پتروشیمی و نفت

صنعت مواد شیمیایی، پالایشگاهی و پتروشیمی در یک محیط پر چالشی فعالیت می‌کنند. این صنعت به صورت مداوم با چالش‌های بزرگی همچون رقابت جهانی سخت، بازارهای بسیار پویا، استانداردهای زیست محیطی سخت‌گیرانه، وجود مواد خطرناک و حادثه آفرین در مقیاس بزرگ و … مواجه می‌شود. اتوماسیون صنعتی در چندین سطح در کل زنجیره ارزش با تعالی عملیاتی و ایمنی تا حد زیادی به سودآوری این کارخانجات کمک می‌کند.تجزیه و تحلیل فرآیند نقش اساسی در کاهش هزینه‌های تولید، افزایش بازده محصول، افزایش ایمنی کارخانه و اطمینان از انطباق با مقررات محلی دارد. این تجهیزات وظایف مهمی در قسمت‌های مختلف کارخانه انجام می‌دهند و زمان کار بسیاری از واحدهای فرآیندی را به بهترین حالت ممکن می‌رساند.

شرکت فرانگار تبریز با بیش از چند دهه تجربه در زمینه مشاوره و تامین محصولات اتوماسیون و ابزار دقیق مورد نیاز صنایع مختلف کشور از جمله صنعت مواد شیمیایی افتخار همکاری با برندهای مطرح همچون …. ، …. ، …. ، و …. را در رفع چالش‌های فوق دارد.

برای رفع چالش‌های فوق ما راهکارهای زیر را پیشنهاد میدهیم:

1.کنترل فرآیند:

بهینه‌سازی و کنترل فرآیند با هدف به حداکثر رساندن بازده محصول ضمن کاهش ضایعات و ماندن در محدوده‌های عملیاتی نیروگاه انجام می شود که عوامل کلیدی برای بهره‌وری روزانه کارخانه است. تجزیه و تحلیل فرآیند، اطلاعات ارزشمندی در مورد ترکیب جریان در طول زنجیره ارزش تولید فراهم می‌کند که داده‌های آن‌ها اغلب در سیستم کنترل توزیع شده (DCS) ادغام می‌شود تا امکان کنترل حلقه بسته فراهم شود.

2.کنترل کیفیت:

کنترل کیفیت اطمینان میدهد که مواد اولیه و همچنین محصولات نهایی مشخصات خلوص مورد نیاز را برآورده می‌کنند. که برای سودآوری کارخانه امری ضروری است. برای کمک به رفع این چالش ما به استفاده از آنالایزرهای فرآیند برای اندازه گیری محصولات اصلی در غلظت های نزدیک به 100٪ یا ردیابی ناخالصی‌ها در سطح ppm با دقت بالا را توصیه می‌کنیم.

3.نظارت بر انتشار:

برخی از مواد شیمیایی به طور بالقوه می‌توانند باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی و صدمه به سلامت عمومی شوند و از اینرو آلاینده محسوب می‌شوند. این مواد معمولا در فرآیندهای احتراق تولید می‌شوند و به صورت گاز از داخل دودکش تخلیه می‌شوند. برای انطباق با مقررات انتشار محلی، بسیاری از کارخانجات از سیستم‌های مانیتورینگ انتشار مداوم (CEMS) و سیستم‌های جمع‌آوری داده (DAS) برای نظارت بر آلاینده‌ها استفاده می‌کنند.

4.ایمنی و حفاظت:

ایمنی انسان و محافظت از دارایی از اولویت‌های اصلی برای هر کارخانه است. همه هیدروکربن‌ها قابل اشتعال هستند و در صورت وجود اکسیژن احتمال انفجار را زیاد می‌کنند. همچنین مواد دیگری که معمولا در این کارخانه‌ها وجود دارد، ممکن است بسیار خورنده یا سمی باشند. آنالایزرهای آنلاین جریان‌های فرآیند یا هوای محیط را اندازه گیری می‌کنند تا شرایط بحرانی فرآیند و نشت را تشخیص دهند. تجزیه و تحلیل سریع و مطمئن، برای جلوگیری از تعطیلی نیروگاه و حوادث بسیار مهم است.

پالایشگاه‌ها نفت خام را به سوخت‌های با ارزش بالاتر مانند LPG ، بنزین، نفت سفید و گازوئیل تبدیل می‌کنند. مراحل اصلی فرآیند شامل جداسازی مواد اولیه هیدروکربن با تقطیر، تبدیل بعدی (ترک خوردگی، اصلاح، ایزومریزاسیون)، تصفیه (به عنوان مثال هیدرو سولفورزدایی) و ترکیب نهایی محصولات نهایی است. پالایشگاه‌ها معمولا با یک محیط پیچیده و به سرعت در حال تغییر و پر نوسان بازار روبرو می‌شوند که سازگاری و بهینه‌سازی مداوم برای ماندن در بازی و سودآوری ضروری است. محصولات و راه‌حل‌های ما برای فرآیند و همچنین برنامه‌های انتشار را ارائه می دهد.

1.اندازه‌گیری شعله‌های آتش:

دریچه‌های شعله‌ور در هر پالایشگاه را می‌توان به عنوان بخشی جدایی‌ناپذیر از سیستم ایمنی و گازهای زائد یافت، زیرا امکان تخلیه کنترل شده برای حجم زیادی از اجزای قابل احتراق را فراهم می‌کند. از نظر ماهیت، فشار، جریان حجمی و ترکیب گازهای مشعل در مدت زمان کوتاه می‌تواند به میزان قابل توجهی تغییر کند. کنتورهای سنجش جریان گاز التراسونیک مدرن قادر به مقابله با این چالش با دامنه دینامیکی گسترده‌ای هستند که شرایط با جریان کم و همچنین سرعت گاز بیش از 120 متر در ثانیه را پوشش می‌دهد. همچنین، این جریان‌سنج‌ها می‌توانند بخار و گاز طبیعی را اندازه‌گیری کنند.

2.تولید هیدروژن:

معمولا واحدهای تصفیه آب در پالایشگاه‌ها مقادیر زیادی هیدروژن مصرف می‌کنند از اینرو، بیشتر آن‌ها واحد تولید هیدروژن در محل خود دارند. تولید هیدروژن یک فرآیند چند مرحله‌ای است و شامل اصلاح بخار، تبدیل شیفت، حذف CO2 و تصفیه بعدی است. برای اطمینان از حداکثر عملکرد و کیفیت محصول، هر مرحله از فرآیند باید کاملاً کنترل شود. آنالایزرهای گاز استخراجی ما راه‌حل‌های قابل اطمینان، با راندمان بالا برای نظارت بر H2 و ناخالصی‌های حیاتی مانندCO ، CO2 و CH4 هستند.

3.اکسیداسیون مرکاپتان‌ها:

مرکاپتان‌ها اجزای نامطلوبی در فرآورده‌های نفتی نهایی هستند که بر کیفیت آن‌ها تأثیر سو می‌گذارد. این ترکیبات گوگردی توسط فرآیند Merox که شامل اکسیداسیون مرکاپتان‌ها است، حذف می‌شوند. برای این منظور، مرکاپتان‌ها استخراج می‌شوند و سپس با هوای اضافی اکسید می‌شوند و دی سولفیدهای آلکیل تشکیل می‌دهند. به طور معمول، آنالیزکننده‌های گاز فرآیند با اندازه‌گیری سطح اکسیژن در هوای اضافی در پایین دست جدا کننده دی سولفید، فرآیند اکسیداسیون را کنترل می‌کنند.

مواد پتروشیمی و شیمیایی پایه طیف گسترده‌ای از مواد اولیه، فرآیندهای شیمیایی و محصولات نهایی را پوشش می‌دهد. در دسترس بودن مواد اولیه، تولید در مقیاس بزرگ، رقابت جهانی و حاشیه کم از ویژگی‌های مهم این بازار است. با توجه به احتمال اشتعال بالا هیدروکربن‌ها، خورنده و سمی بودن ترکیبات غیر آلی و واکنش‌پذیری بالای مواد شیمیایی، کارخانه باید از تجهیزات و الزامات ویژه‌ای برخوردار باشند. محصولات ما قادر به ارائه راه‌حل‌های مناسب برای مناطق خطرناک بسیار مطمئن و ایمن هستند. در ادامه به توضیح و ارائه راهکار مختصر تولید برخی از محصولات شیمیایی می‌پردازیم:

1.تولید الفین:

اتیلن و پروپیلن از عناصر اصلی ساخت پلاستیک هستند. آن‌ها با شکستن اتان یا نفتا در دمای بالا در کوره‌های ترقه بزرگ، تولید می‌شوند. مخلوط محصول پیچیده در یک بخش برودتی در فشارهای بالا جدا می‌شود. تقسیم بعدی و نظارت تحلیلی بر H2 ، C1 ، C2 ، C3 و C4 چالش‌های خاصی ایجاد می‌کند. آنالایزرهای کلاسیک گاز و فتومترهای فرآیندی ما یک گزینه مناسب برای تکنیک‌های GC و MS هستند.

2.شیمی کلر:

کلر ماده مهمی است که در تولید مواد شیمیایی میانی مانند EDC یا VCM استفاده می‌شود. این ماده با الکترولیز محلول آبی سنگ نمک که گازهای بسیار کلر و هیدروژن آزاد می‌کند تولید می‌شود. آنالایزرها باید برای جلوگیری از انفجار، به سرعت هرگونه انتشار آثار هیدروژن در کلر را تشخیص دهند. در تولید EDC و VCM ، برای جلوگیری از خوردگی لوله کشی و راکتورها، باید مقدار کمی رطوبت وجود داشته باشد. در این فرایندها، آنالیزورها به ایمنی کارخانه و در دسترس بودن عملیاتی کمک زیادی می‌کنند.

3.تولید اسید سولفوریک:

اسید سولفوریک یک ماده شیمیایی مهمی است که در صنعت کود استفاده عمده‌ای دارد. تولید آن از طریق SO2 و SO3 به عنوان واسطه شامل اجزای بسیار خورنده است. این اکسیدها و اسیدهای آن‌ها پس از استخراج یک فرآیند تحلیلی پر چالش است. برای کنترل فرآیند و نظارت بر انتشار، تکنیک‌های پیشرفته گرم/مرطوب یک راه‌حل قابل اعتماد و برتر در مقایسه با روش سنتی استخراج سرد/خشک ارائه می‌دهند. برنامه‌های معمول تجزیه و تحلیل SO2 / O2 در مبدل – SO2 ، SO3 و H2SO4 در دریچه با MCS100E است.

کودها سایر مواد شیمیایی هستند که برای مصارف کشاورزی استفاده می‌شوند زیرا مواد مغذی ارزشمندی برای انواع محصولات فراهم می‌کنند. خورنده بودن و واکنش‌پذیری زیاد مواد درگیر چالش‌های خاصی را برای کلیه تجهیزات کارخانه ایجاد می‌کند. ما راهکارهای مختلفی برای تولید ایمن و با کیفیت این محصولات را داریم که در ادامه به اختصار توضیح داده شده است.

1.تولید آمونیاک:

آمونیاک ماده اصلی برای تولید کودها است. سنتز آن شامل یک فرآیند چند مرحله‌ای برای تأمین هیدروژن است که تحت فشار شدید به آمونیاک تبدیل می‌شود. سرعت واکنش بالا و توان بالای مواد به کنترل دقیق فرآیند در هر مرحله نیاز دارد. آنالایزرهای مداوم گاز ما می‌توانند H2 ، CH4 ، CO ، CO2 و NH3 را کنترل کرده و به دلیل زمان پاسخگویی سریع، مزیت بزرگی به کروماتوگرافهای گازی ارائه دهند. به دلیل مسمومیت و نمک‌سازی کاتالیزور (کاتالیست)، CO و CO2 باید در سطح ppm بسیار پایین شناسایی شوند.

2.تولید اوره:

کارخانجات اوره اغلب در مجاورت یک کارخانه آمونیاک هستند که مواد اولیه CO2 و NH3 را تهیه می‌کنند. این اجزا تحت فشار بالا و تشکیل کاربامات آمونیوم به عنوان واسطه، واکنش نشان می‌دهند که به آرامی به اوره و آب تجزیه می‌شود. از آن‌جا که محلول‌های کاربامات بسیار خورنده هستند، مقدار کمی هوا به طور مداوم به آن افزوده می‌شود و یک لایه اکسید منفعل را محافظت می‌کند که از سطوح فلزی محافظت می‌کند. ما می‌توانیم با استفاده از محصولات اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق راه‌حل‌هایی برای نظارت بر روند انفعال و همچنین انتشار گرد و غبار، آمونیاک و آب ارائه دهیم.

3.تولید فسفات آمونیوم:

مونو و دی‌آمونیم‌فسفات (MAP، DAP) از واکنش آمونیاک و اسید فسفریک تولید می‌شود. محلول حاصل قبل از ورود به فرآیند سوراخکاری یا دانه‌بندی که منجر به تولید محصولات جامد و خشک می‌شود، غلیظ می‌شود. گاز خارج شده از این فرآیند حاوی NH3 ، HF و گرد و غبار زیادی است که به طور معمول در دستگاه اسکرابر گاز دم مرطوب از بین می‌رود. برای انطباق با استانداردهای انتشار، NH3 ، HF و گرد و غبار باقیمانده باید کنترل شود. طراحی ویژه برای مقابله با تشکیل نمک سنگین برای عملکرد قابل اعتماد هر سیستم تجزیه و تحلیل بسیار مهم است.

معمولا پالایشگاه‌ها علاوه بر فرآیندهای فوق فعالیت‌های جانبی مانند نظارت بر انتشار گازها در محیط، فرآیندهای بی اثرسازی و … وجود دارد که ما برای رفع برخی از آن‌ها راهکارهای زیر را داریم:

1.نظارت بر انتشار:

دیگ‌های بخار، کوره‌ها و زباله سوزها از مصارف اصلی در هر کارخانه شیمیایی هستند و تأثیر زیادی بر محیط زیست دارند. کمیت و ماهیت اجزای ساطع شده توسط مقامات محلی از طریق استانداردها و محدودیت‌های انتشار تنظیم می‌شود. بنابراین، O2 ، NOx ، CO، SO2، NH3 ، CH4، HCl، HF و سایر موارد معمولاً نیاز به نظارت مداوم دارند. با این حال، راه‌حل‌های تحلیلی به نوع سوخت و روند احتراق بستگی دارد. ما به عنوان وارد کننده سیستم‌های نظارت بر انتشار، طیف گسترده‌ای از محلول‌های استخراج درجا، سرد/خشک و گرم/مرطوب را ارائه می‌دهد.

2.فرآیندهای بی اثرسازی کردن:

بیشتر مواد اولیه و محصولات نهایی در صنعت پتروشیمی در مخازن بزرگ ذخیره می‌شود. از آنجاکه بسیاری از این مواد قابل اشتعال هستند، وجود اکسیژن خطر احتمالی انفجار را به همراه دارد. برای جلوگیری از تشکیل جو انفجاری، لوله‌ها و مخازن ذخیره با گازهای بی‌اثر مانند نیتروژن یا CO2 تحت فشار قرار می‌گیرند. این بی اثر کردن یا پوشاندن به طور معمول از دستگاه تجزیه و تحلیل اکسیژن برای شناسایی اکسیژن باقیمانده استفاده می‌شود. در عین حال می‌توان مصرف گازهای بی‌اثر و مدت زمان فرآیند بی‌اثر سازی را به حداقل کاهش داد.

3.سیستم‌های DeNOx و DeSOx

فرآیندهای پرانرژی مانند ترک خوردگی حرارتی در یک کارخانه الفین و تزریق مداوم واحدهای FCC در پالایشگاه‌ها به مصرف زیاد سوخت های فسیلی و در نتیجه انتشار زیاد NOx نیاز دارند. برای انطباق با مقررات محلی ، محتوای NOx اغلب در سیستم DeNOx با استفاده از آمونیاک کاهش می‌یابد. چالش این فرآیند سریع تزریق مقدار مناسب آمونیاک برای کاهش NOx باقیمانده به حداقل و در عین حال جلوگیری از انتشار آمونیاک اضافی است. آنالایزرهای به صورت همزمان برای نظارت بر غلظت NOx و آمونیاک در این فرآیند پویا کاملاً مناسب هستند.