عبدالرضا مقدسی

چکیده تحقیق و توسعه روی تولید محصولات پتروشیمی و فرآوردههای پلیمری یکی از سیاستهای کلان توسعه صنعت پتروشیمی ایران است. بر این اساس و در قالب اجرای برنامه ششم توسعه، افزایش ظرفیت تولید پروپیلن و پلی پروپیلن یکی از راهکارها برای توسعه کیفی صنعت پتروشیمی است. شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی به عنوان شرکت پیش گام در زمینه‌ی تحقیقاتی روی تولید این محصول راهبردی فعالیت بسیار خوبی را در این زمینه آغاز کرده است. از آنجا که ساخت کاتالیستهای مناسب برای پلیمریزاسیون محصول پلی پروپیلن از اولویت بالایی برخوردار بوده است لذا بررسی عملکرد مناسب کاتالیستها در واحدهای تولیدی پلیمر هنگامی تکمیل میشود که پژوهشگران صنعت پتروشیمی به مطالعه اطالاعات جز به جز بدست آمده از نتایج آزمایشهای مختلف روی محصول تولیدی از این کاتالیستها بپردازند. با توجه به اینکه میزان مونومرهای جدا نشده از محصول در بخش بخارزنی بستر سیال تمام ویژگی‌های منحصر به فرد پلی پروپیلن را تحت تاثیر گذاشته و باعث افت شدید کیفیت این محصول هنگام استفاده از آن می گردد. هدف این پژوهش، معرفی و بررسی عوامل تاثیر گذار روی جداسازی و حذف موادی است که کیفیت محصول را کاهش داده و ارزش آن را از بین میبرد. میزان جداسازی مونومرها و خنثی سازی کاتالیست واکنش نداده در بخش بخارزنی بشدت تحت تاثیر جریان بخار اشباع، جریان نیتروژن، وجود همزن پره‌دار و زمان ماند محصول قرار دارد. در این پژوهش تمامی پارامترهای تاثیر گذار روی میزان جداسازی مونومرهای واکنش نداده و آسیب-رسان به کیفیت اصلی محصول تولیدی به صورت جداگانه و در کنار یکدیگر مورد تحقیق و مطالعه قرار گرفته است.در شرایط تک متغیره محدوده ی تزریق جریان نیتروژن 5 الی 35 کیلوگرم بر ساعت می باشد که بر اساس نتایج آزمایشگاهی حاصل از نمونه گیری در این شرایط میزان مونومر باقی مانده در رنج 25 الی 7 درصد وزنی از نمونه ی های 2 گرمی می باشد. این بار شرایط را برای تک متغیر بخار اشباع فراهم می کنیم، محدوده ی عملیاتی بخار اشباع در این حالت33-7 کیلوگرم بر ساعت و محدوده ی تغییر نمونه های 2 گرمی3 الی 11 درصد وزنی بدست آمد. ارتفاع محصول در شرایط روشن بودن همزن پره دار ( که رابطه ی مستقیم با زماند ماند را دارد ) از محدوده ی 10 الی 75 درصد حجمی بخش بخار زنی و محدوده ی جداسازی بین 20 الی 3 درصد وزنی از نمونه ها مشخص شد. با علم به اینکه برهمکنش فاکتورها در کنار یکدیگر در میزان جداسازی بیشتر از حالت تکی است, لذا با انتخاب محدوده های 7 الی 33 کیلوگرم بر ساعت برای بخار اشباع و 5 الی 35 کیلوگرم بر ساعت برای نیتروژن و نمونه گیری های متعدد در این شرایط به محدوده ی جداسازی0.6 الی 10 درصد وزنی از نمونه های 2 گرمی رسیدیم.در ادامه شرایط را برای جداسازی بیشتر به گونه ای فراهم گردید که زمان ماندگاری بیشتری در حالت خاموش بودن همزن پره دار به محصول داده شد محدوده ی زمان ماند 20-6 دقیقه قرار داده شد؛ مشاهده گردید هر قدر میزان تزریق بخار اشباع و نیتروژن به محصول تحت زمان بیشتری صورت پذیرد؛ میزان جداسازی افزایش می یابد و محدوده ی جداسازی) 0.5-8.8 ( درصد وزنی از نمونه ی 2 گرمی را نشان می دهد؛ چنانچه همزن روشن شود تحت شرایط یکسان با مرحله ی قبل، محدوده ی میزان مونومر ( 0.038-3.33 ( درصد وزنی گزارش شد. همانطور که از نتایج آزمایشگاهی پیداست هرقدر تاثیرگذاری پارامترها در کنار یکدیگر بیشتر شود میزان جداسازی مونومرها و مواد واکنش نداده نیز بیشتر می شود اما مهمترین نکته در نظر گرفتن شرایط عملیاتی به نحوی است بیشترین جداسازی در بهترین حالت ممکن را فراهم آورد. بیشترین میزان جداسازی مونومرها زمانی صورت می‌پذیرد که تمامی پارامترها در حالت بهینه‌ی خود و در کنار یکدیگر حضور داشته باشند. دبی بهینه برای جریان بخار اشباع با توجه به نتایج آزمایشگاهی از نمونه های 2 گرمی در محدوده ی 20 الی 30 کیلوگرم بر ساعت و جریان نیتروژن از محدوده ی10 الی 25 کیلوگرم بر ساعت بدست آمد. انتخاب یک عدد خاص بهینه برای جریان های بخاراشباع و نیتروژن منوط به ایده آل بودن شرایط عملیاتی نیز می باشد و فقط نتیجه ی آزمایشگاهی کافی نیست لذا تحت بررسی همه جانبه از نتایج جریان های بهینه شده برای بخار اشباع و نیتروژن به ترتیب 26 و 20 کیلوگرم بر ساعت می‌باشد. این در شرایطی است که با توجه به ساختار بخش بخارزنی میزان حجم محصول، که رابطه ی مستقیم با زمان ماند دارد، عدد بهینه شده ی 60 درصد حجمی از بخش بخار زنی را نشان میدهد. همچنین وجود همزن پره دار امری بسیار ضروری برای اختلاط بهتر و در نتیجه جداسازی بهتر می‌باشد. در انتهای این پژوهش به ارائه روش‌هایی برای بهبود عملکرد شرایط عملیاتی و جداسازی هر چه بهتر پرداخته شده است.