گزارش کارآموزی شیرین سازی گاز در واحد تصفیه گاز و گوگرد سازی جدید در مجتمع پتروشیمی رازی

مقدمه

پتروشیمی رازی یکی از عظیمترین کارخانه های تولیدی کودهای ازته و فسفات و مواد شیمیایی در کشور می باشد.این مجتمع بزرگترین تولید کننده آمونیاک,کوداوره,اسید سولفوریک و گوگرد وتنها تولید کننده اسید فسفریک وکود دی آمونیوم فسفات در ایران میباشد.مواد اولیه مصرفی این مجتمع گاز ترش,خاک فسفات کلسیم و آب و هوا میباشد.

به علت قدمت واحدها وصدمات وارده در جنگ ظرفیت تولید در حال حاضر به 2400000 تن در سال رسیده است.که با تکمیل طرح آمونیاک سوم این ظرفیت به 3700000 تن در سال خواهد رسید.صدور سالانه 1200000 تن کود شیمیایی به مراکز توزیع در تقویت وتوسعه اقتصادی کشور مفید و موثر میباشد.

اکنون به توضیح مختصری در مورد مواد اولیه مجتمع میپردازیم:

گاز ترش (sour gas):

اصلی ترین خوراک مجتمع گاز است که از هفت حلقه چاه اختصاصی شرکت واقع در مسجد سلیمان استخراج میگردد.عمق این چاهها از 3960 تا 4270 متر است.که گاز مورد نیاز مجتمع را با فشاری حدود 2200 پوند بر اینچ متر مربع تامین مینماید.

این گاز حاوی 64% متان(CH4) و24% H2S و11%گاز کربنیک (CO2) است.و بقیه آن راهیدروکربنهای سبک و مقدار کمی CS و CS2 و... تشکیل میدهد که مخلوط آن را گاز ترش (SOUR GAS) مینامند.گاز ترش پس از نم زدایی در واحد جذب آب مسجد سلیمان به وسیله یک خط لوله 20 اینچ وبه طول 174 کیلومتر که ظرفیت آن در حال حاضر 220 میلیون فوت مکعب در روز میباشد به مجتمع فرستاده میشود.که در پاره ای از موارد میزان گاز مذکور جوابگوی نیاز مصرفی مجتمع نمیباشد که کمبود آن از طریق شرکت ملی گاز اهواز تامین میشود.

خاک فسفات:

ماده خام و اساسی دیگری که در مجتمع استفاده میشود,خاک فسفات است که از کشورهایی نظیر مراکش و توگو و اردن تامین شده و بوسیله کشتی در اسکله اختصاصی مجتمع تخلیه میشود. منابع موجود درخاک فسفات در اطراف یزد از نظر کمیت و کیفیت پاسخگوی نیاز این مجتمع نمیباشد.

آب:

آب مصرفی این مجتمع بوسیله یک خط لوله کانال آبرسانی منطقه از رودخانه کارون واقع در اهواز به مسافت 80 کیلومتر به سه مخزن آب مجتمع هر کدام با گنجایش 33000 مترمکعب که اخیرا" جهت افزایش ذخیره آب مورد نیاز کارخانجات مجتمع احداث شده اند به صورت زیر مصرف میشود:

- آب صنعتی که پس از تصفیه شیمیایی وگرفتن املاح آنها جهت مصرف واحدها و دیگهای مولد بخار استفاده میشود.

-آب اشامیدنی

-آب آتشنشانی

در ضمن بخشی از آب مورد نیاز چگالندههای واحد آمونیاک از طریق آب دریا تامین میشود که بوسیله تلمبه خانه مجهزی مشتمل بر شش دستگاه تلمبه با ظرفیت 80000 مترمکعب درروز که در کنار اسکله قرار دارد به واحد ارسال میشود.

هوا:

یکی دیگر از مواد مورد نیاز مجتمع هوا میباشد که بصورت هوای ابزار دقیق ومصرف فرآیندی استفاده میشود. در ضمن یکی از عناصر اصلی کودهای شیمیایی را ازت تشکیل میدهد که این عنصر مفید مستقیما" از هوا تامین میشود.

واحد جذب آب و گاز رسانی مسجدسلیمان:

این واحد در اطراف ارتفاعات شهرستان مسجدسلیمان واقع شده است و گاز به عنوان خوراک اصلی مجتمع از هفت حلقه چاه قابل تامین میباشد که نزدیکترین آنها 5Km و دورترین آنها 16km با واحد فوق فاصله دارد. تاسیسات واحد مسجدسلیمان شامل نم زدایی گاز,شیرین سازی  گاز چاههای گاز وخط لوله میباشد که گاز مورد نیاز مجتمع را با فشاری حدود 900-800 پوند بر اینچ مربع تامین مینماید.

خط لوله دارای 10 ایستگاه حفاظت از خوردگی (CP) و10 مورد شیرهای اتوماتیک ایمنی (B.V) در طول مسیر خط میباشند.

مسئولیت پتروشیمی رازی به عنوان اولین مصرف کننده گاز ترش 24% H2S در راستای استخراج و بهره برداری از هفت حلقه چاه این گاز به میزان 200 میلیون فوت مکعب در روز و تبدیل آن به روزانه 10000 تن فرآورده های شیمیایی,از افتخارات این شرکت درخدمت توسعه اقتصادی کشور است.

واحد تصفیه گاز وگوگردسازی مجتمع پتروشیمی رازی:

واحد تصفیه گاز وگوگردسازی پتروشیمی رازی را میتوان مهمترین واحد در مجتمع دانست. زیرا که خوراک این مجتمع که گاز ترش طبیعی مستخرج از چاههای گاز مسجد سلیمان میباشد در این قسمت شیرین سازی شده وخوراک واحدهای دیگر را تامین مینماید. از طرفی دیگر گوگرد که یکی از مهمترین تولیدات مجتمع میباشد نیز در این واحد تولید میگردد. لذا واحد تصفیه گاز و گوگردسازی که قلب تپنده ی مجتمع پتروشیمی رازی است خود شامل دو قسمت اصلی قدیم و جدید میباشد. که واحد تصفیه گاز و گوگردسازی قدیم خود شامل دو قسمت شمالی و جنوبی میباشد.

در این مجموعه نخست گاز ترش متشکل از حدودا" 60% CH4 و 25% H2S و 12% دی اکسید کربن مورد عملیات شیرین سازی قرار میگیرد. به این معنی که H2SوCO2 از این گاز حذف میگردد وگاز شیرین که عمده آن متان است به دست میآید. متان تولیدی به عنوان خوراک به واحد آمونیاک و همچنین شبکه سراسری NGL فرستاده میشود.

از مزایای این شیرین سازی جلوگیری از خوردگی خط لوله توسط H2S و ممانعت از تشکیل محصولات جانبی در واحدهای بعدی میباشد. از طرفی از H2S تفکیک شده هم در قسمت گوگردسازی این واحد تولید گوگرد میگردد.

شیرین سازی گاز ترش یا گاز طبیعی عبارتست از حذف CO2  و H2S از گازطبیعی که شامل دو مرحله میباشد:

1. جذب گاز: در این مرحله مخلوط گازی که قرار است جزء یا اجزایی از آن حذف گردد با حلال مایعی که حل شوندگی باقی اجزا در آن کم باشد تماس داده میشود و اجزای مورد نظر در آن مایع حل میشوند. در اینجا H2S و CO2 را بوسیله ی محلول DEA از متان جدا میکنیم. متان در DEA کم محلول میباشد.

2. عاری سازی: معمولا" به لحاظ اقتصادی در یک فرایند صنعتی, سیال فرایندی را نمیتوان دور ریخت. لذا میخواهیم محلول آمین ما دوباره مورد استفاده قرار بگیرد. بنابراین بعد از جذب  اجزای مورد نظر توسط حلال, در قسمت عاری سازی (برج احیاء) اجزای جذب شده را از حلال جدا کرده و حلال را دوباره آماده فرآیند جذب میکنیم. به عبارت دیگر یک چرخه برای حلال بوجود میآوریم.

بنابر آنچه گفته شد در شیرین سازی گاز ترش بوسیله آمین در یک برج جذب, حلال ضمن تماس با گاز ترش, H2Sو CO2 را جذب و در خود حل کرده و در برج احیاء آن را آزاد میکند وحلال دوباره به برج جذب باز میگردد.

شرح کلی فرآیند شیرین سازی گاز توسط DEA:

شرح کلی فرآیند شیرین سازی گاز ترش به این ترتیب است که ابتدا گاز ترش از پایین وارد برج جذب شده و محلول DEA از بالا وارد برج جذب میشود و در تماس متقابل با گاز ترش قرار میگیرد. در نتیجه گاز شیرین (SWEET GAS) از بالای برج خارج میشود و محلول آمین محتوی اسید-گاز که آمین غنی (RICH DEA) نامیده میشود از پایین برج خارج میگردد. سپس محلول RICH DEA وارد FLASH DRUM میشود تا در صورت همراه داشتن متان, آن را از دست داده و به کمک L.P.ABSORBER که عملکرد آن شبیه برج جذب است و بالای فلش درام قرار  دارد, این متان از محلول آمین جدا گردد. سپس آمین در مبدل حرارتی (HEAT EXCHANGER) گرم میشود و وارد برج احیاء میگردد.

دربرج احیاء اسید-گاز از آمین جدا شده و از بالای برج خارج میگردد. محلول آمین خروجی از پایین برج احیاء نیز که LEAN DEA نامیده میشود و دمای بالایی دارد به مبدل حرارتی باز گشته و RICH ورودی به برج احیاء را گرم میکند. سپس وارد خنک کننده ها میشود و بعد از آن دوباره به برج باز میگردد.

                        ((محصولات پتروشیمی رازی))  

   نام فرآورده:                  ظرفیت تولید روزانه:            محصول نهایی:      

گاز متان                      110میلیون فوت مکعب               آمونیاک

گوگرد                        200 تن                                اسید سولفوریک

اسید سولفوریک             3220 تن                              اسید فسفریک

اسید فسفریک               850 تن                  کود شیمیایی دی آمونیوم فسفات کود اوره(گرانول)         1800 تن                        کشاورزی, ملامین سازی        کود اوره(پریل)            875 تن                          کشاورزی, ملامین سازی

آمونیاک                     2000 تن                              کود شیمیایی

کود شیمیایی دی آمونیوم  1500 تن                                کشاورزی

فسفات

مایعات گازی                _                                     مشتقات نفتی

           ((فرآیند تصفیه گاز در واحد تصفیه گاز و گوگرد سازی جدید))

گاز ترش که شامل 64% متان و25% H2S و 11% CO2 میباشد پس از عملیات نم زدایی و مایع گیری در واحد مسجدسلیمان بوسیله یک خط لوله 20 اینچ و طی مسافت 174 کیلومتر و با فشاری در حدود Psi 800-850 و دمای 20-25 درجه سانتیگراد وارد محوطه ای به نام  BATTERY LIMIT درون مجتمع پتروشیمی رازی شده و سپس وارد واحد تفکیک مایعات میشود. که در این قسمت حجم زیادی از مایعات گاز که شامل مرکاپتان ها و هیدروکربنهای سنگین و آب میباشد از آن جدا میشود.

مایعات گرفته شده در فینگرهای تفکیک مایعات وارد محفظه ای بنام فلش درام تفکیک مایعات میشود. فشار این فلش درام در حدود 4 Bar میباشد و مایعاتی که در آن جمع آوری میشود آماده صادرات میباشد.