แรงดันในหอกลั่นด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา MTBE สูงมาก จะทำอย่างไรดี?
Thread Content
เพื่อนร่วมวงการ ผู้เชี่ยวชาญ และผู้มีความรู้ทุกท่านครับ โรงงานของเรามีเครื่องจักร MTBE ที่ใช้งานมาแล้ว 4 ปี และกำลังจะมีการซ่อมบำรุงในปีนี้ ตอนนี้เป็นช่วงฤดูร้อน ความดันในหอกลั่นแบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาก็เพิ่มสูงขึ้นทุกวัน โดยความดันเดิมอยู่ที่ 0.6 MPa แต่ตอนนี้เพิ่มขึ้นเป็น 0.8 MPa และยังมีแนวโน้มจะเพิ่มขึ้นต่อไปอีกครับ ปัจจุบันปริมาณวัตถุดิบที่ใช้นั้นอยู่ที่ 15 ตัน/ชั่วโมงอย่างสม่ำเสมอ จำได้ว่าเมื่อปีที่แล้วหรือปีก่อนหน้านั้น ปริมาณวัตถุดิบอยู่ที่ 17 ตัน/ชั่วโมง และความดันก็ไม่เคยเกิน 0.7 Mpa เลย จากการสังเกตการทำงานพบว่าอัตราส่วนของแอลกอฮอล์ต่ออัลเคนนั้นมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ส่วนปริมาณเมทานอลในผลิตภัณฑ์การเร่งปฏิกิริยาและเมทานอลในคาร์บอนชนิดที่สี่หลังการเร่งปฏิกิริยานั้นอยู่ที่ประมาณ 4% ซึ่งเมื่อก่อนอยู่ที่ประมาณ 3% เท่านั้น สาเหตุที่ต้องเพิ่มอัตราส่วนของแอลกอฮอล์ต่ออัลเคนก็เพราะว่า หากปริมาณเมทานอลในผลิตภัณฑ์การเร่งปฏิกิริยาน้อยเกินไป จะทำให้อุณหภูมิของแผ่นกรองในหอกลั่นเปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ MTBE มีคาร์บอนชนิดที่ 4 ปนอยู่ จนไม่สามารถผ่านมาตรฐาน 99% ที่กำหนดไว้ได้ อีกประการหนึ่งก็คือ ปริมาณอิโซบิวทีนในวัตถุดิบเดิมอยู่ที่มากกว่า 15% แต่ตอนนี้ลดลงเหลือเพียง 12% เท่านั้น เครื่องทำความเย็นในหอกลั่นแบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยามีปัญหาเรื่องการสะสมตะกอนอย่างรุนแรง จึงต้องหยุดการทำงานเพื่อทำความสะอาดโดยด่วน หลังจากทำความสะอาดเสร็จ สถานการณ์ก็ดูดีขึ้น ความดันในหอกลั่นก็ต่ำมาก แต่หลังจากผ่านไปหนึ่งเดือน ความดันกลับสูงขึ้นอีก ได้มีการเปลี่ยนปั๊มน้ำในระบบน้ำหมุนเวียน แต่ก็ยังไม่ได้ผลมากนัก อุณหภูมิของน้ำที่ไหลกลับอยู่ที่ประมาณ 37 องศาเซลเซียส ขอสอบถามหน่อยครับ ว่าเป็นเพราะหอกลั่นแบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยามีอายุการใช้งานที่ยาวนานจนทำให้ประสิทธิภาพในการแยกสารลดลงหรือเปล่าครับ? แล้วจะแก้ไขปัญหาโดยรากเหง้าได้อย่างไรครับ?
โพสต์นี้ถูกแก้ไขครั้งสุดท้ายโดย B0SS เมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม 2016 เวลา 17:58 ขอความช่วยเหลือจากผู้เชี่ยวชาญทุกท่านในการแก้ไขปัญหานี้ด้วยครับ
จากสิ่งที่คุณบอกมา อุณหภูมิของน้ำที่ไหลกลับมาในระบบนั้นถือว่าอยู่ในเกณฑ์ปกติ ส่วนอัตราส่วนของแอลกอฮอล์กับออลีฟินนั้น ควรควบคุมให้อยู่ในระดับเท่าไรดี? หากควบคุมมากเกินไปอาจทำให้ความดันในหอควบแน่นสูงขึ้นได้ แล้วการแยกอุณหภูมิของแผ่นตรวจจับออกจากกันนั้นหมายความว่าอย่างไร? สาเหตุที่ทำให้ความดันในหอคอนเดนเซอร์สูงนั้น ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัตถุดิบที่นำมาใช้ สภาพของวัตถุดิบ และว่าที่ยอดหอมีก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่นได้ในปริมาณมากหรือไม่
ตอนนี้ความดันในหอคอยสูงขึ้น อุณหภูมิที่ยอดหอคอยก็สูงเช่นกัน ประสิทธิภาพในการทำความเย็นของเครื่องทำความเย็นก็ไม่ดีเท่าที่ควร กลายเป็นวัฏจักรที่เลวร้าย อัตราส่วนของแอลกอฮอล์ต่ออัลเคนในตอนเริ่มต้นการผลิตอยู่ที่ประมาณ 1.2 แต่ตอนนี้เราพยายามเพิ่มอัตราการเปลี่ยนแปลงให้สูงกว่า 1.4 หากอัตราส่วนของแอลกอฮอล์ต่ออัลเคนลดลง อุณหภูมิในส่วนล่างของหอก็จะลดลงหลายสิบองศาเมื่ออุณหภูมิที่ก้นหออยู่ในระดับปกติ ส่งผลให้คาร์บอนชนิดที่ 4 และ 5 ปนเข้าไปในผลิตภัณฑ์ ทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน นอกจากนี้ ก๊าซที่ไม่สามารถรวมตัวเป็นของเหลวก็จะถูกขับออกมาจากส่วนบนของถัง reflux ด้วย ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้ก็ไม่ชัดเจนนัก
องค์ประกอบของวัตถุดิบ: ไอโซบิวทีนอยู่ที่ 12-13% ส่วนปริมาณของคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์รวมกันนั้นน้อยกว่า 1% การเกิดปฏิกิริยาในเครื่องปฏิกรณ์นั้นดูเป็นไปตามปกติดี แต่ที่หอกลั่นด้วยตัวเร่งปฏิกิริยานั้น ความดันดูสูงขึ้นมาก
ตรวจสอบว่าความดัน อุณหภูมิ และอัตราการไหลของน้ำหมุนเวียนนั้นอยู่ในเกณฑ์ปกติหรือไม่
การพยายามเพิ่มอัตราการแปลงนั้น ไม่ใช่การเพิ่มอัตราส่วนของแอลกอฮอล์ต่ออัลเคนอย่างเดียว ดูจากสถานการณ์ปัจจุบันของคุณแล้ว มีโอกาสสูงที่ปัญหาจะเกิดจากอัตราส่วนของแอลกอฮอล์ต่ออัลเคนที่สูงเกินไปนั่นเอง
แต่ตอนนี้อัตราส่วนของอัลคอฮอล์กับออลเฟนนั้นน้อยลง ทำให้การกระจายตัวของอุณหภูมิภายในหอกลั่นไม่สม่ำเสมอ ผลการแยกสารในหอกลั่นก็แย่มาก ส่งผลให้คาร์บอนชนิดที่สี่ตกลงไปอยู่ใน MTBE ด้วย
ทั้งหมดนี้ถือเป็นเรื่องปกติ แค่อุณหภูมิภายในหอคอยไม่ปกติ และความดันก็ไม่ปกติเช่นกัน
มีปัญหาเรื่องการแบ่งตัวของสารในสถานะก๊าซและของเหลวหรือไม่?
ตอนนี้ความดันในหอกลั่นสูง จึงมีการระบายแรงดันออกมาจากด้านบนของถังรีฟลักซ์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยแก้ปัญหาก๊าซที่ไม่สามารถกลั่นได้ได้ แต่ประสิทธิภาพในการแยกส่วนผสมของหอกลั่นยังไม่ดี ทำให้ปริมาณคาร์บอน-4 ในผลิตภัณฑ์สูง แล้วสาเหตุคืออะไรกันแน่? อาจเป็นเพราะหอกลั่นไม่ได้รับการบำรุงรักษามาเป็นเวลา 4 ปีแล้ว จนทำให้วาล์วบนแผ่นกลั่นเสียหาย หรือเกิดการอุดตันของตัวเร่งปฏิกิริยาบนแผ่นกลั่นก็เป็นได้
ส่วนประกอบของโพรเพนในวัตถุดิบสูงเกินไปหรือเปล่า?
คุณน่าจะมีการประเมินเบื้องต้นว่าสาเหตุมาจากอะไร อาจเป็นเพราะการทำความเย็นด้วยน้ำหมุนเวียนจนเกิดคาร์บอนชนิดที่สี่ หรือเป็นเพราะปริมาณคาร์บอนชนิดที่สามในส่วนผสมของวัตถุดิบ คุณควรเปรียบเทียบข้อมูลจากอดีตก่อน.
เนื่องจากปริมาณไอโซบิวทีนในวัตถุดิบลดลง ก็แสดงว่ามีส่วนประกอบอื่นๆ เพิ่มขึ้น ลองดูว่าในตัวอย่างวัตถุดิบมีคาร์บอนชนิดเบามากเกินไปหรือไม่. เสียดายที่ปล่อยให้ว่างเปล่ามากเกินไป ถ้ามองจากมุมของคุณ การใช้แทร็ปก็น่าจะเป็นทางเลือกที่ดี ครั้งที่แล้วตอนหยุดเครื่อง ไม่ได้ตรวจสอบวาล์วลอยด้วยเหรอ? ประสิทธิภาพในการแยกส่วนประกอบที่มีน้ำหนักเบาไม่ดีนัก น่าจะเกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพในการแยกของหอแยกสารนั่นเอง
ฉันไม่เคยผลิตจริงๆ นะ แค่พูดไปเรื่อยเปื่อยเท่านั้น. อย่าไปสนใจเลยนะ.
ประสิทธิภาพในการทำความเย็นของเครื่องทำความเย็นนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการไหลของน้ำหมุนเวียน อุณหภูมิของน้ำที่เข้าและออก เป็นต้น อุณหภูมิของน้ำที่กลับมานั้นเป็นเพียงปัจจัยหนึ่งเท่านั้น นอกจากนี้ ยังต้องคำนึงถึงกรณีที่การแลกเปลี่ยนความร้อนลดลงเนื่องจากการอุดตันของชิ้นส่วนต่างๆ ซึ่งส่งผลให้อัตราการไหลของน้ำทำความเย็นลดลงด้วย จากอาการที่คุณกล่าวมา น่าจะเป็นปัญหาที่เกิดขึ้นกับเครื่องทำความเย็นที่อยู่บนยอดหอคอยมากที่สุด
ปรากฏการณ์หลักที่เกิดขึ้นในผลิตภัณฑ์ MTBE ซึ่งมีคาร์บอนชนิด C4 อยู่ในนั้น ก็คือ เมื่อความดันในหอแยกไม่เปลี่ยนแปลง อุณหภูมิของแผ่นตรวจจับจะลดลง และอยู่ในระดับที่ต่ำกว่าอุณหภูมิปกติ ยิ่งอุณหภูมิของแผ่นตรวจจับต่ำเท่าไร ปริมาณคาร์บอนชนิด C4 ในผลิตภัณฑ์ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
ควรลดอุณหภูมิของน้ำที่ใช้ในระบบหมุนเวียนต่อไป พร้อมทั้งเพิ่มการตรวจสอบคุณภาพน้ำ และทำความสะอาดเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งไม่ใช่สาเหตุมาจากหอกลั่นแต่อย่างใด
ปฏิกิริยาของคุณนี้ แล้วชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาในหอกลั่นนั้นใช้วิธีการเติมวัสดุแบบไหนกันแน่? หากตัวเร่งปฏิกิริยากระจัดกระจายกันอยู่ ก็อาจเกิดจากการที่ตาข่ายที่ใช้ปูชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาเสียหาย ทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยารั่วไหลลงไปยังชั้นแท่นด้านล่าง ส่งผลให้การแยกก๊าซกับของเหลวทำได้ไม่ดี และนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความดันในหอแปรสภาพได้ โดยปกติแล้ว ตัวเร่งปฏิกิริยาที่อยู่บนหอคอยจะต้องถูกเปลี่ยนทุก 3 ปี