر) و در دما و فشار مشخص به ایزومرهای شاخه‌دار تبدیل می‌شود. این واکنش در دماهای 100 تا 200 درجه سانتی‌گراد و فشارهای بالا انجام می‌شود.
- بازیافت و جداسازی محصولات:
محصولات خروجی شامل ایزومرهای تولیدی (با عدد اکتان بالا) و گازهای اضافی مانند هیدروژن است. گاز هیدروژن از طریق تجهیزات بازیافت (مانند کمپرسورها) جمع‌آوری و دوباره وارد سیستم می‌شود.
ج. محصولات ایزومریزاسیون
محصول اصلی فرآیند، ترکیبات هیدروکربنی شاخه‌دار با عدد اکتان بالا است که برای تولید بنزین با کیفیت به کار می‌روند.
کمپرسورهای رفت و برگشتی گاز در واحد ایزومریزاسیون
الف. اصول عملکرد کمپرسور رفت و برگشتی
کمپرسورهای رفت و برگشتی از مکانیزم پیستونی برای فشرده‌سازی گازها استفاده می‌کنند. این کمپرسورها شامل سیلندرهایی هستند که در آنها پیستون‌ها حرکت رفت و برگشتی دارند و گاز را در طی هر چرخه فشرده می‌کنند.
ب. دلایل استفاده از کمپرسور رفت و برگشتی در واحد ایزومریزاسیون
- بازیافت گاز هیدروژن
هیدروژن، که به عنوان گاز محافظ در واکنش ایزومریزاسیون استفاده می‌شود، از محصولات خروجی بازیافت می‌گردد. کمپرسورهای رفت و برگشتی این گاز را فشرده و برای استفاده مجدد آماده می‌کنند.
- تنظیم فشار فرآیند
این کمپرسورها وظیفه تنظیم فشار مورد نیاز در واحد ایزومریزاسیون را بر عهده دارند تا شرایط بهینه برای واکنش‌ها حفظ شود.
- انتقال گازهای فرآیندی
گازهای فرآیندی باید بین تجهیزات مختلف مانند راکتورها و واحدهای جداسازی منتقل شوند که این وظیفه نیز به عهده کمپرسور است.
ج. مزایای کمپرسورهای رفت و برگشتی در واحدهای ایزومریزاسیون
- راندمان بالا در فشارهای بالا
- انعطاف‌پذیری برای تنظیم دبی و فشار گاز
- قابلیت فشرده‌سازی چند مرحله‌ای برای گازهای مختلف
د. چالش‌ها و نگهداری
- سایش قطعات: به دلیل حرکت مداوم پیستون‌ها
- تعمیرات دوره‌ای: برای جلوگیری از نشت گاز یا کاهش عملکرد
- مصرف انرژی بالا: به خصوص در فشارهای بسیار بالا
در پایان
فرآیند ایزومریزاسیون یکی از مهم‌ترین فرآیندهای پالایشگاهی برای بهبود کیفیت سوخت و افزایش عدد اکتان بنزین است. این فرآیند نه تنها به تولید سوخت‌های پاک‌تر کمک می‌کند بلکه نقش مهمی در کاهش آلاینده‌های زیست محیطی دارد. تجهیزات پیشرفته‌ای مانند کمپرسورهای رفت و برگشتی گاز، ستون اصلی عملکرد صحیح این فرآیند هستند.
کمپرسورهای رفت و برگشتی به دلیل راندمان بالا، قابلیت فشرده سازی گازهای مختلف و انعطاف پذیری، انتخابی ایده‌آل برای واحدهای ایزومریزاسیون هستند. با این حال، نگهداری منظم و رفع چالش‌های عملیاتی برای عملکرد بهینه این تجهیزات ضروری است.
پیشنهاد می‌شود برای بهبود کارایی این واحدها، از تکنولوژی‌های جدید در طراحی کمپرسورها و مواد کاتالیستی پیشرفته استفاده شود. این امر می‌تواند بازده فرآیند را افزایش داده و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد.
Loading...