Thread Content
“لانچوان ٹرانسپورٹیشن یونیورسٹی”， 2012ء۔ FCC طریقہ کار کے ذریعہ پیٹرول کی تیاری سے متعلق تحقیق، مصنف: ہوانگ جنگ۔ 【خلاصہ】: فلوئڈ-بیڈ کیٹالیٹک کریکنگ (Fluid-bed catalytic cracking، مخفف: FCC) کے ذریعہ حاصل کیا جانے والا پیٹرول، گاڑیوں کے لئے استعمال ہونے والے ایندھن کا ایک اہم ذریعہ ہے۔ چین میں تیار کیے گئے پیٹرول میں سے 75% پیٹرول FCC طریقہ کار سے حاصل کیا جاتا ہے۔ اس پیٹرول کی خصوصیت یہ ہے کہ اس میں الائنز اور سلفر کی مقدار زیادہ ہوتی ہے، اور اس کی استحکام کی صلاحیت کم ہوتی ہے۔ اس لئے اس پیٹرول کی کوالٹی نئے معیارات کے مطابق نہیں ہوتی، اور یہی وجہ ہے کہ پیٹرول کی کوالٹی کو بہتر بنانے میں یہ ایک بڑی رکاوٹ ہے۔ فی الحال، ملک کی تیل پروسیسنگ کمپنیاں FCC گیسولین میں موجود اولیفینز اور سلفر کی مقدار کو کم کرنے کے لئے ہائڈروجنیشن، کیٹالیٹک طریقوں سے اولیفینز کو کم کرنا، اور ہلکی گیسولین کو ایتھرائز کرنے جیسے طریقے استعمال کرتی ہیں۔ ہائڈروجنیشن کے طریقے سے پٹرول میں موجود الکینز اور سلفر کی مقدار کو کم کیا جاسکتا ہے، لیکن اس طریقے میں کچھ خامیاں بھی ہیں؛ جیسے ہائڈروجن کی زیادہ مقدار کی ضرورت ہوتی ہے، اور پٹرول کی اوکٹین ویلیو میں بھی کمی واقع ہوتی ہے۔ ； کیٹالسٹ کے استعمال سے الائنز کی مقدار کو کم کیا جاسکتا ہے، جس سے پیٹرول میں الائنز کی مقدار کم ہوجاتی ہے۔ تاہم، اس طریقے سے پیٹرول کی پیداواری شرح بھی کم رہ جاتی ہے۔ ； اور ہلکے پٹرول کو ایتھرائز کرنے کی تکنیک، کیٹالیٹک پٹرول کے معیار کو بہتر بنانے کے مؤثر طریقوں میں سے ایک بن گئی ہے۔ کیٹالسٹک گیسولین ایتھرائزیشن ٹیکنالوجی پر دنیا بھر میں بہت تحقیقات کی گئی ہیں۔ کیٹالسٹک لائٹ گیسولین ایتھرائزیشن ٹیکنالوجی کی خصوصیت یہ ہے کہ لائٹ گیسولین میں موجود تھرڈ کاربون الکینز، CH3OH کے ساتھ ردِعمل کے ذریعہ ایتھرز تشکیل دیتے ہیں۔ اس عمل سے گیسولین میں الکینز کی مقدار کم ہو جاتی ہے، جبکہ گیسولین کی اوکٹین ویلیو میں اضافہ ہوتا ہے۔ ساتھ ہی، تقریباً 4% میتھانول کو گیسولین کے جزوء میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ یہ ایک ایسا عمل ہے جس کے ذریعہ گیسولین کی مقدار میں اضافہ ہوتا ہے، اور ساتھ ہی کم قیمت والے میتھانول کو زیادہ قیمت والے گیسولین کے جزوء میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ ہلکے پیٹرول کا ایتھرائزیشن، پیٹرول کی خصوصیات کو بہتر بنانے کا ایک نیا کیٹالیٹک طریقہ ہے۔ اس عمل میں ردِعمل کی شرائط نسبتاً ہلکی ہوتی ہیں، اور عملی طریقہ کار بھی زیادہ پیچیدہ نہیں ہے۔ اس طریقہ سے حاصل ہونے والے نتائج بہت اچھے ہوتے ہیں، اسی لیے دنیا بھر کی تیل صنعت سے وابستہ کمپنیاں اس کے لیے نئے طریقے تیار کرنے میں مصروف ہیں۔ بیرونِ ملک کی مشہور کمپنیاں جیسے CDTECH، UOP، Neste، ARCO، IFP، BP وغیرہ نے ہلکے پٹرول کو ایتھرائز کرنے سے متعلق صنعتی ٹیکنالوجیاں تیار کی ہیں، اور ان ٹیکنالوجیوں کو بین الاقوامی منڈیوں میں فروخت کیا جارہا ہے۔ اس مقالے میں FCC ہلکے پٹرول کی ایتھرائزیشن کے لئے استعمال ہونے والی کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن تکنیک کا مطالعہ کیا گیا ہے۔ اس تحقیق میں کیٹالیٹک فریکشن کے ذریعہ پٹرول کو ہلکے پٹرول کے جزوء اور بھاری پٹرول کے جزوء میں تقسیم کرنے کے طریقوں پر بھی بحث کی گئی ہے۔ ہلکے پٹرول میں موجود تھرڈ کاربون الکینز کو میتھانول کے ساتھ ردِعمل دے کر متعلقہ ایتھرز تیار کئے جاسکتے ہیں؛ اس طریقے سے ہلکے پٹرول میں الکینز کی مقدار کم ہوجاتی ہے اور پٹرول کی اوکٹین ویلیو بہتر ہوجاتی ہے۔ بھاری پٹرول کو ہائڈروجن کے ذریعہ ڈی سلفرائز کیا جاتا ہے، تاکہ کیٹالیٹک پٹرول میں سلفر کی مقدار کم ہو جائے۔ ہلکے پٹرول کی ایتھریفیکشن تکنیک کو بھاری پٹرول کی ہائڈروجن ڈی سلفرائزیشن تکنیک سے جوڑ کر ایک مکمل عملی نظام تشکیل دیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں صاف پٹرول حاصل ہوتا ہے۔ اس مقالے میں جس FCC ہلکے پٹرول کی الکیلیشن عمل کا مطالعہ کیا گیا ہے، اس میں دو باتیں شامل ہیں: پہلی بات یہ کہ FCC ہلکے پٹرول کو الگ کیا جاتا ہے؛ یعنی ملٹی فنکشنل ڈسٹیلیشن ٹاور کے ذریعے FCC پٹرول سے وہ حصہ الگ کیا جاتا ہے جس کا بخاراتی نقطہ 70 ڈگری سیلسیس سے کم ہوتا ہے، جبکہ باقی حصہ وہ ہے جس کا بخاراتی نقطہ 70 ڈگری سیلسیس سے زیادہ ہوتا ہے۔ ； دوسرا طریقہ، انتخابی ہائڈروجنیشن ہے؛ کٹائی کے بعد حاصل ہونے والا ہلکا پیٹرول، انتخابی ہائڈروجنیشن ری ایکٹر میں داخل کیا جاتا ہے تاکہ اس سے ڈائینوولیفینز خارج ک ； تیسرا طریقہ، فکسڈ بیڈ پر ہونے والا ایتھریفیکشن ردِعمل ہے۔ ہلکے پٹرول میں بڑی مقدار میں C5 اور C6 قسم کے کاربونلز موجود ہوتے ہیں؛ ان کو میتھانول کے ساتھ ردِعمل دے کر میتھائل ٹرائی-پینٹائل ایتھر (TAME) اور میتھائل ٹرائی-ہیکسائل ایتھر (THXME) تیار کیا جاسکتا ہے۔ ； چوتھا طریقہ، کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن ٹاور کا استعمال ہے؛ فکسڈ بیڈ ری ایکٹر سے نکلنے والے مواد کو کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن ٹاور میں بھیجا جاتا ہے، تاکہ TAME قسم کے اجزاء حاصل کیے جاسکیں۔ اس طریقے سے پیٹرول میں موجود الیینز کی مقدار کم ہوتی ہے، اور پیٹرول کی اوکٹین ویلیو بہتر ہوتی ہے۔ مائکرو فکسڈ بیڈ ایتھریفیکشن ری ایکٹرز میں، آئسوامیلین کو بطور بنیادی جزو استعمال کرتے ہوئے میتھانول کے ساتھ ایتھریفیکشن ردِعمل کے ذریعہ میتھائل ٹرائیامائل ایتھر (TAME) کی تخلیق کے ردِعمل کی حرکیات کا مطالعہ کیا گیا۔ آئسوپینین اور میتھانول کے درمیان ہونے والے ردِعمل کے لئے استعمال ہونے والے کائنیٹک مساوات کا جائزہ لیا گیا۔ کائنیٹک مساوات کی تصدیق کے بعد، آئسوپینین کی تبدیلی کی شرح کے حسابی اعداد و شمار اور تجرباتی اعداد و شمار کے درمیان اوسط نسبتی خطا 5% سے کم پائی گئی۔ اس سے ثابت ہوتا ہے کہ یہ مساوات آئسوپینین کے الکیلیشن کے عمل کی بہترین وضاحت کرتی ہے۔ FCC گیسولین کی الگ تقسیم کے عمل پر تحقیق کی گئی۔ لیبارٹری میں، 2 لیٹر/گھنٹہ کی رفتار سے خام مواد کو استعمال کرتے ہوئے ملٹی فنکشنل ڈسٹیلیشن ٹاور پر گیسولین کی الگ تقسیم کے تجربات کئے گئے۔ گیسولین کی الگ تقسیم کے عمل پر اثرانداز ہونے والے مختلف عوامل کا جائزہ لیا گیا، جن میں ٹاور کی پلیٹوں کی تعداد، خام مواد کی درآمد کی جگہ، آپریشنل دباؤ، ریفلکس ریشو، اور ٹاور کے اوپری حصے سے حاصل ہونے والے مواد کی مقدار شامل ہیں۔ تجربات کی بنیاد پر ملٹی فنکشنل ڈسٹیلیشن ٹاور کے لئے بہترین آپریشنل پیرامیٹرز یہ نکالے گئے: ٹاور میں 16 پلیٹیں استعمال کی گئیں، خام مواد کی درآمد پانچویں پلیٹ سے ہوئی، خام مواد کا درجہ حرارت 70 ڈگری سیلسیس، ٹاور کے نچلے حصے کا درجہ حرارت 195 ڈگری سیلسیس، ٹاور کے اوپری حصے کا درجہ حرارت 67 ڈگری سیلسیس، ٹاور کے اوپری حصے کا دباؤ 0.118 MPa، اور ریفلکس ریشو 1.0 تھا۔ اس صورت میں C5 کاربون الکائنز کی شرح 100%، جبکہ C6 کاربون الکائنز کی شرح 95.62% رہی۔ آخر میں FCC گیسولین کو ≤70 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت والی ہلکی گیسولین میں تقسیم کر دیا گیا۔ لیبارٹری میں مائکرو ری ایکشن ڈیوائسز کے ذریعہ ڈائیینز کی منتخبانہ ہائڈروجنیشن کی کارروائی کی گئی، اس کے لئے LNEH-1 کیٹالسٹ استعمال کیا گیا۔ تجربے کے دوران LNEH-1 کیٹالسٹ کی ڈائیینز کو ختم کرنے کی صلاحیت اور اسکی آئسومرائزیشن کی صلاحیت کا جائزہ لیا گیا۔ نتائج سے پتہ چلا کہ LNEH-1 کیٹالسٹ ڈائیینز کو 80 فیصد سے زیادہ حد تک ختم کر سکتا ہے، اور اسکی آئسومرائزیشن کی صلاحیت بھی بہتر ہے۔ ہائڈروجنیشن کے بعد حاصل ہونے والا ہلکا پیٹرول، ایتھریفیکشن کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 2L/گھنٹہ کی رفتار سے کام کرنے والے فکسڈ بیڈ ری ایکٹر میں، ہلکے پیٹرول کے فکسڈ بیڈ پر ایتھریفیکشن کے عمل کا مطالعہ کیا گیا۔ فکسڈ بیڈ پر ایتھریفیکشن کے عمل پر اثرانداز ہونے والے عوامل کا جائزہ لیا گیا، جن میں فیڈ کی رفتار، ردِعمل کا درجہ حرارت، اور تیل اور الکحل کے حجم کا تناسب شامل تھا۔ مطالعے کے نتیجے میں فکسڈ بیڈ پر ایتھریفیکشن کے لئے بہترین حالات معلوم ہوئے: فیڈ کی رفتار 2 گھنٹے میں 1 بار، ردِعمل کا درجہ حرارت 65 ڈگری سیلسیس، اور تیل اور الکحل کا حجمی تناسب 10:1۔ ان حالات میں، C5 قسم کے سرگرم الیفینز کی تبدیلی کی شرح 66.5% جبکہ C6 قسم کے سرگرم الیفینز کی تبدیلی کی شرح 48.8% رہی۔ لیبارٹری میں، 2 لیٹر/گھنٹہ کی رفتار سے فیڈ دینے والے کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن ٹاور پر، ہلکے پیٹرول کی کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن کے عمل کا مطالعہ کیا گیا۔ کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن کے عمل میں فیڈ کی مقدار، ردِعمل کا درجہ حرارت، الکوحل اور اولیفین کا تناسب، اور ریفلکس کا تناسب کے کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن کے عمل پر پڑنے والے اثرات کا جائزہ لیا گیا۔ تجربات کے ذریعہ کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن ٹاور میں بہترین آپریشنل پیرامیٹرز معلوم کئے گئے: فیڈ کا درجہ حرارت 65°C، ریفلکس کا تناسب 1.0، ٹاور کے اوپری حصے کا درجہ حرارت 60°C، ٹاور کے اوپری حصے کا دباؤ 0.243 MPa، ٹاور کے نچلے حصے کا درجہ حرارت 113°C، اور ٹاور کے نچلے حصے کا دباؤ 0.286 MPa۔ ان آپریشنل پیرامیٹرز کے تحت، C5 اولیفین کی کُل تبدیلی کی شرح 82.5%، جبکہ C6 اولیفین کی کُل تبدیلی کی شرح 71.0% رہی۔ ایتھرائزڈ اور ہائبرڈائزڈ پیٹرول کے تجزیے سے پتا چلا کہ ایتھرائزڈ FCC پیٹرول کی اوکٹین ویلیو میں 1 سے 1.6 یونٹ کا اضافہ ہوا، الیفینز کی مقدار میں 12.8 فیصد کمی واقع ہوئی، جبکہ سیچوریٹڈ بخار دباؤ میں 18.8 کیلوپاسکل کی کمی ہوئی۔ اس مقالے میں، تجرباتی تحقیقات کی بنیاد پر، یہ فرض کیا گیا ہے کہ سالانہ 100,000 ٹن FCC ہلکے پٹرول کی تیاری کے لئے ایک صنعتی پلانٹ قائم کیا جائے۔ اس پلانٹ کے عملی نظام کا حساب لگانے سے پتا چلا کہ کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن ٹاور میں نظریاتی طور پر 30 ٹاور پلیٹس ہوں گی، فیڈنگ پلیٹ کی پوزیشن 27 ہوگی، ردِعمل کے لئے استعمال ہونے والے حصوں کی تعداد 12 سے 26 ہوگی، جبکہ فیڈنگ کا درجہ حرارت 65°C سے 73°C کے درمیان ہوگا۔ C کی واپسی کی شرح 4-5.4 کے درمیان ہے، جبکہ D/F کی شرح 0.7-0.8 کے درمیان ہے۔ کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن ٹاور میں کیٹالیسٹ کی اونچائی 1.54 میٹر ہے، جبکہ ٹاور کا قطر 2.5 میٹر ہے۔ ان حسابات کے نتائج کو FCC لائٹ گیسولین کی کیٹالیٹک ڈسٹیلیشن کے لئے صنعتی ڈیزائن کے لئے تکنیکی بنیاد کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ 【اہم الفاظ】: کیٹلیٹک ڈسٹلیشن کینیٹکس کا ایسپین پلس سمولیشن کیلکولیشن اور کیٹلیٹک کریکنگ لائٹ پٹرول کی ایتھریفیکیشن [ڈگری گرانٹنگ یونٹ]: لانژو جیاؤٹونگ یونیورسٹی [ڈگری لیول]: ماسٹر ڈگری [سال سے نوازا گیا]: 2012 [درجہ بندی نمبر]: TE624.48 【کیٹلاگ】: خلاصہ 4-6 Abstract6-12 تعارف 12-25 1.1 تعارف 12-13 1.2 غیر ملکی FCC لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 13-19 1.2.1 کیٹلیٹک لائٹ گیسولین ایتھریفیکیشن مصنوعات کی خصوصیات گیسولین ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 15-16 1.2.4 IFP لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 16-17 1.2.5 CDTECH لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 17-18 1.2.6 SPA لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 18 1.2.7 ARCO لائٹ گیسولین ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی ٹیکنالوجی 19-23 1.3.1 کیلو پیٹرو کیمیکل ریسرچ انسٹی ٹیوٹ لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 19-20 1.3.2 فوشن پیٹرو کیمیکل کمپنی کی لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 20-21 1.3.3 چائنا پیٹرولیم اینڈ پیٹرو کیمیکل ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کی لائٹ گیسولین ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 2.4. سادہ ایتھریفیکیشن ٹیکنالوجی 22-23 1.4 موضوع کی بنیاد اور بنیادی مواد 23-25 2 TAME 25-32 کی ترکیب کے لیے isopentene اور methanol کے Etherification کے رد عمل کینیٹکس TAME 25-28 2.1.1 کی ترکیب سازی کے تجرباتی اصول 25-26 2.1.3 کائنےٹک تجربات اور تجزیہ کے طریقے 26 2.1.4 وقت کے ساتھ ہر جزو کے مواد میں تبدیلیاں 26-27 2.1.5 TAME مواد پر درجہ حرارت کا اثر 27-28 2.2 کائنےٹک مساوات کا قیام 28-31 equation 28-312323 ٹیسٹ۔ خلاصہ 31-32 3 ایف سی سی لائٹ گیسولین ایتھریفیکیشن کیٹلیٹک ڈسٹلیشن پروسیس ٹیکنالوجی ریسرچ 32-57 3.1 لائٹ گیسولین ایتھریفیکیشن کیٹلیٹک ڈسٹلیشن ری ایکشن اصول اور عمل 32-35 3.1.1 لائٹ پٹرول اور میتھانول ایتھریفیکیشن ری ایکشن اصول 32-33 3.1. 33-34 3.1.3 تجرباتی آلات 34 3.1.4 تجزیاتی طریقے 34-35 3.1.5 ٹیرٹ-پینٹین کی تبدیلی کی شرح کا حساب کتاب 35 3.1.6 ایتھریفائیڈ مصنوعات کا مقداری تجزیہ کا طریقہ 35 3.2 لائٹ گیسولین ڈسائلیٹک میٹریل اور کیٹالیشن 35-38 3.2.1 ایف سی سی پٹرول 35-37 3.2.2 میتھانول 37 3.2.3 مضبوط تیزابی رال ایتھریفیکیشن کیٹالسٹ 37-38 3.2.4 کیٹیلیٹک ڈسٹلیشن ٹاور کا کیٹلیسٹ لوڈنگ 38-45 3.3.1 کٹنگ اثر پر ٹرے کی تعداد کا اثر 39-40 3.3.2 کاٹنے کے اثر پر فیڈ پلیٹ کی پوزیشن کا اثر 40-41 3.3.3 کاٹنے کے اثر پر آپریٹنگ دباؤ کا اثر 41 3.3.4 ریفلوکس کا اثر و رسوخ 3.3.4 کٹنگ اثر کا تناسب 3.41 کا اثر کٹنگ اثر پر ٹاور ٹاپ ریکوری ریٹ 42 3.3.6 کٹنگ کے نتائج 42-45 3.3.7 خلاصہ 45 3.4 LNEH-1 کیٹلیسٹ کی سلیکٹیو ہائیڈروجنیشن پرفارمنس 45-48 3.4.1 ری ایکشن ٹائم کا اثر درجہ حرارت کی سلیکٹیو ہائیڈروجنیشن پرفارمنس پر ری ایکشن ٹائم کا اثر۔ کیٹالسٹ کی ہائیڈروجنیشن اور آئسومرائزیشن کی کارکردگی 46-47 3.4.3 47-48 کی سلیکٹیو ہائیڈروجنیشن اور آئیسومرائزیشن کی کارکردگی پر مائع جگہ کی رفتار کا اثر 47-48 3.4.4 خلاصہ 48 3.5 ایف سی سی لائٹ پٹرول فکسڈ بیڈ پری ایتھریفیکیشن کا اثر لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن پر رفتار 48-49 3.5.2 لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن پر ری ایکشن ٹمپریچر کا اثر 49-50 3.5.3 لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن پر اوائل ٹو الکحل ریشو کا اثر 50-51 3.5.4 لائٹ پٹرول پری ایتھریفیکیشن ٹیسٹ کے نتائج 552 ملی میٹر۔ کیٹلیٹک لائٹ گیسولین ڈسٹلیشن ڈیپ ایتھریفیکیشن ٹیسٹ 52-57 3.6.1 کیٹلیٹک ڈسٹلیشن ٹاور ڈیپ ایتھریفیکیشن خام مال اور آپریٹنگ پیرامیٹرز 52-53 3.6.2 الکحل اینی موازنہ C_5 فعال اولیفین کی تبدیلی کی شرح کا اثر 53-54 3.6.3 C پر ریفلکس تناسب_5 فعال اولیفین کی تبدیلی کی شرح کا اثر 54-55 3.6.4 کیٹلیٹک ڈسٹلیشن ڈیپتھ ایتھریفیکیشن ٹیسٹ کے نتائج 55-56 3.6.5 خلاصہ 56-57 4 کاتلیٹک کریکنگ بلینڈڈ گیسولین پراپرٹیز کا تجزیہ اور پیمائش کے نتائج 57 4.2 ملاوٹ شدہ پٹرول کی مصنوعات اور خام مال کی طبعی خصوصیات کا موازنہ 57-58 4.3 خلاصہ 58-60 5 100,000t/aFCC لائٹ پٹرول ایتھریفیکیشن کیٹلیٹک ڈسٹلیشن یونٹ پروسیس فلو سمولیشن کیلکولیشن 60-64 5.cal simulation 60-64 5.cal simulation 5.61-calculation سوفٹ ویئر۔ پلیٹوں کی تعداد کے ساتھ درجہ حرارت کی تقسیم 60-61 5.1.2 پلیٹوں کی تعداد کے ساتھ گیس مائع مرحلے کے بڑے پیمانے پر بہاؤ کی شرح کی تقسیم 5.1.3 C_پلیٹوں کی تعداد 61-62 5.1.4 C کے ساتھ 5 ترتیری کاربن اولیفنز اور TAME کے بڑے پیمانے پر مواد کی تقسیم_پلیٹ نمبر 62-63 کے ساتھ ترتیری کاربن اولیفنز اور THXME ماس مواد کی تقسیم 5.2 خلاصہ 63-64 نتیجہ 64-66 اعترافات 66-67 حوالہ جات 67-71 ڈگری مطالعہ کے دوران تحقیق کے نتائج 71