موضوع :
شرح مختصر پروسس اسید استیک

واحد اسید استیک یکی از واحدهای شیمیایی ، پتروشیمی اراک می باشد. که ابتدا از ترکیب های گاز اتیلن با اکسیژن د رمجاورت کاتالیست کلرید پالادیم و کلرید مس، استالدهید تولید می شود و سپس با اکسید اسیون مستقیم استالدئید درمجاورت کاتالیست استات منگنز اسید استیک تولید می گردد وجود مخلوط گازی انفجاری و مواد شیمیایی آتشگیر و خطرناک لزوم تدوین دستورالعمل اجرائی برای شناسایی کنترل ، مقابله با آنها و حفاظت پرسنل در مقابل خطران ناشی از آن ها را اختصاص می نماید.
۱- هدف : هدف از تدوین این دسورالعمل اجرای شنایی ومقابله با حوادث ناشی از وضعیت اضطراری است تا با اعمال آن اثرات زیست محیطی را کاهش داده با از بین ببریم و پرسمل را از خطرات ناشی از آن حفاظت نماییم.

۲- محدوده کاربرد : محدوه کاربرد این دستور العمل واحد اسید استیک پتروشیمی اراک می باشد.
۳- مهارت های مورد نیاز :
کلیه پرسنل شاغل در بهره برداری واحد استیک باید آموزش فرآیند واحد ایمنی و آتش نشانی را دید وبا وظایف سازمانی خود آشنایی کامل داشته باشد.
۲) شرایط اضطراری:

۳)پتاسیل های خطر موجود در واحد AA :
سیکل گاز برگشتی (RECLEE GAS) د رواحد استالدهید بعلت وجود
گازهای اتیلن ، اکسیژن ، استالدئید و دی اکسید کربن که ممکن است مخلوط انفجاری تشکیل داده وباعث انفجار شوند. میتواند از پتاسیل های خطرناک واحد باشند که برای جلوگیری از آتش سوزی وانفجار در بخش واکنش واحد استالدئید از آنالیزهایی استفاده شده است که غلظت اکسیژن ، اتیلن،دی اکسید کربن واستالدهید را در سیکل گاز کنترل کرده و در شرتیطی که احتمالا تشکیل مخلوط انفجاری باشد.خوراک واحد بطور اتوماتیک قطع وتوسط نیتروژن مخلوط گازهای انفجاری موجود در سیکل REACTIONواحد AA جهت سوزاندن به فلر(FLARE)واحد اسید استیک فرستاده می شود.

– در محوطه اطراف تقطیر واحد استالدئید به دلایل وجود استالدهید خالص وگازهای قابل اشتغال که درصورت بودند نشتی بایستی سریعاض نسبت به مهار آن اقدام نموده و چنان به امکان رفع نشتی مسیر نشده بایستی واحد از سرویس خارج و نسبت به رفع نشتی اقدام نمود.
مخازن میای وتانک کروی ۳۰-TK-420 به دلیل وجود استالدئید خالص (خود به خود آتش می گیرند) که کروتون آلدئید(آتش کیر می باشد).
اسید کلریدریک واستالدهید خام و تانک های نگهداری اسید استیک هاصل TK6501.TK161.A/B یکی دیگر از پتاسیل های خطرناک واحد می باشد که بدین منظور سیستم SPRAY NAZZLE آب آتش نشانی در این قسمت تعبیه شده است که درصورت بزور خطر سیستم مذکور بطور اتوماتیک عمل نموده ومانع ازآتش گیری و ایجاد خسارت شود.
دستورالعمل های عمومی جهت جلوگیری از حوادث در واحدAA:

شرحی کاملی ا زاین دستور العمل ها که در OPERATION MANUAL واحدآورده شده است و شامل مقررات ایمنی وکالاهای لازم برای نواحی خطرناک و اقدامات پیشگیری ا زحوادث می باشد.

۱-مواد سمی و خطرماک استفاده شده در واحد AA:
تعدادی از موادشیمیایی خطرناک موجود در واحد AA همراه با غرمول مولاکولی، خواص فیزیکی و شیمیایی،توصیه های ایمنی و سلامت جسمانی ،میزان سمیت وخطرات آتش سوزی وکمک های اولیه که در پیوست ۲ آمده است.
ح) لیست تجهیزات سیستم های ایمنی و آتش نشانی واطفاء حریق در واحد AA : این تجهیزات که شامل چشم شورها، آب آتش نشان، کف اسپری نازلها از کربنیک، کپسوسل های خاموش کننده وسیستم آشکار کننده وهشدار دهنده است.

تمرینات ادوارمی جهت آمادگی و اکنش درشرایط اضطراری درواحد AA:
جخت آمادگی پرسنل واحد اسید استیک برای مقابله با شرایط اضطراری تمرین های دور این هر شش ماه یکبار با هماهنگی اداره ایمین وآتش نشانی و آموزش مجتمع انجام می شود.
و کلید گازهای لازم که در این دستورالعمل به ان اشاره شده است انجام می شود. وسوابق مربوط طی گزارشی کامل توسط رئیس واحد تهیه شده در واحد نگهداری می شود. باتوجه به نتایج حاصل از تمرینات انجام شده این دستورالعمل مورد بازنگری قررا گرفتند واقدامات اصلاحی لازم اعمال خواهد شئد.
هر اپراتور باید به :

۱- محل ولوهای اصلی خوارک
۲- محل راه های فرار داخل واحد
۳- محل نزدیک ترین آلارم خطر آتش نشانی

۴- محل نزدیکترین تجهیزات آتش نشانی (نظیر کپسول های آتش نشان)
۵- محل دئی ایمنی وچشم وشورها
۶- نزدیکترین محل وجود محلول چشم شور

شرح مختصر پروسس واحد اسید استیک

۱-با اکسیداسیون مستقیم استالدئید، اسیداستیک درR-5001-2 تولید میشود(درحضو استات منگز بعنوان کاتالیست)
۱-بخش واکنش:دوراکتور عمودی بوده ومجهز به سیستم آب کولینگ می باشد که راکتور دوم علاوه بر آن دارای Paeking تیز می باشد در راکتور اول استالدئید وکاتالیست حل شده در آب خوراک آن می باشد این راکتور فشار ۱۰۵ بار کار می کند وراکتور دوم تحت فشار ۰٫۵ بار کار می کند.
باید یادآوری شد که هرراکتور ایزونرمال می باشد و مقدار گرمای واکنش -۲۲۴ kg/mol می باشد.
۱-اسید اسیتیک درراکتوراول خام می باشد که به ۷-۵۰۰۳ فرستاده می شود و از آنجا ازطریق پمپ به راکتوردوم فرستاده می شود.دراین راکتوراستالدئید باقیمانده در اسید خام با اکسید اسیون مجدد کاملاً به اسیدخام تبدیل می شود.

Woske gass تولید شده درR-5001 به راکتور دوم منتقل می شود. استالدئید داخل Wostegosخروجی از بالای R-5002 درمبدل E-5001 توسط آب chilld ، خنک شده وکندانس می گردد وازقسمت پایین راکتور R-5002 به داخل آن وراد می شود.و گازهای جدا شده از E-5001 بعد ازگرم شدن به مشعل ارسال می گردد.
اسیدخام تولیدی درV-5000 بمدت چهارساعت نگهداری می شود تا واکنش های باقیمانده انجام گیرد.وسپس به بخش تقطیر ارسال می شود.
بخش تقطیر :

در T-6001 که بنام Crade Clown می باشد اسید خام تا دمای مورد نظرطبقPFD گرم می شود وسپس گازهای سبک مثل Co2 وفرم آلدئید وغیره از آن جدا وبه مشعل فرستاده می شود.پائین برج فوق که اکثراً اسید خام واستات منگنز و مواد سنگنین دیگر می باشند به T-6002 به پمپ می شوند.

(pu2e Acetic Acid Coluk) بخار اسید استیک خالص از بالای برج بعداز جدا شدن ازمواد سنگین مثل استات منگنز به داخل مبدل E-6005 هدایت می شود.
تا کندانس شود و گازهای مثل co2 و استالدئید وغیره از آن حدا شوند وخود نیز بعداز عبور از مبدل E-6006 در تانک TK-6110 ذخیره شود.
مواد پائین T-6002 بعنوان Recycle catalyst به راکتور R-5001 برگشت داده می شود.حدود ۵۰-۶۰% موادتولید شده در بالای T-6001 که در V-6001 ذخیره می شود به V-6005 حهت جدا سازی آب از سیستم به T-6003 ارسال می شود.

قسمتی از محصول حاصل شده از بالای T-6003 در V-6003 از طریق پمپ P-6006 به واحد ET ارسال می شود.
مواد پائین برج T-6003 که حدود AA 95% و ۴% آب دارد جهت جبران نیاز اسید R-5001 به این راکتور Recucle می شود یا (V-5004)
وگازهای خروجی از T-6003 بعد از اینکه مواد قابل کندانس خود را در مبدل E-6008 از دست دادند به مشعل ارسال می شود.
برج T-6001 برای کردن گازهای سبک ساخته شده است وt-6002 برای جدا کردن اسید استیک ازموادسنگین مثل استات منگنر و غیره و T-6003 برای تصفیه محصول بالای T-6001 ثابت نکه داشتن آب و اسید فرمیک در سیکل طراحی شده است.

بعد از اینکه اسید استیک تست شده جواب آن on Spec بوده وبه واحد VA یا فاینال جهت فروش ارسال می شود.
جهت جلوگیری از آلودگی محیطی می بایستی کلیه Drain هابسته شوند وسیستم مشعل وبرج شستشو T-6501 و غیره باید در سرویس باشند و صحیح کار کنند.
Utilities Susyem:

جهت نیازمندیهای واحد لازم است بدانیم:
بخش ۸۱ بنام Steam Condansate
82 Chilled water sys
83 nitrogen Compressor
85 Fire fightin sys
تام سیستم های موجود درPFD واحد.
ظرفیت واحد:
۳۰۰۰۰ تن در ۸۰۰۰ ساعت یکسال کار یا ۵۰ درصد ظرفیت به بالا کارکرد واحد اقتصادی می باشد.در زیر۳۰% تا ۵۰% سودهی کمتر است و مصرف بیشتر
آب chilled ونیتروژن در واحدهای AC.AA,.AV مصرف می شود. ظرفیت کمپرسورC-8301 A/B/C هرکدام ۵۰۰ NM3/H.
کیفیت مواد مصرفی در واحد:
۱- استالدئید ۹۹٫۵ طبق OP.M
2- O2 99.5% طبق OP.M
3- استات منگنز ۲۴۵=C4H6Mno4.4H2O g/mol با خلوص ۹۵-۹۷%
۴- بخار MPS با فشار ۱۵ بار و دمای ۲۰۵C
5- بخار Lps با فشار ۵ بار و دما ۱۵۳
۶- آب کولینگ بافشار ۵ بار و دما ۲۷
۷- Demineralized water با فشار ۵ و دما ۳۵
۸- ۷٫۵ -۲Na بار و دمای محیط
۹- نیتروژن با خلوص ۹۹٫۹% فشار ۵ بار دمای محیط
۱۰- برق ۲۴ ولت -۱۱۰ ولت- ۲۲۰ ولت- ۲۸۰ ولت و ۶ کیلو ولت
۱۱-اسید استیک ۹۹٫۸% تولیدی.
ترکیب wwc از T-6003 به T-6501 V-6401 T-6003
واحد ET 1 5.5 4.1 =AA
– 1.2 8.7 AC=
– 1.8 5 FA
– 0.4 25.6 MA
3.9 متانول
۱۳۱۰۰۰ BOD
440000 COD
3 3 2.3 PH
40C T

Rain water flow raye 1.5 -18.5 m3/h
AA/AC
6.1 -75.4 m3/h مقدارباران انتقال یافته ازروی اطراف سایت
در هر سال یکبار می بایستی مقدار ۰٫۵m3 کاتالیست استات منگنز به دلیل وجود مواد سنگین تر مثل EDA درداخل آن جهت سوزاندن به واحد ET فرستاده شود.
مواد خام مورد مصرف : expeated guasantead

AC 100% 763 Kg 780kg
Oxgen 100% 289kg 307 kg

منگنز مصرفی ۰٫۰۱kg به ازای یک تن AA تواید می باشدپس دریکسال داریم:
۳۰۰۰ * ۰٫۰۱ =۳۰۰ kg/year

آب کولینگ برابر ۱۰c می باشد.
مصرف آب CWS در واحد برای ۱۶۳ m3 ودر بخش ۸۳,۸۲ برابر ۲۱۰ m3
بخار ۹۶۷۱kg=Mps+Lps
آب ۰٫۳kg=DWA

N2 7.7-330NM3/m
InA برابر ۱۸Nm3/m
برق مصرفی برابر بخش ۸۳,۸۲ برابر ۲۲kwh
دانسیته ویسکتوزیته اسید استیک و آب واستالدئید باتغییرات دما چگونه خواهد بود.
حدانفجار : Eaplosion limit
مثلث آتش :
حد احتراق مخلوط گاز
N2-O2-AC
CO2-O2-AC
با نیتروژن ۹۰% و اکسیژن زیر ۵%
ما احتراق نخواهیم و همینطور استالدئید حدود زیر ۳%
بخاطر منحنی Upper limit انفجار مخلوط کار بالای راکتوربر اساس منحنی اگرغلظت AC از۸ بالاتر باشد با غلظت اکسیژن بالاتر از ۵ انفجار داریم واگرفشار نیزافزایش یابد باعث بالا رفتن دما و کمک به انفجار خواهد کرد.

بهمین خاطر آنالایزرهای اکسیژن در D/D 5% خواهند داد.
با اکسیداسیون استالدئید اسید پراستیک تشکیل می شود وسپس درحضور کاتالیست استات منگنز(Mn)اسید استیک تولید می شود.

اسیداستیک اسید پراستیک + استالدئید
استات منگنز برای سرعت دادن به واکنش در R-5001,2 بکار رفته است.
همزمان با واکنش اصلی تولید اسیداستیک طی واکنش های فرعی موادی by Product تولید می شود. (به موازات واکنش اصلی واکنش های فرعی بشرح ذیل در راکتور بوجود می آیند.)

دی اکسید کربن + متانول اکسیژن + استالدئید ۱٫
منواکسید کربن +متانول استالدئید ۲٫
H2o +متیل استات اسید استیک + متانول ۳٫

فرم الدئید اکسیژن + متانول ۴٫
اسیدفرمیک اکسیژن +فرم الدئید ۵٫
آب+ دی اکسید کربن اکسیژن +اسید فرمیک ۶٫
c-o-c+H2O+H2O اسیدفرمیک +متانول ۷٫
دی استاب اتیل=اتیل دی ان استات ایندربراستیک +استالدئید ۸٫
آب +اندرید اسد استیک اسیداستیک(۲AA) 9.

۱- جهت تبدیل انیدرید اسید استیک ومتیل استات به اسید استیک بایستی در کلی سیستم واکنش وبخش تقطیرآب بمقدار کافی باشد(مخصوصاً در V-5004)
2- جهت از بین بردن اسیدفرمیک در داخل اسید استیک خالص باید مقدار آب در V-5004 و راکتور R-5001,2 بیشتر باشد تا متیل به اسید فرمیک ومتانول تبدیل شود.سپس متانول به فرم الدئید ودرنهایت به اسیدفرمیک تبدیل می شود.وبر اساس واکنش زیر کل اسید فرمیک تولیدی دربخش واکنش به دی اکسد کربن وآب تبدیل می شود.
پس نتیجه می گیریم که آب در واحد اسید استیک یکی از پارامترهای مهم می باشد،چرا که با کنترل آن قمدار اسید فرمیک کنترل شده وخوردگی به حداقل مقدا آن می رسد.
کنترل آن مقدار اسید فرمیک کنترل شده وخوردگی به حداقل مقدار آن می رسد.واز طرفی چون انیدرید استیک یک ماده ناپایدارمی باشد وفعالیت خوردگی آن بالا است پس باید مقدارآن نیز کاهش یابد تنها راه کاهش آن کنترل مقدار آب درسیتم می باشد چرا که طبق واکشن ریر انیدرید تبدیل می شود.

 

اسیدخام تولید شده دربخش تقطیر توسط سه برج تحت فشار اتمسفر یک تبدیل به اسیداستیک خالص می شود.کاتالیست واسید استیک جدا شده در T-6003 به راکمتور برگشت داده می شود اسید استیک تولید شده در تست تانک ذخیره می شود.
وبعد از نتیجه تست که اگر باشد وبه واحد UA یا فاینال ارسال خواهد شد.

توضیح قسمت واکنش:
راکتور R-5001 که مثل یک برج با پائین مخروطی شکل و قسمت بالای آن استوانه ای مانند می باشد. شکل ۶ بخش می باشد. هر بخش مجهز به سیستم آب کولینگ باتعدادی لوله پاس درپاس داخل کپ قرارگرفته است. ودردورن آن دو Plate موازی از بالا به پائین تعبیه شده است.
قسمت بالای راکتور مثل یک حوضچه آب عمل می کند.

راکتور توسط دو Palte هم اندازه وقرینه هم که از بالابه پائین کشیده شده راکتور را به قسمت تقسیم می کند پلیتها (Palte) هادو را کرانه های راکتور قرار گرفته اند ودرون ن بشکل مستطیل است.
وقتی که اکسیژن ورودی به رامتور (که با AC,AA پر شده) .اکنش داده وباعث افزایش حجم مایع داخل راکتور می شود وبه همین دلیل به طرف بالای راکتور حرکت می کند.ضمن حرکت مقداری از آن از طریق سوراخ های تعبیه شدو در Plate های کرانه داخلی راکتور ومقدار بیشتر آن از طریق حوضچه بالای راکتوربه طرف پایین بر می گردد.این حالت مثل پمپ عمل می کند. وعمل فوق بطور مداوم انجام می گیرد.

در پائین راکتور( که به شکل مخروطی است)اسید خام برگشتن از بالای آن با استالدئید ورودی مخلوط می شود که ازطریق پمپ و بعد از عبور از کنترل ولو بصورت اتوماتیک به راکتور اضافه می شود.

کاتالیست تازه فقط در زمان استارت به راکتور اضافه می شود. وقتی که غلظت کاتالیست در داخل راکتور به مقدار حدود ۰٫۱٫۰٫۲ رسید بعد ازاین کاتالیست از طریق پمپ T-6002 -P-6003 به راکتور بگرشت داده میشود. اکسیژن تزریقی به راکتور۳ ول پخش کننده اصلی به داخل راکتور جریان پیدا می کند.
در طول استارت R-5001 گازهای خروجی از بالای آن به Flase هدایت می شود.

درحالت زمان Normal opezatloa درصورت استارت بودن R-5001 گازهای فوق به این راکتور هدایت می شود.راکتور فوق سه قسمت می باشد.
اسید خام از قسمت بالای راکتور اول به V-5003تخلیه می شود وسپس از طریق پمپ به R-5001 ارسال می گردد. تا اسالدئید ازنظر تبدیل (حدود ۵% تبدیل در راکتور دوم انجام می گیرد).به ۰۰% برسد.

طراحی راکتور دوم همانند رامتور اول می باشد با این اختلاف که سه قسمت سیستم به کولینگ مجهز است وسه قسمت دیگر آن با Pael ringاز نوع Pall ring است ۳۱۶l پر شده است تا بهترین یا پخش از نظرنفوذ مولکولی وانتقاال جرم صورتکیردوسطح تماس بین گاز و مایع جهت تبدیل بیشتر شود.
اکسیژن مورد نیاز در R-500l جهت تبدیل استالدئید باقیمانده دراسید خام حاصل از R-5001 به اسید استیک از طریق یک ولو پخش کننده اصلی به داخل راکتور جریان پیدا میکند.
Woste gas خروجی از R-5002 بعد از اینکه از مواد قابل کندانس درمبدل E-5001 به اسید خام پائین راکتور اضافه می شود. واسید خام تولیدی از بالای R-5002 به V-5004 منتقل می شود.

محصول اسیداستیک خام بدست آمده ازبخش واکنش درمواد V-5004 ذخیره می شود وبعداز طب زمان اقامت۴ ساعت به دلیل انجامPost Reactionدرآن جهت تبدیل انیدرید به اسید استیک به بخش تقطیر(شامل۳ برج) هدایت می شود.
بخش تقطیر:

در برج(Crude Column) مواد سبک از طریق گرم کردن آن طبق DFP از بالای برج خارج وبه Flare ازسال می شود.
مثل CO2 مقدار کمی AC، مثل استات وآب هستند همراه ۵۰% اسید استیک در بالای برج بخار شده ومواد قابل کندانس بعداز عبوراز مبدل E-6002 در V-6001 جمع می شوند.
محتویات V-6001، مقداری برای ریفلاکس T-6001 ومقداری نیز به V-6005 جهت آبگیری ومواد زائد دیگر از سیستم به T-6005 هدایت می شود.
گازهای خروجی بعداز عبور از مبدل E 6003 جهت کندانس شدن مواد قابل کندانس به Flare از طریق E-5002 هدایت می شود.