راکتورهای شیمیایی و پالایشگاهی مورد استفاده در صنعت نفت و پتروشیمی

صنایع شیمیایی یک کارخانه صنعتی است که معمولاً در مقیاس بزرگ، مواد شیمیایی تولید می کند. هدف کلی یک کارخانه شیمیایی ایجاد سود مادی از طریق تبدیل شیمیایی یا بیولوژیکی و یا جداسازی مواد است. کارخانه های شیمیایی از تجهیزات، واحدها و فناوری تخصصی در فرآیند تولید استفاده می کنند. انواع دیگر کارخانه ها، مانند تأسیسات پلیمری، دارویی، مواد غذایی و برخی از تأسیسات تولید نوشیدنی، نیروگاه ها، پالایشگاه های نفت، فرآوری گاز طبیعی و کارخانه های بیوشیمیایی، از فناوری های بسیاری استفاده می کنند که شباهت هایی به فناوری کارخانه های شیمیایی دارند، مانند سیستم های سیال و سیستم های راکتور شیمیایی.

راکتور شیمیایی
راکتور شیمیایی

کارخانه‌های پتروشیمی (کارخانه‌هایی که از مشتقات نفتی به‌عنوان ماده خام یا خوراک استفاده می‌کنند) معمولاً در مجاورت یک پالایشگاه نفت قرار دارند تا هزینه‌های حمل و نقل برای مواد اولیه تولید شده توسط پالایشگاه به حداقل برسد. پالایشگاه نفت یک کارخانه صنعتی است که در آن نفت خام تبدیل و به محصولات مفیدتری مانند روغن، نفتا، بنزین، سوخت دیزل، نفت سفید، سوخت جت و روغن‌های کوره تبدیل می‌شود. ذخایر خوراک پتروشیمی ها مانند اتیلن و پروپیلن را نیز می توان مستقیماً با کراکینگ نفت خام بدون نیاز به استفاده از محصولات تصفیه شده نفت خام مانند نفتا تولید کرد.

راکتور شیمیایی
راکتور شیمیایی


پالایشگاه‌های نفت، مجتمع‌های صنعتی بسیار بزرگی هستند که واحدهای فرآوری مختلف و تأسیسات کمکی مانند واحدهای تاسیساتی و مخازن ذخیره‌سازی را در بر می‌گیرند. هر پالایشگاه دارای آرایش منحصر به فرد خود و ترکیبی از فرآیندهای پالایشی است که عمدتاً توسط مکان پالایشگاه، محصولات مورد نظر و ملاحظات اقتصادی تعیین می شود. پالایشگاه نفت بخشی ضروری از بخش پایین دستی صنعت نفت در نظر گرفته می شود.

راکتور چیست؟

راکتورها مخازنی هستند که برای انجام واکنش‌های شیمیایی طراحی شده‌اند که در حضور یک کاتالیزور بین واکنش‌دهنده‌ها در مواد اولیه یا واکنش‌دهنده‌ها در جریان‌ خوراک متعدد انجام می‌شوند. فعالیت در راکتور قلب واکنش شیمیایی است و دائماً در تلاش است تا ارزش فعلی ماده واکنش داده شده را با افزایش بازده در شرایط بهینه به حداکثر برساند. واکنش های شیمیایی که در راکتور رخ می دهد ممکن است گرمازا باشد.

راکتور شیمیایی
راکتور شیمیایی


دریچه های جداسازی تنش های شدید هم در ابتدا (تزریق) و هم در انتهای (خروج) راکتور نصب می شوند. آنهایی که در انتهای فرآیند واکنش قرار دارند معمولاً تحت شرایط سختی قرار می‌گیرند که می‌تواند به یک دریچه کالای مشترک تنبیه شود.

راکتور شیمیایی
راکتور شیمیایی


مخازن فولادی راکتورهای شیمیایی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که حاوی واکنش‌های شیمیایی باشند. طراحان اطمینان حاصل می کنند که واکنش با بالاترین بازده به سمت خروجی مورد نظر پیش می رود و بالاترین بازده یا محصول را تولید می کند و در عین حال به کمترین مقدار پول برای خرید و بهره برداری نیاز دارد. چند نوع راکتور اصلی وجود دارد:

راکتور مخزن دار
راکتور مخزن دار


  • راکتورهایی با یک تانک یا مخزن
  • راکتور لوله ای
راکتور لوله ای
راکتور لوله ای

هر دو نوع را می توان به عنوان راکتورهای پیوسته یا راکتورهای ناپیوسته استفاده کرد. معمولاً راکتورها در حالت پایدار کار می کنند، اما می توانند در حالت گذرا نیز کار کنند. هر دو نوع راکتور ممکن است یک یا چند جامد (معرف‌ها، کاتالیزور یا مواد بی‌اثر) را نیز در خود جای دهند، اما معرف‌ها و محصولات معمولاً مایع و گاز هستند.

منابع:

http://goldbook.iupac.org/C01039.html

https://www.iupac.org/publications/ci/2005/2703/ud2_scerri.html