متانول (الکل چوب، متیل الکل) مایعی بدون رنگ با قابلیت حل شدن در آب، ساده‌ترین نوع الکل با فرمول شیمیایی CH3OH است. متانول یکی از اصلی‌ترین محصولات زنجیره ارزش هیدروژن (گاز سنتز) و به عنوان یکی از مواد پایه در صنعت پتروشیمی به صورت گسترده برای تولید مواد شیمیایی نظیر فرمالدهید، استیک اسید، دی متیل تترافتالات و همچنین واحد‌های تبدیل متانول به الفین مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده در حوزه تولید سوخت نیز کاربردهای متفاوتی از جمله اختلاط مستقیم با بنزین و سنتز بنزین از متانول (MTG) را دارد.
متانول از گاز سنتز (هیدروژن، کربن دی اکسید، کربن مونواکسید) تولید می‌شود که گاز سنتز نیز طی فرایندهای مختلف متناسب با دسترسی به خوراک و همچنین هزینه تمام شده از منابع مختلفی از جمله گاز طبیعی، ذغال سنگ و سایر مواد هیدروکربنی تولید می‌شود. در ایران نیز به دلیل وجود منابع گاز طبیعی، گاز سنتز مورد نیاز واحد‌های تولید متانول و همچنین سایر محصولات زنجیره گاز سنتز در صنعت پتروشیمی و سایر صنایع با استفاده از خوراک گاز طبیعی تامین می‌شود. (برای مطالعه مقاله “مروری بر فرایندهای تولید گاز سنتز (مبتنی بر گاز طبیعی)” اینجا کلیک کنید)
واحد سنتز متانول
در واحد سنتز متانول در ابتدا ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ تولید شده در ریفرمر ثانویه ﭘﺲ از ﮐﻤﭙﺮس ﺷﺪن در ﮐﻤﭙﺮﺳﻮر ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺧﻮراك وارد ﮔﺎز در ﮔﺮدش ﭼﺮﺧﻪ ﺳﻨﺘﺰ ﻣﺘﺎﻧﻮل ﻣﯽﺷﻮد. ﻣﺨﻠﻮط ﮔﺎز در ﮔﺮدش ﭘﺲ از ﭘﯿﺸﮕﺮم ﺷﺪن در فشار 100-110 بار و دمای 200-300 درجه سانتیگراد وارد راﮐﺘﻮر ﺳﻨﺘﺰ ﻣﺘﺎﻧﻮل ﺷﺪه ﮐﻪ در اﯾﻦ راﮐﺘﻮر، ﻫﯿﺪروژن، ﻣﻨﻮاﮐﺴﯿﺪﮐﺮﺑﻦ و دي‌اﮐﺴﯿﺪﮐﺮﺑﻦ ﻃﺒﻖ واﮐﻨﺶﻫﺎي زﯾﺮ ﺑﻪ ﻣﺘﺎﻧﻮل ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. ﻧﺴﺒﺖ ﻫﺎي ﻣﻬﻢ در واﮐﻨﺶ ﺳﻨﺘﺰ راﮐﺘﻮر شامل؛ ماژول عدد گاز سنتز، نسبت کربن مونواکسید به کربن دی‌اکسید و میزان گاز بی اثر در سیکل گاز است.
عدد گاز سنتز جهت تولید متانول در بهینه‌ترین ﺣﺎﻟﺖ ﺑﺎﯾﺪ روي ﻋﺪد 2 ﻧﮕﻪ داﺷﺘﻪ ﺷﻮد. ﻧﺴﺒﺖ CO/CO2 نیز از آن جهت دارای اهمیت است که نسبت‌های ﺑﺎﻻﺗﺮ ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ واﮐﻨﺶ (Reaction Rate)، اﻓﺰاﯾﺶ ﺿﺮﯾﺐ ﺗﻮﻟﯿﺪ در ﻫﺮ ﻣﺮﺣﻠﻪ (Conversion per Pass)، ﮐﻢ ﺷﺪن ﻣﯿﺰان ﺗﻮﻟﯿﺪ آب و ﮐﻢ ﺷﺪن ﺳﺮﻋﺖ ﻏﯿﺮ ﻓﻌﺎل ﺷﺪن ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺖ (Catalyst Deactivation Rate) ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. ﻣﯿﺰان ﮔﺎز ﺑﯽ اﺛﺮ (Inert Gas) ﻧﯿﺰ در ﺻﻮرت زﯾﺎد ﺷﺪن آن ﻓﺸﺎر ﺑﺨﺎر ﺟﺰﺋﯽ واﮐﻨﺸﮕﺮ ﻫﺎ ﭘﺎﯾﯿﻦ رﻓﺘﻪ و ﺳﺮﻋﺖ واﮐﻨﺶ ﮐﻢ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ. ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﮔﺎزﻫﺎي بی اثر ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از ﻣﺘﺎن، آرگون و ﻧﯿﺘﺮوژن.
در ﺷﮑﻞ زیر ﺷﻤﺎي ﮐﻠﯽ ﻓﺮاﯾﻨﺪﻫﺎي ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﺘﺎﻧﻮل ﺑﺎ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ دوﻣﺮﺣﻠﻪاي (ﺗﺮﮐﯿﺐ رﯾﻔﺮﻣﯿﻨﮓ ﺑﺨﺎر و رﯾﻔﺮﻣﯿﻨﮓ اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل) را ﻧﺸﺎن ﻣﯽ دﻫﺪ.
راﮐﺘﻮر ﺳﻨﺘﺰ ﻣﺘﺎﻧﻮل ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه از ﻟﻮﻟﻪﻫﺎي ﭘﺮﺷﺪه از ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺖ ﺟﻬﺖ اﻧﺠﺎم واﮐﻨﺶ و ﭘﻮﺳﺘﻪ (Shell) ﺑﺮاي ﺟﺬب ﮔﺮﻣﺎي واﮐﻨﺶ اﯾﺠﺎد ﺷﺪه در ﻟﻮﻟﻪﻫـﺎي ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺘﯽ ﮐﻪ ﺑﺮاي اﯾﻦ ﻋﻤﻞ از آب اﺷﺒﺎع اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد. ﮔﺎز ﺧﺮوﺟﯽ از راﮐﺘﻮر جهت جداسازی فاز گاز و مایع اﺑﺘﺪا وارد ﻗﺴﻤﺖ ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪه ﻓﺸﺎر ﺑﺎﻻ (HP Separator) و ﺳﭙﺲ ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪه فشار پایین (LPSeparator) ﺷﺪه. ﮔﺎز ﺧﺮوﺟﯽ از ﺑﺎﻻي ﺟﺪاﮐﻨﻨﺪه ﺑﻪ ﻫﻤﺎن ﮔﺎز در ﮔﺮدش ﺑﺮﮔﺸﺘﻪ و ﻣﺎﯾﻊ ﮐﻪ ﻫﻤﺎن ﻣﺘﺎﻧﻮل، آب و ﻣﺤﺼﻮﻻت ﺟﺎﻧﺒﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪي ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ ﺑﻪ ﻗﺴﻤﺖ ﺗﻘﻄﯿﺮ ﻓﺮﺳﺘﺎده ﻣﯽﺷﻮد.
واحد خالص‌سازی متانول
جریان محصول تولید شده در بخش سنتز ﺷﺎﻣﻞ، ﻣﺘﺎﻧﻮل، آب و ﻣﺤﺼﻮﻻت ﺟﺎﻧﺒﯽ (واﮐﻨﺶ اﺗﺎﻧﻮل و اﻟﮑﻞﻫﺎي ﺳﻨﮕﯿﻦﺗﺮ، اﺳﺘﻦ و ﻣﺘﯿﻞ ﻓﺮﻣﺎت) است که در ﺳﻪ ﺑﺮج ﺗﻘﻄﯿﺮ ﮐﻪ ﺑﺼﻮرت ﺳﺮي ﺑﻪ ﯾﮑﺪﯾﮕﺮ ﻣﺘﺼﻞ ﺷﺪه‌اﻧﺪ فرایند جداسازی انجام شده و متانول خالص به عنوان محصول نهایی بدست می‌آید.
اﯾﻦ ﺑـﺮجﻫﺎ ﺑﻪ ﺗﺮﺗﯿـﺐ ﺑﻪ ﻧﺎم‌های ﺑﺮج ﺗﺜﺒﯿﺖ ﮐﻨﻨﺪه [1] (جهت گاز زدایی)، ﺑﺮج ﻣﺘـﺎﻧﻮل ﻓﺸـﺎر ﭘﺎﯾﯿـﻦ [2] (جداسازی محصولات جانبی با دمای جوش پایین تر از متانول) و ﺑﺮج ﻣﺘﺎﻧﻮل ﻓﺸﺎر ﻣﺘﻮﺳﻂ [3] (جداسازی محصولات با دمای جوش بالاتر از متانول) است.
در ﺑﺮج اول (Stabilizer Column)، در اﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻓﺸﺎر جریان ﻣﺘﺎﻧﻮل ﺧﺎم در یک فلاش درام کاهش یافته و ﺑﺎﻋﺚ آزاد ﺷﺪن ﮔﺎزﻫﺎي ﺣﻞ ﺷﺪه در ﻣﺘﺎﻧﻮل ﻣﯽﮔﺮدد. ﮔﺎزﻫﺎي ﺟﺪاﺷﺪه ﺟﻬﺖ ﺳﻮﺧﺖ ﺑﻪ واﺣﺪ رﯾﻔﺮﻣﺮ ارﺳﺎل و ﻣﺘﺎﻧﻮل ﺧﺎم و سایر الکل‌های سنگین‌تر موجود در جریان فوق وارد ﺑﺮج ﺗﻘﻄﯿﺮ اوﻟﯿﻪ (LP MeOH) ﻣﯽ ﮔﺮدد. در برج تقطیر اولیه ابتدا ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺗﻨﻈﯿﻢ (PH)، ﻣﻘﺪار ﮐﻤﯽ ﺳﻮد ﺳﻮزآور ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻣﺎﯾﻊ و ﺑﻪ پایین ﺑﺮج ﺗﺰرﯾﻖ ﻣﯽﮔﺮدد سپس ﻗﺴﻤﺘﯽ از ﻣﺘﺎﻧﻮل ﺧﺎﻟﺺ از ﺑﺎﻻي ﺑﺮج ﺧﺎرج ﺷﺪه و ﻗﺴﻤﺘﯽ از آن ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه آب و اﻟﮑﻞﻫﺎي ﺳﻨﮕﯿﻦﺗﺮ ﺑﻪ ﺑﺮج ﺳﻮم (HP MeOH) وارد ﻣﯽﺷﻮد ﺗﺎ ﺑﻘﯿﻪ ﻣﺘﺎﻧﻮل در اﯾﻦ ﺑﺮج از ﺑﺎﻻ ﺧﺎرج ﺷﻮد. محصولات ﺑﺎ دﻣﺎي ﺟﻮش ﺑﺎﻻ ﮐﻪ ﻋﻤﺪﺗﺎً ﺷﺎﻣﻞ آب و الکل‌های ﺳﻨﮕﯿﻦ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ در برج‌های ﺗﻘﻄﯿﺮ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر و اﺗﻤﺴﻔﺮﯾﮏ ﺟﺪا ﻣﯽﮔﺮدد. ﻧﺰدﯾﮏ 45 درﺻﺪ ﻣﺘﺎﻧﻮل در ﺑﺮج ﺗﻘﻄﯿﺮ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﺗﻘﻄﯿﺮ ﻣﯽﮔﺮدد. اﺗﺎﻧﻮل و اﻟﮑﻞﻫﺎي ﺳﻨﮕﯿﻦﺗﺮ از ﺳﯿﻨﯽﻫﺎي اﻧﺘﻬﺎي ﺑﺮج و آب از ﺗﻪ ﺑﺮج ﺧﺎرج ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ.
مراجع
[1] Stabilizer Column
[2] LP MeOH Column
[3] MP MeOH
