مشاوره، طراحی و ساخت واحد تولید پارافین
شرکت پتروصنعت هورآسیا، طراحی و ساخت پلنت های تولید پارافین را در رنج های صنعتی انجام میدهد.
پارافین مایع (پارافین وکس مایع ) یا روغن معدنی که به آن روغن سفید نیز گفته می شود که از تقطیر مشتقات نفت به دست می آید و تصفیه و خالص سازی شده است.
این روغن به رنگ سفید یا شفاف است در دمای 175 درجه سانتیگراد به جوش می آید و در دمای 265 درجه نیز تبخیر می شود. همچنین روغن معدنی چسبناک است و خاصیت فلوئورسانسی ندارد؛ یعنی به وسیله ی عوامل خارجی مانند حرارت و تابش، خاصیت درخشندگی از خود بروز نمی دهد.
پارافین مایع صنعتی:
این نوع روغن معدنی که به آن کروزون، نفت سفید، نفت کوره و نفت چراغ نیز گفته می شود دارای ناخالصی بیشتری نسبت به نوع بهداشتی است و بویی شبیه به بوی گازوییل دارد. از این روغن برای روانکاری دستگاه های صنعتی استفاده می شود.
فرآیند تولید پارافین مایع سفید:
1) تولید آیزوریسایکل از نفت خام ورودی به پالایشگاه
نفت خام پس از ورود به پاﻻيشگاه تحت عمليات آبگيري و نمك زدايي قرار ميگيرد. پس از آماده سازي، نفت خام بعد از گرم شدن وارد برج Tower Atmospheric ميگردد.
در این برج مواد سبک از قبیل متان، اتان، پروپان، بوتان و مواد سنگینتری از قبیل Light and heavy naphtha، Blending naphtha، نفت سفید، Light gasoil و … جدا میگردند. پس از جداسازی مواد از یکدیگر در این برج، مواد خروجی از پایین برج که از همه سنگینتر است و Atmospheric residue نامیده میشود پس از افزایش دما وارد برج ديگري بنام Tower Vacuum ميگرددكه در اين برج موادي از قبيل Heavy Gasoil، lube cut، Iso Feed و … جدا میگردد. Iso Feed وارد واحد Hydrocracker Iso Max میگردد که در این واحد این ماده تحت فشار حدود 190 بار و دمای حدود 400 درجه سانتیگراد در مجاورت كاتاليزور و هيدروژن تحت عمليات شكست مولكولي ايزومريزاسيون قرار میگیرد و تبديل به مواد ميان تقطير ميگردد. طي اين پروسه محصول جانبي نيز توليد ميگردد كه نام آن Recycle Iso مي باشد.اين ماده مخلوطي است از پارافين و واكس سبك كه اگر وارد واحد مومگيري گردد پارافين و واكس سبك خطي آن از يكديگر جدا ميگردند.
2) دیوکسینگ (موم زدایی)
آیزوریسایکل به منظور جداسازی اسلک وکس سبک از پارافین مایع صنعتی( شایان ذکر است آیزوریسایکل ترکیبی تشکیل شده از مولکولهای پارافینی و ایزوپارافینی به همراه درصد کمی ترکیبات آروماتیکی است که یکی از محصولات تولیدی فرآیند کرکینک کاتالیستی در حضور هیدروژن میباشد).
این واحد از قسمتهای زیر تشکل یافته است:
الف- بخش اختلاط حلال و خوراک
ب- بخش سرمايش
ج- بخش فيلتراسيون
د- بخش بازيابي حلال
ه- بخش كمپرسور
3) آروماتیک زدایی برای تولید پارافین مایع سفید از پارافین مایع صنعتی:
برای برخی اهداف مثل کاربرد های خوراکی و بهداشتی آروماتیک زدایی با شدت بیشتر و برای برخی اهداف مانند کاربرد های دفع آفات گیاهی و نساجی و … آروماتیک زدایی با شدت کمتری صورت میپذیرد. در روش استاندارد پارافین مایع با حلال مخصوص مخلوط شده سپس در مخازن ته نشینی فاز پرآروماتیک تر و حلال از فاز کم آروماتیک جداسازی و حلال با تقطیر بازیافت و به چرخه تولید باز گردانده می شود. فاز کم آروماتیک تر فوقانی پس از عاری شدن از حلال به واحد اسید شویی ارسال میگردد و در مجاورت اسید سولفوریک مابقی آروماتیک های باقی مانده تبدیل به سولفونیک اسید میگردد که بعنوان محصول جانبی تولید می شود و در تولید روغن قالب و آب صابون کاربرد دارد. محصول واحد اسید شویی به مخازن ته نشینی برای جداسازی سولفونیک اسید ارسال می شود. پس از جداسازی سولفونیک اسید ها که چگالی بیشتری دارند و ته مخزن جمع می شود فاز بالایی برای خنثی سازی نهایی و رنگبری با تونسیل یا بنتونیت به رآکتور گرمکن دار و همزن دار ارسال و در نهایت فیلتراسیون با فیلتر پرس اتمام کار است.
نقش فیلترپرس در فرایند تقطیر و سردسازی پارافین
ترکیبات روغن پارافین از طریق نفت با دمای کمتر از حدود 860 درجه فارنهایت (460 درجه سانتیگراد) تقطیر می شود. این عمل می تواند باعث فیلتر شدن نفت در فیلتر پرس های ساده شود. در نفت خام کسری، “رافینیت” یا برش که به عنوان فرایند تقطیر پارافین تعریف می شود از 170 تا 310 درجه سانتیگراد (338 تا 590 درجه فارنهایت) و در فشار بسیار کم می جوشد. این پروسه می تواند با سرد شدن به بخش های پارافین جامد و نفت مایع تبدیل شود. فیلتر پرس های ساده انجام چنین امر مهمی را بر عهده دارند.
به کسر جامد که شامل 65 درصد پارافین است slack vax می گویند. در ابتدا slack vax گرما دیده و تصفیه می شود سپس به پارافین vax معمولی که در بازار موجود است تبدیل می شود.
حذف پارافین از پارافین تقطیر شده ی قابل پرس به منظور بهبود خاصیت های روان کنندگی و مقاوم سازی در برابر سرما مهم است. بنابراین، در فرایند های تقطیر پارافین معمولاً این محصول به سوله های پارافین پمپ میشود. سوله های پارافین جایی هستند که اجازه داده میشود پارافین در مخازن قرار گیرد و در پایین ترین دمای اتاق ته نشین شود. سپس از طریق یک بانک واحد خنک کننده پارافین به دستگاههای پرس هیدرولیک پمپ می شوند. این روند باعث می شود تا پارافین از حالت تقطیر خارج شده و سرد شود.
مراحل بعدی تقطیر پارافین
مراحل بعدی تقطیر پارافین از برش «خام» با نقطه جوش بالاتر به دست میآید و به عنوان کسری با ویسکوزیته بالا تعریف میشود. این امر باعث تقطیر هرچه بیشتر پارافین غیر تصفیه شده میشود. علاوه بر این، این کسر خود نیز حاوی پارافین است. با این حال به دلیل ماهیت ریز کریستالی، این پارافین به خوبی برای جداسازی و فیلتر پرس مناسب نیست. بخشی از پارافین تقطیر شده با ویسکوزیته بالا به صورت سرد تهنشین شده و سانتریفیوژ میشود. از این رو است که یک بخش پارافین روغنی به دست میآید و به عنوان مشتقات نفت و روغن تعریف میشود.
نفت خام از ذخایر نفتی یا موم میکروکریستالی موجود در نفت خام تصفیه می شود. فرایند تصفیه شدن با کریستالیزه شدن مجدد و ته نشین شدن پارافین از محلول نفتا در دماهای کاهش یافته جدا می شود. گاهی اوقات به این نوع پارافین “پارافین نفتی” نیز گفته می شود. حداقل 85 درصد از هیدروکربن های این محصول از همین نوع است.
تجزیه و تحلیل فرایند تولید پارافین جامد
(DSC) به عنوان مشتق یا دیفرانسیلی تعریف میشود که کالریمتری را اندازه گیری میکند. (کالریمتری در حقیقت اندازه گیری کالری موجود در این دسته از محصولات نفتی است). از این روش برای تشخیص تغییرات فیزیکی یا شیمیایی در یک ماده که با جذب یا آزادسازی گرما همراه است، استفاده میشود. اگر جرم اولیه نمونه مشخص باشد، DSC میتواند کمیت رویدادهای حرارتی را اندازه گیری کند. تجزیه و تحلیل توسط DSC با ۰.۱ میلی گرم نمونه انجام میشود. از این رو ۵ تا ۱۵ میلی گرم را میتوان یک اندازه معمولی به شمار آورد.
امروزه یکی از مهمترین تکنیک های تحلیلی موجود (FTIR) است که آن را به نام طیف سنجی فرو سرخ یا تبدیل “فوریر” نیز می شناسند. مهمترین مزیت این روش آنالیز این است که هر نمونه را در هر حالتی قابل مطالعه می سازد، برای مثال: گاز، مایعات، محلول ها، پودرها، فیلم ها و سطوح را می توان با انتخاب بهترین تکنیک نمونه برداری بررسی کرد. روش تحلیلی دیگر GC است که به عنوان کروماتوگرافی گازی نیز شناخته میشود.
نحوه تولید اسلک وکس
اسلک وکس مخلوطی از موم پارافین و روغن است که از نفت خام به دست میآید. محدوده مشتقات نفتی اسلک وکس از 5٪ تا 30٪ است. همچنین اسلک وکس به عنوان ماده ی خام پارافین کاملاً تصفیه شده و نیمه تصفیه شده شناخته میشود. از این محصول برای تولید تمام گرید های پارافین وکس با فرآیندهای روغن زدایی و سفید کردن یا بلیچینگ استفاده میشود. فرآیند روغن زدایی یا کاهش روغن اسلک وکس به روش های مختلف صورت میپذیرد و فرآیند بلیچینگ، نیز همان تغییر رنگ اسلک وکس از زرد یا قهوه ای به سفید است. با این نوع پالایش، میتوانیم پارافین وکس را از اسلک وکس تولید کنیم.
این نوع اسلک وکس بهترین گزینه برای تولید انواع پارافین وکس است. تولید اسلک وکس بسیار کم هزینه است و به دلیل محتویات نفتی که دارد میتواند بهترین گزینه برای تولید انواع پارافین باشد. به هر حال قیمت این نوع پارافین بالاتر از بقیهی پارافینها است. این محصول گرید سبک و گرید سنگین دارد. تفاوت بین گرید سبک و گرید سنگین در نقطه ذوب آنها است.
نحوه تولید پارافین پسماند
پس از اتمام فرآیند تولید پارافین وکس از اسلک وکس، پارافین پسماند به دست می آید. کاربرد اصلی این نوع پارافین در صنایع کبریت سازی است زیرا میزان روغن آن حدود 50 درصد است و دارای بوی قوی و رنگ کاملا قهوه ای است. موم پسماند یک محصول کاملا جانبی است که از روغن زدایی یا تعریق پارافین در فرآیند تولید پارافین وکس به دست می آید. پارافین پسماند در حقیقت باقیمانده ترکیبی از نفت و اسلک وکس است. این پارافین که به طور رسمی با نام روغن فوتس شناخته میشود، محصولی است که از تولید پارافین وکس نیمه تصفیه شده به دست می آید. 60 درصد این نوع پارافین تقریباً از 100 درصد اسلک وکس تولید شده توسط پالایشگاه های نفت حاصل میشود.
پارافین پسماند قهوه ای رنگ است. از این پارافین برای ساخت کبریت، روان کننده ها، مواد منفجره، آتش بازی و غیره استفاده می شود. می توان از پارافین پسماند به عنوان ماده اشباع آبگریز، آجر سوختی، ماده خام برای تولید روان کننده های گریس، روغن های عایق، روان کننده ها، صنایع تایر، لاستیک و خاک کفش، نساجی، و همچنین تولید ژله نفتی و روغن سفید نیز استفاده کرد. همچنین در صنایع تولید پلاستیک نیز کاربرد زیادی دارد.
نحوه تولید لیکوئید پارافین
لیکوئید پارافین ماده ای شفاف است که از هیدروکربن های اشباع شده با ساختاری منظم تشکیل شده است. این نوع پارافین یا از نفت سفید استخراج می شود یا از طریق “فرایند فیشر-تروپش” در سایت های تولید گاز به مایع استخراج می شود
لیکوئید پارافین ماده اولیه اصلی برای ساخت مواد آزمایشگاهی است. لیکوئید پارافین از نفت سفیدی استخراج می شود که به طور متوسط حاوی 20/25 درصد پارافین است و بنابراین عموماً در نزدیکی پالایشگاه ها تولید می شود. نفت سفیدی که از آن پارافین گرفته شده باید به پالایشگاه بازگردانده شود. بیش از 80 درصد از لیکوئید پارافین برای تولیدات آزمایشگاهی استفاده میشود. لیکوئید پارافین باقیمانده ممکن است برای حلال های خاصی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع پارافین کاربردهای مختلف صنعتی دارد که از آن جمله می توان به تولید رزین های مصنوعی، رنگ ها و لاک ها، مواد چربی زدا و جوهر های چاپی نام برد. پارافین معمولی به عنوان حل کننده در صنعت برای تولید پلیمر ها و رزین ها، رنگ ها و پولیش گریس به کار میرود.
نحوه تولید و کاربرد isoپارافین
پارافین ها را می توان در زنجیره های مستقیم (پارافین معمولی) یا زنجیره های شاخه ای (isoپارافین) دسته بندی کرد. بیشتر ترکیبات پارافین در روغن های خام طبیعی و به عنوان لیکوئید پارافین به کار میروند. در حالی که iso پارافین ها اغلب در فرآیندهای پالایشگاهی تولید می شوند. اگر پارافین های مایع به عنوان سوخت موتور مصرف شوند نمی توانند قدرت محرکه ی خوبی را تولید کنند. این در حالی است که iso پارافین ها ویژگی های خوبی برای رانه حرکتی و احتراق موتور دارند. پارافین با زنجیره های بلندتر یعنی همان isoپارافین ها از اجزای اصلی پارافین هستند. لیکوئید پارافین از نفت سفید و یا گازوئیل، مواد اولیه و با استفاده از استخراج غربال های مولکولی تولید می شود.
پس از تصفیه مناسب، گوگرد زدایی، آروماتیزاسیون، جریان n-پارافین به واحد شکنش عبور داده می شود، سپس برش های کربن مورد نظر حاصل می شود. از پارافین های مایع به عنوان حلال استفاده می شوند. isoپارافین ماده ای اصلی در ساخت سورفکتانت ها است. از isoپارافین در ساخت ترکیبات فلز کاری، اجزای روغن روان کننده، نرم کننده ها و کلرو پارافین ها و همچنین تولید روغن برای نورد سرد آلومینیوم استفاده میشود. isoپارافین حامل کاتالیزور برای پلیمریزاسیون الفین می باشد. مواد اولیه isoپارافین طیف وسیعی از کاربرد ها را در بر میگیرد.