لیست تجهیزات در پالایشگاه و پتروشیمی
لیست تجهیزات در پالایشگاه و پتروشیمی
بیشتر تجهیزات مورد استفاده در صنایع پالایش و فرآوری به عنوان تجهیزات فرآیند شناخته می‌شوند. هر تجهیزات فرآیندی برای انجام یک کار خاص طراحی شده است.
تجهیزات به کار رفته در پالایشگاه و پتروشیمی برای کاربردهای مختلفی مانند ذخیره سازی، کنترل جریان، و نگهداری واکنش های شیمیایی به کار برده می‌شوند.
تجهیزات در پالایشگاه و پتروشیمی به دو دسته کلی تقسیم بندی می شوند:
- تجهیزات ثابت
- تجهیزات دوار
تجهیزات ثابت به هر قطعه ای از تجهیزات فرآیند گفته می شود که هیچ حرکتی نداشته باشند. به این تجهیزات که گاهی تجهیزات استاتیک هم گفته می شود شامل موارد زیر می شوند:
- مبدلهای حرارتی
- پایپینگ
- تانک های ذخیره سازی
- شیر
- دستگاه های کاهنده فشار
- بویلر (دیگهای بخار)
- کوره و هیتر
- خطوط لوله
تجهیزات دوار به طور کلی به تجهیزات پردازشی گفته می‌شود که حرکت یا چرخش دارند. این تجهیزات اغلب برای پردازش مایعات در سیستم‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و شامل موارد زیر می‌شوند:
- توربین
- پمپ
- کمپرسور
- موتور
- گیربکس
در هنگام طراحی تجهیزات فرآیند، باید به نوع محیطی که تجهیزات در آن به کار برده می‌شوند توجه شود. مهم است که تجهیزات به کار برده شده در برابر خوردگی و یا سایر سازوکارهای آسیب زا در آن محیط خاص مقاوم باشند. همچنین در هنگام طراحی باید بازرسی و نگهداری مناسب به منظور اطمینان از ایمنی و عملکرد درست تجهیزات در طول عمر آنها در نظر گرفته شود.
تجهیزات ثابت در پالایشگاه و پتروشیمی
۱- مبدلهای حرارتی
مبدلهای حرارتی از سری تجهیزات فرآیند هستند که برای حداکثر کردن کارایی انتقال حرارت بین دو دستگاه یا سیال مختلف طراحی و ساخته شده اند. در اکثر فرآیندهای صنعتی، از بین رفتن گرما باعث افزایش مصرف و ناکارآمدی می شود.
مبدل حرارتی چیست؟
مبدل حرارتی گرما را دریافت کرده و از آن مجدداً استفاده می کند. بدون مبدل، گرما در محیط زیست آزاد شده و اتلاف می‌شود.
مبدلهای حرارتی، امکان عبور مایع داغ از کنار مایعی سرد را بدون مخلوط شدن این دو مایع با یکدیگر را فراهم می‌کنند. گرما از مایع گرم به سرد منتقل می‌شود، مایعات سرد گرم می‌شوند و مایعات گرم خنک می شوند. بنابراین در این دستگاه ها گرما اتلاف نمی شود، بلکه منتقل شده و مجددا استفاده می‌شود.
این دو سیال یکی از لوله ای باریک عبور می‌کند و سیال دیگر اطراف لوله را احاطه می‌کند. مبدلهای حرارتی انواع مختلفی دارند و با توجه به مشخصات سیستم باید مناسب ترین مدل را انتخاب کنید. در حالت کلی می‌توان به سه دسته کلی تقسیم بندی کرد:
- مبدلهای جریان موازی شامل دو مایع مختلف می‌شوند که از یک سمت وارد مبدل شده و در یک جهت جریان پیدا می‌کنند.
- در مبدلهای حرارتی مخالف یا ناهمسو، مایع سرد از یک جهت و مایع گرم از جهت دیگر وارد مبدل می‌شوند و از کنار یکدیگر عبور می‌کنند. این مبدلها در انتقال حرارت کارآمدتر از سایر مدل‌ها هستند.
- مبدل حرارتی متقاطع مایع سرد و گرم به صورت عمود با یکدیگر برخورد پیدا می‌کنند و گرما در محل تقاطع مبادله می‌شود.
– پایپینگ
امن ترین راه انتقال گازها و مایعات در سراسر کشورها یا بین تجهیزات در سیستم های تولیدی استفاده از خطوط لوله است. هر واحد فرآوری شامل مواد اولیه و سیالاتی می‌شود که نیاز به انتقال از یک نقطه به نقطه دارند. پایپینگ وسیله انتقالی جابه جایی مایعات و گازها در پالایشگاه ها و کارخانه های پردازش شیمیایی است.
اجزای به کار رفته در سیستم پایپینگ با توجه به نوع موادی که در حال انتقال هستند و شرایط محیطی می تواند استیل، چدن، مس، پلاستیک و … باشند. لوله های سیستم پایپینگ معمولا با فلنج و یا با جوش به یکدیگر متصل می شوند.
تفاوت عمده خطوط لوله با پایپینگ در این است که خطوط لوله برای انتقال مواد در یک فاصله طولانی بین دو تاسیسات جداگانه یا توزیع به کار می رود. در حالی که سیستم پایپینگ برای انتقال گازها و مایعاتی مانند آب یا مواد شیمیایی در یک واحد صنعتی به کار می رود. در ادامه چند استاندارد مهم‌تر سیستم پایپینگ را ذکر خواهیم کرد.
استانداردهای مهم در سیستم پایپینگ
- API 570 ، کد بازرسی پایپینگ ( بازرسی، تعمیرات، و تغییرات در سرویس سیستم لوله کشی) این استاندارد راهنمای مناسبی برای تشخیص این است که کدام پایپینگ تطابق بیشتری با CUI دارد.
- API RP 574 ، روش بازرسی برای قطعات سیستم لوله کشی، این استاندارد شیوه بازرسی پایپینگ، تیوب، شیرها و اتصالات را بررسی می کند.
- API RP 578 ، تاییدیه متریال های جدید و موجود در سیستم پایپینگ، دستورالعملی برای تضیمن مواد و کیفیت در سازگاری با آلیاژ سیستم پایپینگ.
- API RP 583 ، خوردگی زیر عایق و ضد حریق، که شامل طراحی، تعمیر و نگهداری، بازرسی و روش های رسیدگی به CUI های خارجی که در لوله های تحت فشار، مخازن ذخیره سازی و کوره ها کاربرد دارد.
- ASME PCC-2 ، تعمیر تجهیزات فشار و لوله کشی، روشهایی برای تعمیرات تجهیزات و پایپینگ در محدوده کدها تکنولوژی فشار ASME
- ASTM STP 880 ، خوردگی فلزات عایق حرارتی، که اطلاعات مربوط به مشکلات خوردگی در تجهیزات عایق کاری حرارتی و اجزای لوله کشی در صورت مرطوب شدن اجزا ارائه می دهد.
۳-تانک ذخیره سازی
مخازن، ظروف بزرگی هستند که معمولا از فلز ساخته شده و بر روی زمین نصب می شوند، و به گونه ای طراحی شده اند که به طور موقت مایعات یا گازهای مختلفی را ذخیره کنند. مخازن را می توان برای نگهداری موادهای مختلفی به کار برد از آب تا نفت خام یا محصولات شیمیایی مختلف.
یکی از استانداردهایی که بر روی این تانک ها اعمال می شود API 653 است ، بازرسی تانک، تعمیرات، تغییرات، و بازسازی. این استاندارد را موسسه نفتی آمریکا(American Petroleum Institute) تهیه و منتشر کرده است. تا قبل از سال 2000 تنها استانداردی که برای مخازن ذخیره سازی اعمال می شد، API 653 بود.
۴- ولو
ولو یا شیرآلات صنعتی برای تنظیم مایعات در سیستم به کار می روند. مواد عبوری از تاسیسات و سیستم های صنایع پتروشیمی برای محیط زیست و افرادی که با آن در تماس هستند خطرناک است. بنابراین مهم است در هنگام طراحی سیستم از شیری استفاده کنید که نشتی نداشته باشد. از شیرهای رایج در صنعت نفت و گاز می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- شیر کنترلی
- باترفلای ولو یا شیر پروانه ای
- بال ولو یا شیر توپی
- چک ولو یا شیر یکطرفه
- گلوب ولو یا شیر کروی
متریال شیرهای به کار رفته با توجه به نوع سیال عبوری از آن مشخص می شود. متریال بدنه می تواند فولاد، چدن، استیل 304، استیل 316، مونل و… باشد، که با توجه به میزان خورندگی و سایر مشخصات سیال باید انتخاب شود.
۵- دستگاه کاهنده فشار
دستگاه های کاهنده فشار (Pressure Relieving Devices) از تجهیزات ثابت در پالایشگاه‌ها، کارخانه‌های شیمیایی و سایر سیستم‌های مشابه صنعتی هستند که برای آزاد سازی فشارهای زیاد ورودی در موارد ضروری به کار می‌روند.
این دستگاه‌ها را می توان برای گاز، بخارآب ، مایعات یا بخار مایعات به کار برد. عملکرد صحیح دستگاه‌های کاهنده فشار برای محافظت از اپراتور کارخانه‌ها و تجهیزات ضروری است، حوادث غیرمترقبه ناشی از فشارهای بالا می‌تواند باعث آسیب به تجهیزات، از بین رفتن کنترل و در نتیجه قطعی کل سیستم شود.
شیر اطمینان و ریلیف ولو
از رایج ترین دستگاه‌های کاهنده فشار می توان به شیر اطمینان Pressure Safety Valves و ریلیف ولو Pressure Relief Valves اشاره کرد. این شیرها در اندازه‌ها و ابعاد مختلفی به بازار عرضه شده‌اند و با تخلیه گازها و مایعات از یک مسیر فرعی، مانع از افزایش فشار از مقدار ایمن تعیین شده می‌شوند.
بیشتر شیرهای کاهنده فشار به صورت خودکار عمل می‌کنند، با رسیدن به آستانه یا فراتر رفتن فشار از مقدار تعیین شده، عمل می‌کنند و مقدار فشار سیستم را به سطح قابل قبولی باز می‌گردانند.
در بسیاری از کشورها، صنایع نیاز به استفاده از شیرهای کاهنده فشار، لوله های تحت فشار، پایپینگ و سایر تجهیزات دارند. استانداردهایی که معمولا برای عملکرد ایمن این تجهیزات نیاز است، عبارتند از:
- API RP 520
- API RP 521
- API RP 526
- API RP 527
- ASME PD 583
- ISO 4126-1:2013
۶- بویلر یا دیگ بخار
بویلر یا دیگ بخار، مخزنی است که برای تبدیل آب داخل مخزن به بخار استفاده می‌شود. بویلر از انرژی شیمیایی ناشی از احتراق منابع سوختی مانند نفت یا گاز برای تولید گرما استفاده می‌کند. گرما سپس به آب منتقل می شود و فشار آب افزایش پیدا می‌کند و در نهایت مایع به بخار تبدیل می شود.
بویلرها یکی از اساسی‌ترین تجهیزات در پالایشگاه‌ها و کارخانه‌های فرآوری مواد شیمیایی هستند. و یکی از مهمترین تجهیزات برای عملکرد ایمن در یک سیستم صنعتی هستند. دیگهای بخار به دو دسته اصلی تقسیم بندی می شوند:
- دیگ بخار واتر تیوب Water-Tube Boilers
- دیگ بخار فایر تیوب Fire-Tube Boilers
دیگ های بخار واترتیوب
در سیستم هایی با فشارهای بالا معمولا به کار می‌روند. در این مدل دیگ‌ها، آب درون لوله جریان پیدا می‌کند و آتش به صورت مستقیم به لوله‌ها برخورد می‌کند.
دیگ های بخار فایرتیوب
در این مدل از دیگهای بخار، گازهای داغی که از آتش عبور کرده‌اند از یک یا تعدادی لوله که در یک کانتینر آب نصب شده‌اند عبور می‌کند. گرمای گاز به دلیل هدایت حرارتی از دیوارهای لوله به آب منتقل می‌شود، آب گرم می‌شود و نهایتاً آب تبدیل به بخار می‌شود.
۷- پایپ لاین یا خطوط لوله
خطوط لوله از لوله‌های فلزی و پلاستیکی با اندازه‌های مختلفی تشکیل شده است که برای حمل و نقل نفت خام، فرآورده‌های نفتی تصفیه شده و گاز طبیعی مایع از مناطق تولیدی به پالایشگاه‌ها و سایر شرکت های فناوری استفاده می‌شوند. پایپ لاین‌ها سالانه میلیاردها بشکه نفت خام و سایر فرآورده‌های نفتی را حمل می‌کنند. این مایعات با استفاده از ایستگاه‌های پمپاژی که به صورت متناوب در طول خط لوله قرار گرفته اند انتقال پیدا می‌کنند.
خطوط لوله به دو دسته اصلی تقسیم بندی می‌شوند: خطوط لوله نفت مایع و خطوط لوله گاز طبیعی. خطوط لوله نفت برای انتقال موادی مانند نفت خام و سایر فرآورده های نفتی تصفیه شده به کار می‌روند.
خطوط لوله گاز طبیعی برای انتقال گاز طبیعی، معمولا برای گاز رسانی به خانه‌ها و مشاغل، استفاده می‌شوند. اگر نفت و گاز را به عنوان خون در زندگی مکانیزه امروزی در نظر بگیریم، خطوط انتقال شریان‌ها و رگ‌های آن هستند.
البته باید توجه داشت که اگرچه این خطوط برای گسترش شبکه جهانی نفت و گاز ضروری هستند، اما چالش‌های بزرگی نیز ایجاد می کنند. خطوط لوله ممکن است با طول هزاران مایل از زیر اقیانوس‌ها، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، کوه‌ها و همچنین مناطق پرجمعیت شهری نیز عبور کنند. بنابراین خطوط لوله باید به طور صحیح مدیریت و نگهداری شوند.
تعمیر و نگهداری، بازرسی و تمیز سازی خطوط لوله باید با بهترین روش‌ها و فن آوری‌های پیشرفته به منظور اطمینان از عملکرد ایمن آنها انجام شود.
۸- کوره و هیتر
هیتر که اغلب به اسم کوره نیز گفته می‌شود، اغلب برای گرم کردن گازها یا مایعات تا دمای مطلوب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
هیترها نقش مهمی در صنعت پتروشیمی و پالایشگاه دارند که تاثیر عمده‌ای بر ایمنی واحد فرآیند، عملکرد درست و اقتصادی آن دارند.