شرح پروژه

در واحدهای تولید اتیلن اکساید نیاز به حضور جریانی به عنوان Ballast gas در سیکل گازی جهت کنترل حد اشتعال پذیری به دلیل حضور اکسیژن به عنوان خوراک اصلی واحد وجود دارد. معمولا از متان و یا نیتروژن برای این منظور استفاده می شود. طبق طراحی پایه انجام شده واحد اتیلن اکساید پتروشیمی فرساشیمی، از گاز متان به عنوان Ballast gas استفاده شده است. گاز متان مورد استفاده برای این منظور از واحد الفین پتروشیمی جم تامین می-شود. اما حضور ماده استیلن در این جریان، استفاده از آن را عملا غیر ممکن کرده است زیرا استیلن سم کاتالیست رآکتور اصلی اتیلن اکساید، که در آن اتیلن و اکسیژن روی کاتالیست نقره با یکدیگر واکنش داده و اتیلن اکساید تولید می شود، می باشد. بنابراین از گاز نیتروژن به عنوان Ballast gas استفاده شده و به این حالت نیتروژن بالاست گفته می شود. یکی از مزایای متان بالاست نسبت به نیتروژن بالاست این است که ظرفیت تولید واحد حدود 10 درصد افزایش می یابد. دلیل این امر این است که در حالت متان بالاست، میزان حد اشتعال پذیری جریان خوراک افزایش پیدا کرده و لذا میزان بیشتری اکسیژن می توان به رآکتور تزریق کرد. واضح است که در صورتی که واحد در حالت متان بالاست کار کند، میزان قابل توجهی سود روزانه در فروش محصول، نصیب تولید کننده خواهد شد.
در این پروژه هدف اصلی این است که میزان استیلن موجود در خوراک متان را تا حد قابل قبولی که اسپک خوراک متان می باشد کاهش داد. برای رسیدن به هدف اشاره شده شرکت تارا فرآیند تهران اقدام به طراحی مفهومی و پایه یک پکیج شیمیایی با نام Acetylene Removal System (ARS) نمود. لازم به ذکر است که با توجه به اینکه شرایط خوراک متان منحصر به فرد می باشد لذا پکیج ARS هیچ نمونه داخلی و یا حتی خارجی ندارد. با توجه به حضور هیدروژن در خوراک متان ورودی به واحد، از مفهوم هیدروژناسیون استیلن به عنوان قلب پکیج ARS استفاده شده است. یکی از مشکلات عمده در واکنش های هیدروژناسیون استیلن تشکیل زنجیره ای از هیدروکربن های چهار کربنه به نام Green oil به عنوان محصول جانبی واکنش هیدروژناسیون استیلن است این مساله موجب شده است که قسمت دوم پکیج ARS به این مساله اختصاص یابد و هدف از آن، جلوگیری از تشکیل Green oil باشد.
وجود استیلن در خوراک متان ورودی به واحدهای تولید گلایکول ها یک مشکل رایج در تمام واحدهای MEG در کشور می باشد. بدین منظور راهکارهایی پیشنهاد شده و در برخی از واحدهای عملیاتی در ایران اجرایی شده است که هر کدام چالش هایی داشته و مشکلات خاص خود را دارد. از طرفی مهم ترین فاکتور در رابطه با مقایسه پکیج ARS و سایر روش ها مسائل اقتصادی است. هزینه تمام شده سایر روش ها حداقل دو برابر پکیج ARS می باشد که وجود تجهیزات متعدد و نیاز به استفاده از ادوات کنترلی بیشتر از عوامل این اختلاف قیمت می باشد. در روش های مشابه تعدد خوراک وجود دارد که این مساله در پکیج ARS وجود ندارد و خوراک این پکیج تنها گاز متان می باشد. تامین خوراک هایی غیر از متان که برای سایر روش ها نیاز است نیز از چالش هایی است که می تواند دردسرساز شود.
حضور اتیلن در خوراک متان ورودی به پتروشیمی فرساشیمی نیز از مواردی است که توجیه اقتصادی پکیج ARS را مستحکم تر خواهد کرد. با توجه به اینکه اتیلن خوراک رآکتور تولید اتیلن اکساید است، کمی از هزینه خوراک کاسته خواهد شد که این عدد در طول یک سال کاری عدد قابل توجهی خواهد شد.
طبق محاسبات کارشناسان تارا فرآیند تهران میزان بازگشت سرمایه این پکیج تنها 45 روز می باشد و پس از آن، سود خالص نصیب تولید کننده خواهد شد. در پایان ذکر این نکته ضروری است که شرکت تارا فرآیند تهران توانایی طراحی و ساخت پکیج های عملیاتی شده در سایر واحدها را نیز دارد اما با توجه به مزایایی چون فرآیندی با پیچیدگی کمتر، هزینه کمتر، نرخ بازگشت سرمایه کمتر، ایمنی بالاتر، اعتمادپذیری بیشتر و سود مالی بالاتر، پکیج ARS به عنوان طرح نهایی در پتروشیمی فرساشیمی به تایید رسید و اجرایی شد.