صنعت پتروشیمی یکی از مهم‌ترین بخش‌های صنعت کشور است که نقش بسزایی در تولید مواد شیمیایی، پلاستیک‌ها و محصولات جانبی ایفا می‌کند. برای حفظ کیفیت و افزایش راندمان تولید، لازم است خوراک ورودی به واحدهای پتروشیمی به طور دقیق و اصولی تصفیه و پالایش شود. خوراک‌های ورودی معمولا دارای ناخالصی‌ها و آلاینده‌هایی هستند که در صورت عدم حذف، موجب کاهش عمر تجهیزات، کاهش کیفیت محصول نهایی و افزایش هزینه‌های نگهداری می‌شوند. به همین دلیل، فرآیند تصفیه خوراک و کنترل آلاینده‌ها از مراحل کلیدی و حیاتی در صنعت پتروشیمی به شمار می‌آید.
خوراک پتروشیمی و انواع آن
در صنعت پتروشیمی، خوراک به موادی گفته می‌شود که به عنوان مواد اولیه وارد فرآیندهای تولید می‌شوند تا محصولات شیمیایی مختلف ساخته شوند. این خوراک‌ها تنوع زیادی دارند و بسته به نوع محصول نهایی و فناوری مورد استفاده، نوع و کیفیت آن‌ها متفاوت است. در واقع، انتخاب و کیفیت خوراک، تاثیر مستقیم روی راندمان تولید، کیفیت محصول و هزینه‌های عملیاتی دارد.انواع خوراک در صنعت پتروشیمی
- نفتا (Naphtha): نفتا یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین خوراک‌های پتروشیمی است که از فرآیند تقطیر نفت خام به دست می‌آید. این ماده مایع و سبک است و به عنوان خوراک اولیه در واحدهای تولید محصولات پایه‌ای مانند اتیلن و پروپیلن استفاده می‌شود. به کمک فرآیندهای مختلف مانند کراکینگ، نفتا به هیدروکربن‌های سبک‌تر تبدیل می‌شود که سپس در تولید پلاستیک‌ها، لاستیک‌ها و بسیاری از مواد شیمیایی به کار می‌رود.
- گاز طبیعی: گاز طبیعی شامل ترکیباتی مانند متان، اتان، پروپان و بوتان است. این گازها به دلیل پاک‌تر بودن نسبت به نفتا و سایر خوراک‌ها، در بسیاری از واحدهای پتروشیمی کاربرد فراوان دارند. متان و اتان، به خصوص در تولید اتیلن و سایر محصولات پایه شیمیایی، نقش مهمی ایفا می‌کنند. گاز طبیعی همچنین به عنوان سوخت و منبع هیدروژن در برخی فرایندهای پتروشیمی نیز استفاده می‌شود.
- خوراک‌های تخصصی شیمیایی: در بعضی از فرآیندهای پتروشیمی، نیاز به خوراک‌های ویژه و تخصصی مانند متیل‌آمین، اتانول‌آمین و دی‌متیل‌فرمامید وجود دارد. این ترکیبات معمولا برای تولید مواد شیمیایی خاص، کودهای شیمیایی، داروها و محصولات شیمیایی پیشرفته به کار می‌روند و هرکدام ویژگی‌ها و استانداردهای خاص خود را دارند.
- ترکیبات شیمیایی خاص و پروژه‌های ویژه: بعضی پروژه‌های پتروشیمی به خوراک‌های بسیار خاص و ترکیبات منحصر به فرد نیاز دارند که در مقیاس محدودتر و برای اهداف مشخص تولید می‌شوند. این خوراک‌ها ممکن است شامل مواد اولیه با خلوص بسیار بالا، افزودنی‌های خاص یا مواد واسطه شیمیایی باشند که در خطوط تولید پیشرفته و تخصصی استفاده می‌شوند.
اهمیت کیفیت و ناخالصی‌ها در خوراک پتروشیمی
هر یک از این خوراک‌ها ممکن است حاوی ناخالصی‌ها، آلاینده‌ها یا ترکیبات مزاحمی باشند که در صورت عدم تصفیه مناسب، باعث آسیب به تجهیزات، کاهش کیفیت محصول و افزایش هزینه‌های تولید می‌شوند. به همین دلیل، شناسایی دقیق نوع خوراک و آلاینده‌های موجود در آن، همراه با فرآیندهای تصفیه مناسب، از مهم‌ترین اقدامات در صنایع پتروشیمی به شمار می‌آید.انواع آلاینده‌ها و اثرات آن‌ها
گوگرد و ترکیبات گوگردی
یکی از خطرناک‌ترین آلاینده‌ها در خوراک‌های پتروشیمی، ترکیبات گوگردی مانند H2S و مرکاپتان‌ها هستند. این ترکیبات می‌توانند باعث خوردگی تجهیزات شوند و همچنین مشکلات زیست‌محیطی جدی به وجود آورند.نیتروژن و ترکیبات نیتروژنی
ترکیبات نیتروژنی معمولاً باعث کاهش کارایی کاتالیزورها در فرایندهای شیمیایی می‌شوند و ممکن است منجر به افزایش مصرف انرژی و کاهش راندمان تولید شوند.آب و رطوبت
وجود آب و رطوبت در خوراک می‌تواند باعث خوردگی، ایجاد رسوبات و مشکلات در تجهیزات شود و کیفیت محصولات را کاهش دهد.ذرات معلق و فلزات سنگین
ذرات جامد و فلزات سنگین می‌توانند باعث گرفتگی لوله‌ها، سایش قطعات و کاهش عمر تجهیزات گردند.
فرآیندهای تصفیه خوراک
جذب و حذف گوگرد
در این مرحله، معمولا از روش‌های جذب فیزیکی یا شیمیایی برای حذف ترکیبات گوگردی استفاده می‌شود. یکی از روش‌های رایج، استفاده از جاذب‌هایی مانند زئولیت‌ها یا فرآیند هیدروژناسیون است که ترکیبات گوگردی را به ترکیبات بی‌ضرر تبدیل می‌کند.خشک‌کردن و حذف رطوبت
برای حذف آب موجود در خوراک از جذب‌کننده‌هایی مثل سیلیکاژل یا فرآیندهای تقطیر استفاده می‌شود. این کار باعث جلوگیری از خوردگی و مشکلات مربوط به رطوبت می‌شود.فیلتراسیون
برای حذف ذرات معلق و ناخالصی‌های جامد، از فیلترهای مکانیکی یا فیلترهای کربن اکتیو استفاده می‌شود. این مرحله اهمیت زیادی در حفظ سلامت تجهیزات دارد.فرآیندهای کاتالیزوری و شیمیایی
در برخی موارد، آلاینده‌های پیچیده‌تر با استفاده از واکنش‌های شیمیایی خاص و کاتالیزورها حذف می‌شوند تا خوراک کاملا خالص و مناسب برای ورود به واحدهای تولیدی شود.اهمیت کنترل آلاینده‌ها
- افزایش عمر تجهیزات: حذف آلاینده‌ها از خوردگی و آسیب‌های مکانیکی جلوگیری می‌کند و طول عمر تجهیزات را افزایش می‌دهد.
- افزایش کیفیت محصول نهایی: خوراک خالص‌تر موجب تولید محصولات با کیفیت بالاتر و ضایعات کمتر می‌شود.
- کاهش هزینه‌های عملیاتی: با جلوگیری از خرابی تجهیزات و توقف خطوط تولید، هزینه‌های تعمیر و نگهداری کاهش می‌یابد.
- حفظ محیط زیست: کنترل آلاینده‌ها باعث کاهش انتشار گازهای مضر و آلودگی‌های زیست‌محیطی می‌شود.
