رآکتور (Reactor)

راکتور یک ظرف یا محفظه با شکل های مختلف می باشد که در آن واکنش شیمیایی صورت می گیرد و در آن مواد ورودی به محصولات تبدیل می شوند. راکتورها از لحاظ عملکردشان به گروههای ریز تقسیم بندی می شوند: راکتورهای ناپیوسته ، راکتورهای نیمه پیوسته ، راکتور های مخلوط شونده ، راکتورهای لوله ای و راکتورهای بستر سیال تقسیم بندی می شوند. واکنش های شیمیایی که در داخل راکتور صورت می گیرند به دو دسته کلی متجانس  Homogenous و نامتجانس Heterogeneous تقسیم بندی می شوند. سه پارامتر مهمی که جهت توصیف عملکرد راکتور مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از:درصد تبدیل Conversion، انتخاب پذیری Selectivity، بازده راکتور Yield

راکتور یک ظرف یا محفظه با شکل های مختلف می باشد که در آن واکنش شیمیایی صورت می گیرد و در آن مواد ورودی به محصولات تبدیل می شوند: که به دو دسته پلیمری و غیرپلیمری تقسیم می شوند.

واکنش های شیمیایی که در داخل راکتور صورت می گیرند به دو دسته کلی متجانس (Homogenous) و نامتجانس (Heterogeneous) تقسیم بندی می شوند. واکنش های متجانس واکنش هایی هستند که در آن تمام ترکیب شوندگان در یک فاز که ممکن است گاز، مایع و یا جامد باشد، موجود هستند . همچنین در صورتیکه واکنش کاتالیزوری باشد، کاتالیزور هم بایستی در همان فاز وجود داشته باشد . واکنش های نامتجانس ،واکنش هایی هستند که برای انجام آنها حداقل دو فاز لازم باشد.

متغیرهای زیادی سرعت واکنش را تغییر می دهند، در سیستم های متجانس ، دما ، فشار و غلظت متغیرهای واضحی هستند. در سیستم های نامتجانس به دلیل آنکه بیش از یک فاز وجود دارد و در طول واکنش مواد بایستی از یک فاز به فاز دیگر متصل شوند، علاوه بر دما، فشار و غلظت، سرعت انتقال جرم و سرعت انتقال حرارت نیز اهمیت دارد.

عملکرد راکتور

برای راکتورها، سه پارامتر مهم جهت توصیف عملکرد راکتور مورد استفاده قرار می گیرد:

• درصد تبدیل Conversion: نسبت مقدار مواد واکنش دهنده مصرفی در راکتور به مقدار مواد واکنش دهنده ای به راکتور تغذیه می باشد. اگر واکنش برگشت پذیر باشد، حداکثر درصد تبدیلی که به آن می توان رسید درصد تبدیل تعادلی نامیده می شود.
• انتخاب پذیری Selectivity: نسبت مقدار محصول مطلوب تولید شده به مقدار مواد واکنش دهنده مصرفی در راکتور می باشد.
• بازده راکتور Yield: مقدار محصول مطلوب تولید شده به مقدار مواد واکنش دهنده ای که به راکتور تغذیه می شود

حال به بررسی متغیرهای مهمی که بر عملکرد راکتور تاثیر دارند می پردازیم.

غلظت راکتور

هنگامی که بیش از یک ماده واکنش دهنده وجود داشته باشد، اغلب استفاده از مقدار بیش از نیاز یکی از واکنش دهنده ها نتیجه مطلوبی بدست خواهد داد. مخصوصاً اگر بخواهیم یکی از مواد به طور کامل مصرف شود (به علت قیمت بالا یا خطرناک بودن(گاهی اوقات مناسب است که یک ماده خنثی همراه با خوراک به راکتور تغذیه شود و یا قبل از پیشرفت کامل واکنش، محصول تولیدی خارج شود. بعضی اوقات نیز استفاده از یک مسیر برگشتی از فراورده های جانبی ناخواسته به راکتور مطلوب است.

در مورد واکنش های برگشت ناپذیر اگر یکی از ترکیبات ورودی بیش تر از مقدار مورد نیاز به واکنش وارد شود، می تواند ماده دیگر را به سمت کامل کردن سوق دهد. به عنوان مثال، واکنش بین اتیلن و کلر برای تولید دی کلرواتان را در نظر بگیرید:

C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2

اگر از یک مقدار اتیلن اضافی جهت حصول اطمینان از تبدیل کامل ماده کلر استفاده شود مشکل حضور کلر در سیستم جداسازی بعدی از بین می رود. معمولاً در یک واکنش اگر یکی از اجزاء خطرناک تر باشد (مانند کلر در این مثال) باید از کامل شدن آن مطمئن شویم.

اگر واکنش برگشت پذیر باشد هدف افزایش درصد تبدیل تعادلی می باشد. اگر یکی از خوراک ها را به مقدار اضافی وارد کنیم می توانیم درصد تبدیل تعادلی را افزایش دهیم. گاهی اوقات با حذف مداوم محصول یا یکی از محصولات از راکتوری که واکنش در آن در حال پیشرفت است، می توان درصد تبدیل تعادلی را افزایش داد. مثلا به وسیله تبخیر کردن ماده ای از راکتور فاز مایع. یک راه دیگر این است که واکنش در مراحل پشت سر هم همراه با جداسازی محصولات در مراحل میانی صورت گیرد.

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=682

مخزن کروی و استوانه ای (Spherical and cylindrical tanks)

مخزن های کروی یا استوانه ای برای مقاومت در برابر فشار های بالا به کار می رود و ممکن است فشار تا 100 پوند بر اینچ مربع یا بیشتر را تحمل کنند . این نوع مخزن ها جهت نگهداری بوتان و پروپان و گاز مایع و بنزین های سبک و به طور کلی مواد شیمیایی سبک کاربرد دارد.

 
شکل 4- مخزن کروی

 
شکل 5- مخزن استوانه ای

مشخصات عمومی مخازن تحت فشار :

شکل اکثر مخازن تحت فشار استوانه ای یا کروی بوده که فرم استوانه ای آن با کلگی کروی یا بیضوی یا کاسه ای قابل ساخت و مونتاژ می باشد . و کلگی های کروی به دو حالت نورد گرم و سرد تولید می شوند .
استاندارد ASME Boiler & Pressure Vessel Code برای مخازن ذخیره ای نیز استفاده می شود ، طبق استاندارد موجود بعد از مشخص بودن پارامتر های اصلی یاد شده ضخامت و مشخصات هندسی و جوشکاری و جنس مواد تعیین شده با امکانات کارگاهی نیز تهیه می شود .
اتصالات مختلفی که روی مخازن تعبیه می گردد ، از قبیل محل مورد نصب فشار سنج ، شیر تخلیه اضطراری ، ترمومتر ، سطح سنج ، و در صورتی که مخزن جهت کارهای پیچیده تر استفاده شود ، طبعا" نیاز اتصالات مربوط به آن نیز اضافه خواهد شد .

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=489

مخزن سقف شناور (Floating roof tank)

در این مخزن ها سقف شناور روی مایع شناور بوده با مایع به بالا و پایین حرکت می کند معمولا" 2 نوع از این مخزن ها بیش از انواع دیگر به کار رفته می شوند .

 
شکل 3- مخزن شناور

سقف های ماهیتابه ای شکل (Pan Type) :

این سقف ها مسطح بوده و از فولاد ساخته می شوند و دارای پایه های عمودی هستند که به محیط سقف متصل می باشد . نقطه ضعف این سقف ها این است که به مجرد سوراخ شدن غرق می شوند .

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=488

مخزن سقف ثابت (Fixed roof tank)

این نوع مخزن های استوانه ای ، قائم و با سقف ثابت مخروطی شکل بوده ، بر پایه مناسب ترین اندازه قطر و بلندی برای تامین ظرفیت مورد نیاز استاندارد شده است و برای انباشتن فرآورده های گوناگون نفتی مورد استفاده قرار می گیرد.

شکل 1 –  مخزن سقف ثابت

 
شکل 2-  مخزن سقف ثابت

عواملی که در گزینش قطر و بلندی مخزن موثرند :

فضای موجود برای نصب مخزن ، تحمل فشار ، خاک زیر مخزن ، فراریت فرآورده هایی که باید در مخزن انبار شود ، سرعت ته نشین شدن مواد نفتی مورد نظر و ناخالصی هایی که در مخزن انبار می گردد. مخزن هایی که برای انباشتن مایعات فرار ساخته می شود باید بدون منفذ (Gas Tight) بوده و تغییرات فشار میان 6 تا 20 سانتی متر آب را تحمل نماید تغییرات فشار به وسیله شیر اطمینان ویژه ای خنثی می گردد.

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=487

مخزن (Reservoir )

اصطلاح عمومی مخزن را می توان از نظر ساختار به دو دسته کلی مخازن با اجزاء داخلی (مثل پوسته مبدل های حرارتی ، ظروف همزن دار ، برج تقطیر و ... ) و مخزن ها بدون اجزاء داخلی که تانک ها و درام ها می باشند ، محدود کرد . تفاوت تانک و درام در اندازه آنها می باشد که زمان اقامت یک جریان مداوم در درام از چند دقیقه تجاوز نمی کند ، در صورتیکه این زمان اقامت برای تانک ها به چندین ساعت می رسد .
اصطلاح عمومی مخزن را می توان از نظر ساختار به دو دسته کلی مخازن با اجزاء داخلی (مثل پوسته مبدل های حرارتی ، ظروف همزن دار ، برج تقطیر و ... ) و مخزن ها بدون اجزاء داخلی که تانک ها و درام ها می باشند ، محدود کرد . تفاوت تانک و درام در اندازه آنها می باشد که زمان اقامت یک جریان مداوم در درام از چند دقیقه تجاوز نمی کند ، در صورتیکه این زمان اقامت برای تانک ها به چندین ساعت می رسد . درام ها در خطوط فرآیند قبل یا بعد از دستگاه های فرآیندی استفاده می شوند که به عنوان مثال می توان به درام واقع در قبل از کمپرسور ها اشاره کرد که قطرات مایع را از جریان گازی جدا می کنند. درام قبل از دیگ مانع از آن می شود که دستگاه در وضعیت خشک کار کند . درام پس از کمپرسور رفت و برگشتی ضربه آن را متعادل می کند . تانک ها مخازن بزرگتری هستند که می توان به تانک خوراک (Feed Tank) برج تقطیر ناپیوسته که ممکن است خوراک چندین روز را در خود نگهدارد و همینطور مخازن ذخیره اشاره کرد .
مخازن از نظر کاربرد به 2 دسته مخازن ذخیره و تحت فشار تقسیم می شوند که هر کدام در موارد خاص فرآیندی مورد استفاده قرار می گیرند .
به طور کلی فرآورده های نفتی را از نظر انباشتن در مخزن ها می توان به سه دسته تقسیم کرد :
فرآورده هایی که فشار بخار آنها از 1.5 پوند بر اینچ مربع کمتر است ، معمولا" در مخزن های سقف ثابت نگهداری می شوند .
فرآورده هایی که فشار بخار آنها بیشتر از 1.5 پوند بر اینچ مربع است در مخزن های سقف شناور نگهداری می شوند .فرآورده هایی که دارای فشار بخار زیادتر تا نزدیک 100 پوند بر اینچ مربع هستند ، در مخزن های کروی یا استوانه ای نگهداری می شوند .
ایمنی در مخازن ذخیره :
از دیدگاه ایمنی مخزن ها باید دارای تجهیزات زیر باشند :
سقف شناور : برای کاهش میزان تبخیر مواد سبک و جلوگیری از آتش سوزی ، مخزن های فرآورده های سبک و فرار با سقف شناور ساخته می شوند . این نوع سقف ها از ورود هوا به مخزن و هم آمیزی با بخار های نفتی ممانعت می کند و از این راه انفجار و آتش سوزی که ممکن است از جرقه ساکن ایجاد شود جلوگیری می نماید.
رنگ مخزن ها :
مخزن های محصولات سبک و میان تقطیر به رنگ سفید رنگ آمیزی می شود تا کمترین گرما را از محیط و انرژی تابشی آفتاب جذب کرده دمای محتوای مخزن ها در کمترین حد ممکن نگه داشته می شود . نتیجتا" مقدار تبخیر و هدر رفتن مواد سبک نفتی کمتر شده شرایط خطرناکی در بالای مخزن پدید نمی آید .

ادامه مطلب در:

http://petronet.ir/index.php?module=content&func=viewpage&pageid=486