Eşleştirme Projesi tr 08 ib en 03

3.7İzomerizasyon

Amaç ve prensipler

İzomerizasyon, orijinal molekülde herhangi bir ekleme veya çıkarma yapmadan bir molekülün dizilimini değiştirmek için kullanılır. Tipik olarak, düşük moleküler ağırlıklı parafinler (C4-C6) çok daha yüksek bir oktan indeksine sahip izoparafinlere dönüştürülür. Aynı zamanda olefinlerin izomerizasyonu da bu bölümdeele alınmıştır.

Şarj ve ürün akımları

İzomerizasyon ünitelerinin tipik besleme stokları herhangi bir bütan, pentan veya hekzanca zengin besleme akımlarıdır. Bu akımlarıhidrojen ile muameledengeçirilmiş nafta, direkt destilasyon ürünü hafif nafta, hidrokrakerden hidrokraker çıkan hafif nafta, hafif reformat, koklaştırıcı hafif nafta ve bir aromatik ekstraksiyon ünitesinden çıkan hafif arıtma ürünakımıdır. C5/C6 izomerizasyon ünitesinin besleme akıntısı normalde mümkün olduğunca çok C5/C6 ve en az seviyede heptan ve daha ağır bileşikler içerecek şekilde fraksiyonlanmıştır.

Prosesin açıklaması

Şekil xx'te hidrojen ve hidrokarbon geri dönüşüm sistemine sahip bir düşük sıcaklık izomerizasyon ünitesinin basitleştirilmiş proses akış diyagramı gösterilmiştir. İzomerizasyon reaksiyonları hidrojen ve katalizör varlığında gerçekleşir. Hidrojen atmosferi, düşük bir hidrojen tüketimiyle katalizör üzerindeki karbon çöküntülerini(deposit) en aza indirmek için kullanılır. Reaksiyonlar normalde iki reaktörde seri olarak gerçekleşir. İki reaktörlü şemanın bir avantajı, reaksiyonları kinetik olarak tahrik etmek için ilk reaktörün daha yüksek sıcaklıklarda çalıştırılabilirken, istenen ürünleri denge dönüşümüne daha yakın bir konuma itmek için geri reaktörün daha düşük sıcaklıklarda çalıştırılabilmesidir.

Şekil xx: Bir izomerizasyon ünitesinin basitleştirilmiş proses akış diyagramı

Üç izomerizasyon katalizör teknolojisine dayanan birçok izomerizasyon proses tasarımı mevcuttur; bu tasarımlar hidrojen geri dönüşümü ve/veya hidrokarbon geri dönüşümü sistemi ile veya bunlar olmaksızın çalışacak biçimde daha da özelleştirilebilir.

(Daha fazla bilgi için bkz. METReferans Dokümanı, Bölüm 2.16)

3.82Vis-kırma ve diğer termal dönüşümler

3.8.1Vis-kırma

Amaç ve prensipler

Vis-kırma, atmosferik veya vakum rezidigaz, nafta, destilatlar ve katrana dönüştüren iyice anlaşılmış katalitik olmayan bir termal prosestir. Büyük hidrokarbon moleküllerini daha küçük, daha hafif moleküllere kırmak için ısı ve basınç kullanılır.

Vakum rezid doğrudan ağır akaryakıt havuzuna karıştırıldığında ağır akaryakıtların viskozite spesifikasyonlarına uymak için önemli miktarlarda kesici stoğu (cutter stock) (normalde yüksek değerde gazyağı) ile karıştırılması gerekir. Vakum rezidi nispeten ılıman koşullarda termal olarak kırarak, beslemenin yaklaşık %10 – 15'i daha hafif fraksiyonlara kırılır ve daha da önemlisi vakum rezidin viskozitesi önemli ölçüde azalır. Bu nedenle, termal kırıcı ünitesine normalde ‘vis-kırıcı’ gazyağı ünitesi denir.

Şarj ve ürün akımları

Tipik olarak besleme stokları ham petrol distilasyon ünitesinden gelen atmosferik rezid, vakum distilasyon ünitesinden gelen vakum rezid, ağır gazyağları veya vakum gazyağları veya karışımlardır. Bu proseste, besleme stoğunun sadece bir kısmı dönüştürülür ve büyük bir miktarı rezid dönüştürülmeden kalır. Termal kırma prosesinde herhangi bir katalizör kullanılmadığından besleme stoğunun metaller ve sülfür açısından kalitesi kritik değildir. Önemli miktarda gaz üretilir ve depolamadan önce tüm destilat ürünlerinin daha fazla arıtma ve iyileştirmeden geçirilmesi gerekir.

Prosesin açıklaması

Termal kırma, ağır yağ fraksiyonlarının iyileştirilmesi için kullanılan en eski dönüşüm proseslerinden biridir. Günümüzde bu daha çok vakum rezidin işlenmesinde kullanılır. Şekil xx'te vis-kırıcı ünitesinin basitleştirilmiş bir proses akış diyagramı gösterilmiştir. Kırma şiddetinin kontrolünde en önemli faktör daima akaryakıt havuzuna gönderilen vis-kırılmış rezidin kararlılık ve viskozitesi olmalıdır. Genellikle, sıcaklık veya alıkonma süresindeki bir artış şiddette bir artışa neden olur. Artan şiddet ise daha yüksek gaz artı benzin verimi ve aynı zamanda daha düşük viskoziteye sahip bir kırılmış rezid (akaryakıt) eldesi sağlar. Ancak, aşırı kırma kararsız bir akaryakıt eldesine ve bu da depolama sırasında çamur atık ve tortu oluşumuna neden olur. Termal kırma beslemenin maksimum %20'sini dönüştürür. Atmosferik rezidi işleyen termal kırma ünitelerinin dönüşüm seviyeleri önemli ölçüde daha yüksektir (%35 – 45) ve atmosferik rezidin viskozitesi düşer.

Şekil xx: Bir vis-kırma ünitesinin basitleştirilmiş proses akış diyagramı.

Şarj 500 ºC'nin üzerine çıkana kadar ısıtılır ve sonra yaklaşık 9.65 barg seviyesindeki bir basınçta tutulan bir reaksiyon odasına gönderilir. Reaktör adımından sonra proses akımı bir soğutucu geri dönüşüm akımı ile karıştırılır ve bu kırma reaksiyonlarını durdurur. Sonra ürün bir flaş odasına gönderilir; burada basınç indirgenir ve daha hafif ürünler buharlaşarak çekilir. Daha hafif ürünler ise çeşitli fraksiyonların ayrıldığı bir fraksiyonlama kolonuna gönderilir. Dip tortuları ağır reziddenoluşur ve bunun bir kısmı reaksiyon odasından çıkan soğuk proses akımına geri döndürülür; geri kalan dip tortuları da genellikle artık yakıta karıştırılır.

3.8.2Termal gazyağı ünitesi

Termal gazyağı ünitesi (TGÜ), iki adımlı bir termal kırma ve ardından damıtarak gazyağı ve üretilen nafta bölümleri ayırma yoluyla vakum rezidin dönüşümünü sağlar. Şekil xx'te gösterildiği gibi, ilk termal kırmadan sonra elde edilen ürünler bir siklon içinde ayrılır. Gaz fazı ana damıtma kolonunun flaş bölgesine gönderilir ve istenen kaynama aralıklarına göre ayrılır. Ağır vakum gazyağı (AVGY) ve flaş kolonundan gelen vakum gazyağı (HVGY - Hafif Vakum Gazyağı) ikinci bir termal kırıcı içinde işlemden geçirilir ve kolona geri gönderilir.



Şekil xx: Bir termal gazyağı ünitesinin basitleştirilmiş proses diyagramı

Oluşan vakum flaş kırılmış kalıntı (VFKK) yüksek bir sülfür içeriğine sahiptir ve eğer verimli ve uygun boyutta bir baca gazı temizleme sistemi varsa sadece rafineri güç tesisinde yakıt olarak kullanılabilir.

(Daha fazla bilgi için bkz. METReferans Dokümanı, Bölüm 2.22)