جهت نگارش مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید رزین های نفتی با اطلاعات کاملاً به روز برای سال 1401 ، با فرمت DOC و PDF و با گزارش گیری نرم افزار کامفار ، جهت اخذ مجوز یا ارائه به بانک ، این صفحه را مطالعه نموده و سپس با ما تماس بگیرید . ضمنا میتوانید فایل pdf طرح توجیهی کارخانه تولید رزین های نفتی را که در سال های قبل نگارش شده است را صرفا جهت مطالعه از انتهای صفحه دانلود نمایید.

---

✔️ رزین های نفتی چه موادی هستند و چه خواص و ویژگی هایی دارند !

---

رزین های هیدروکربنی شامل این موارد می باشند :

• رزین های کومارون - ایندن
• رزین های نفتی
• رزین های ترپن
• رزین های حاصل از منومرهای خالص

این رزین ها بوسیله پلیمریزاسیون حرارتی یا کاتالیستی مواد حاصل از پیرولیز زغال سنگ، ترپن، اجزاء نفتی تقطیر و کراک شده و منومرهای الفینی سنتز میشوند. 

رزین های هیدروکربنی به شکل های مختلف از سیال ویسکوز تا جامد سخت وجود داشته و بصورت چیپس یا دانه و حالت مذاب بکار میروند و بسته به کاربرد و نیاز مصرف کننده ، بسیاری از این رزین ها بصورت محلول در حلال های آلی یا روغنی وجود داشته اند .

رزین های هیدروکربنی بصورت های زیر نیز ساخته میشوند :

• امولوسیون آنیونی
• کاتیونی
• غیر یونی

وزن مولکولی متوسط عددی رزین های هیدروکربنی کمتر از 2000 میباشد، رنگ این نوع رزینها از سفید تا قهوهای تیره بوده و رزینهایی که به رنگ سفید هستند بوسیله پلیمریزاسیون منومرهای الفینی خالص یا بوسیله ئیدروژناسیون محصولاتی که به روش کاتالیستی یا حرارتی پلیمریزه میشوند، بدست میآیند. 

اجزاء اصلی تولید کننده در تولید رزین های نفتی، پیپریلن، دی سیکلوپنتا دیان (DCPD) ، استایرن ، ایندن و مشتقات الکیله آنها میباشد.

---

✔️ انواع رزین های هیدروکربنی

---

از زیر مجموعه رزین های هیدروکربنی، رزینهای زیر را می توان نام برد : 

• رزینهای کومارون- ایندین
• رزینهای نفتی
• رزینهای ترپن
• رزینهای تولید شده از منومرهای خالص

✳️ الف ) رزین های کومارون - ایندین 

همانطور که از اسم این رزین مشخص است، این رزین محصول جانبی پروسه کک سازی میباشد که در برش بنزول خام یا حلال های سنگین خام از بالای ستون های پیرولیز خارج میشوند. 

این رزین ها عمدتا بوسیله پلیمریزاسیون کاتیونیک، خوراک هایی مانند ترکیبات آروماتیک ایندین و استایرین و آنالوگ های  آلکیله شده  حاصل میشوند که در واقع مقدار بسیار کمی از کومارون در این نوع خوراک وجود دارد. 

در مقیاس های تجاری پلیمریزاسیون کاتیونی بوسیله اسیدهای قوی پروتیک و همچنین اسیدهای لوئیس مختلف صورت میگیرد. اسید سولفوریک اولین کاتالیست مورد استفاده در تهیه این رزین ها بوده و در تکنولوژی های اخیر پلیمریزاسیون فریدل-کرافت را برای ساخت رزین هایی با رنگ بهتر و نقطه نرمی بالاتر به کار میبرند. 

خوراک های خام معمولا 75-25 درصد ترکیبات فعال دارد که میتوان قبل از عملیات پلیمریزاسیون آن ها را تصفیه کرد و سولفور و اجزای ناخواسته آنها را از آن جدا کرد. 

با استفاده از منومرهایی مثل ایندن و مشتقات الکیله آنها، رزین هایی با نقطه نرمی بیشتر از 150 درجه سانتیگراد بدست می آید .

از رزین های کومارون - ایندن در تهیه این موارد استفاده میکنند :

• کف پوش ها،
• پوشش ها، جوهرهای چاپ،
• چسب ها،
• سفالکاری
• بعنوان کمک فرایند و عوامل پراکنش رنگ در فرمولاسیون لاستیک طبیعی و مصنوعی

✳️ ب ) رزین های نفتی Petroleum Resin

 

رزین نفتی در واقع یک نوع رزین هیدروکربنی و ترموپلاستیکی با وزن مولکولی کم میباشد که از مواد نفتی تقطیر و کراک شده با بخار آب سنتز میشوند. خوراک رزین های نفتی از اجزاء مختلف آلیفاتیک و آروماتیک فعال و غیرفعال تشکیل شده است. این رزین ها بوسیله پلیمریزاسیون خوراک حاوی ترکیبات غیر اشباع توسط سیستمهای کاتالیستی یا حرارتی یا پر اکسید آلی تولید میشود  .

معمولا رزین های نفتی بصورت رزین هایی با پایه C5 ( رزین آلیفاتیک)، پایه C9 (رزین آروماتیک) ، پایه ) C5/C9 رزین آلیفاتیک اصلاح شده با آروماتیک) و پایه ) DCPDرزین سیکلو آلیفاتیک دی ان) وجود دارند که هر کدام دارای خواص متفاوت  و منابع خوراک متنوعی میباشند.     

رزین های نفتی اولیه، بفرم ناپایدار و دارای رنگ و بوی ناخوشایند بودند که با بهبود روش های ساخت ، رزین هایی با رنگ قابل قبول و پایداری بیشتر و نقطه نرمی زیادتر تولید گردید. در مقایسه با پلی اتیلن، پلی پروپیلن، پلی بوتادین، پلی استایرن و غیره، رزین نفتی دارای وزن مولکولی کمتر و رنگ تیره تر میباشد.

امروزه انواع رزین های نفتی بشکل مایع ویسکوز تا جامد شکننده و محدوده رنگ زرد کمرنگ تا قهوهای تیره و دارای خواص متنوع و قابلیت کاربردهای وسیع بدست آمده است.

کد  آیسیک مرتبط با محصولات مورد بررسی ، در طرح توجیهی تولید رزین های نفتی ، عبارتند از :

• کد ایسیک رزین نفتی - پترو رزین : 24131250

شماره تعرفه کمرگی مرتبط با محصولات مورد بررسی ، در طرح توجیهی تولید رزین های نفتی ، عبارتند از :

• رزین های نفت ، رزین های کومارون - آندن, و پلی ترین ها به اشکال اولیه غیرمذکور درجای دیگر : 39111000

استانداردهای مرتبط با رزین ها نفتی عبارت اند از :

• روش استاندارد برای تعیین رنگ رزین ها نفتی (شماره استاندارد : D-1544) (مرجع : ASTM)
• روش استاندارد برای تعیین نقطه نرمی رزین ها نفتی (شماره استاندارد : E28-E67) (مرجع : ASTM)
• روش استاندارد برای تعیین عدد اسیدی رزین ها نفتی (شماره استاندارد : D -463) (مرجع : ASTM)
• روش استاندارد بریا تعیین عدد صابونی رزین های نفتی (شماره استاندارد : D -464) (مرجع : ASTM)
• روش استاندارد برای تعیین عدد برمی رزین های نفتی (شماره استاندارد : D-1159) (مرجع : ASTM)
• روش استاندارد برای تعیین عدد یدی رزین های نفتی (شماره استاندارد : D-1559) (مرجع : ASTM)

---

✔️ خواص شیمیایی و شیمی فیزیکی رزین های نفتی 

---

اغلب رزین های هیدروکربنی از مخلوطی از منومرها تشکیل شده اند و شناخت آنها در سطح ملکولی مشکل میباشد و شناسایی رزین ها معمولا بوسیله تعیین خواص فیزیکی مثل نقطه نرمی، رنگ، ویسکوزیته مذاب و.. انجام میگردد.

خواص عمومی رزینهای نفتی بر اساس روشهای استاندارد شده موسسات علمی معتبر نظیر موسسه ASTM آزمایش و اندازه گیری میگردد.

✳️ بعضی از خواص عمومی رزینهای نفتی عبارتند از: 

1- رنگ :

رنگ رزین های نفتی بوسیله مقیاس (ASTM D1544) Gardner یا مقیاس Saybolt اندازه گیری میشود. رنگ Saylot برای رزین هایی به رنگ سفید و رنگ روشن به کار برده میشود. در روش Saybolt  2 گرم از رزین را در 18 گرم تولوئن (محلول 10%) ریخته و رنگ را اندازه گیری میکنند و محدوده مقیاس Saylot  30- تا 30 میباشد. 

رنگ Gardner برای رزین هایی با رنگ زرد روشن تا قهوه ای تیره به کار برده میشود و رنگ رزین در محلول 50% تولوئن اندازه گیری میشود. محدوده مقیاس Gardner از 1 تا 18 میباشد و رنگ رزینهای مذاب توسط واحد Gardner نیزبیان میشود  .

2 - نقطه نرمی :

نقطه نرمی درجه حرارتی است که رزین در آن دما به اندازه کافی نرم شده و جریان پیدا میکند. این خاصیت به روش استاندارد ASTM E-28-E67 آزمایش و تعیین میگردد .

روش کار بدین صورت است که رزین مذاب را بداخل حلقه برنجی با قطر و ضخامت معین میریزند، سپس رزین سرد میشود و توپی با وزن مشخص روی حلقه پر از رزین نگهداشته و دستگاه به وسیله گلیسرین یا آب حرارت داده میشود تا اینکه جریان رزین مشاهده گردد. 

3 - وزن مخصوص :

وزن مخصوص رزین ها به روشهای مختلف قابل اندازه گیری است. روش استاندارد استفاده از پیکنومتر دارای دقت و سرعت بیشتری است. رزین های نفتی بر حسب نوع دارای وزن های مخصوص مختلفی می باشد.  

وزن مخصوص نوع رزین نفتی به قرار زیر میباشد :

• آروماتیک : 08/1-05/1 
• آلیفاتیک : 98/0-96/0 

4 - ویسکوزیته مذاب : 

ویسکوزیته رزین ها در دماهای استاندارد، اطلاعاتی را درباره وزن ملکولی و توزیع وزن ملکولی و همچنین کاربرد رزین ها میدهد. بسیاری از متقاضیان ترجیح میدهند رزین ها را بصورت مذاب دریافت کنند. ویسکوزیته مذاب در تعیین دمای مورد نیاز برای رسیدن بحالتی که بتوان رزین را پمپ کرد، کمک خواهد کرد. بطور کلی ویسکوزیته ذوب رزین ها در حدود (pa.s) 0.11 - 0.1 است.  

5 - حلالیت :

تمام رزین های نفتی در حلال های آروماتیکی نظیر تولوئن، زایلین حل میشوند. رزین های نفتی نوع آلیفاتیک در حلال های آلیفاتیک مانند هگزان قابل حل هستند، در رزین های اکسید شده مقداری از حلالیت آنها در هگزان کاهش مییابد. حلالیت رزین ها برای انواعی از آنها که در صنایع مرکب چاپ به کار میروند حائز اهمیت است.  

6 - وزن ملکولی :

وزن ملکولی رزین ها با توجه به گستردگی و کوچک و بزرگی پلیمرهای تشکیل دهنده آن، به روش G.P.C تعیین میشود، مقدار وزن ملکولی هر دسته از پلیمرهای موجود در رزین ، تفکیک و اندازه گیری شده و سپس وزن ملکولی متوسط رزین تعیین میگردد. 

7 - عدد اسیدی :

عدد اسیدی رزین ها با روش استاندارد ASTM D-463  اندازه گیری میگردد و مقدار میلیگرم پتاس مصرفی برای هر گرم رزین تعیین میشود  .

8 - عدد ید :

عدد ید در رزین ها عبارت است از مقدار گرم ید مصرفی در 100 گرم رزین . 

هر اندازه مقدار و تعداد ملکول های غیر اشباع تشکیل دهنده رزین زیادتر باشد عدد ید مقدار بیشتری نشان خواهد داد. این آزمایش به روش استاندارد ASTM D-1959 انجام میشود  .

9 - عدد برم :

این عدد بیانگر غیرسیرشدگی رزین است. برای تعیین این عدد، محلول رزین با غلظت معین را با محلول برومید - برومات استاندارد تیتر میکنند. نقطه پایان را از طریق تغییر رنگ یک معرف شیمیایی معین می کنند. بر حسب تعریف ، عدد برم در رزین ها عبارت است از مقدار گرم برم مصرفی برای 100 گرم رزین. این آزمایش به روش استاندارد ASTM D- 1159 انجام میشود  .

10 - عدد صابونی :

عدد صابونی هر رزین عبارت است از مقدار میلیگرم پتاس مصرفی برای هر گرم رزین. 

آزمایش به روش استاندارد ASTM D- 464 انجام میشود و برای اینکار مقدار مشخصی از رزین را با مقدار معین از محلول پتاس به مدت یک ساعت میجوشانند و سپس آن را در حضور یک معرف شیمیایی با اسید سولفوریک استاندارد، تیتراسیون معکوس میکنند. 

---

✔️ موارد مصرف و کاربرد رزین های نفتی

---

در تمام موارد ، رزین های نفتی به عنوان عامل بهبود دهنده و یا تصحیح کننده خواص و یا ایجاد بعضی خواص مخصوص به محصولات مختلف مصرف میگردند.

بازار مصرف اصلی رزین های نفتی به قرار زیر میباشد: 

• در فرمولاسیون چسب ها
• در پوشش دهنده ها نظر رنگ ها و جلاءها
• در فرمولاسیون کف پوش ها و سقف پوش ها
• در فرمولاسیون مرکب چاپ
• در ترکیبات لاستیک
• در صنایع ریخته گری
• درصنایع سلولزی (مانند چوب و کاغذ)

کاربرد برخی از رزینهای نفتی در زیر آمده است: 

✳️ 1 – کاربرد رزین های آلیفاتیک C5 :

این رزین ها از مخلوط هیدروکربنهای خطی یا خطی - حلقوی که ترکیبات آروماتیکی ندارند بدست میآیند و در اغلب حلال های آروماتیک، آلیفاتیک و کلرینه حل میشوند.

علاوه بر این سازگاری خیلی خوبی با رزین های دیگر و پلی اولفینهایی مثل پلی اتیلن، پلی پروپیلن و واکسها و لاستیک های سنتزی و طبیعی دارند. رزینهای تجاری آن، بصورت گریدهای مختلف از مایعات ویسکوز تیره رنگ تا رزینهای سخت دارای رنگ روشن و نطقه ذوب 110 درجه سانتیگراد وجود دارند. 

این رزین ها به همراه روغن های خشک کننده در رنگ ها و ورنی استفاده میشوند و در صنایع چسب بیشترین کاربرد را دارا بوده و در فرمولاسیون چسبهای گرما- ذوب با پایه اتیلن- وینیل EVA)) و چسب هایی با پایه SBR و چسبهای فشار حساس با پایه لاستیک طبیعی، بعنوان عامل چسباننده بکار میروند.

قسمت پلی ایزوپرنی در کوپلیمر SIS  (استایرن-ایزوپرن) به وسیله این رزین ها به حالت چسبناک در میآید. در کوپلیمرهای جدید استایرن-اتیلن-بوتیلن-استایرن S-E-B-S) ) ، رزین های آلیفاتیک کاملا هیدروژنه شده که مقاومت اکسایشی و مقاومت در برابر UV آنها زیاد است، کارائی خوبی دارند. 

آنها بعنوان چسباننده و اصلاح کننده خواص لاستیک استایرن بوتادین و لاستیک طبیعی بکار میروند. این رزینها در آمیزه لاستیک ولکانیزه نشده قبل از ساخت تایر حالت چسبنده ایجاد کرده و معمولا در آمیزه های لاستیک ، بین 15 تا 5 قسمت رزین در 100 قسمت الاستومر بکار برده میشود .

یکی از کاربردهای جدید و در حال رشد این رزینها، استفاده از آنها در پوششش دهنده های گرما-ذوب میباشد و در این پوشش دهنده ها مخلوطی از پارافین واکس، کوپلیم اتیلن- وینیل استات و رزین نفتی را بکار میبرند.

در بسته بندی میوه و سبزیجات تازه، مرغ و ماهی یخزده از ظروف با پوشش گرما-ذوب استفاده میشود و با توسعه تکنیک پوشش دهنده ها، کاربرد رزین نفتی در این نوع مصارف افزایش چشم گیری داشته است. ایجاد شفافیت زیاد، استحکام بالا، ازدیاد مقاومت سایشی و بهبود چسبندگی از مزایای استفاده از رزین نفتی در پوشش دهنده های گرما- ذوب است.

کاربردهای مختلف رزینهای آلیفاتیک C5 عبارتند هستند از: 

• چسبهای فشار حساس
• چسبهای گرما - ذوب
• پوشش دهندههای گرما - ذوب وترکیبات پرکننده
• رنگهای مورد مصرف در خط کشی جادهها( نوع گرما ذوب)
• رزین های گرما - ذوب مورد مصرف در صنایع فرش ماشینی
• امیزههای لاستیک
• مرکبهای چاپ
• انواع رنگها و ورنیها
• ضد نفوذ کردن ماده در برابر آب و آهار زنی در منسوجات

بعضی از انواع رزین های آلیفاتیک که از منومرهای پیپریلن تولید میشوند بصورت مخلوط با ترپن های مصنوعی میتوانند جایگزین موارد مصرف پلیترپن های طبیعی شوند. در مواردیکه دمای کاربرد رزین بالا باشد از ترکیبات تثبیت کننده در حرارت بالا مواد آنتی اکسیدان برای بحداقل رساندن تجزیه رزین میتوان استفاده نمود.

ترکیبات آنتی اکسیدان شامل 4 و متیلن بیس (2و6 دی ترشری بوتیل فنل) 2 و 6 دی ترشری بوتیل پاراکرزول میباشند. 

پژوهش های زیادی در جهت بهبود کیفیت رزینها و برای مصرف آنها در فرمولاسیون چسب های فشار حساس ارائه شده است. این موضوع بیانگر کاربرد مهم این نوع رزینهای نفتی در موارد مصرف فوق میباشد.

در تحقیقات انجام گرفته توسط شرکت ICI با استفاده از ترکیبات هیدروکربنی C4 مانند بوتن یا بوتا دی ان در تهیه رزین آلیفاتیک، رزین با لاستیک ها سازگاری پیدا کرده است و علاوه بر آن نقطه نرمی رزین برای مصرف در صنایع لاستیک سازی کاهش مییابد. 

افزایش این ترکیبات و سایر ترکیبات دیگر به خوراک، معمولیترین روشی است که برای کنترل خواص رزین اعمال میشود. برخی از اثرات افزایش ترکیبات مختلف به خوراک هیدروکربنهای C5 در تهیه رزین های آلیفاتیک در زیر آمده است.

تاثیر ترکیبات افزوده شده به خوراک رزین در خواص رزین به قرار زیر می باشند :

• آلکیل فنل : افزایش نقطه نرمی و کاهش پایداری در مقابل نور
• آلفا- متیل استایرن : کاهش نقطه نرمی، افزایش حلالیت روغنی و افزایش سازگاری با آلکیلول ها
• آروماتیک ها : کاهش پایداری رنگ، کاهش سازگاری با پلی اتیلن
• بوتین ها- بو تا دی ان رافینیت : کاهش نقطه نرمی
• دی وینیل بنزن : افزایش نقطه نرمی، کاهش پایداری، کاهش حلالیت روغنی
• سیکلو پنتا دی ان یا دی سیکلو پنتا دی ان : تشکیل ژل وقتی که بیشتر از 2 % باشد، افزایش نقطه نرمی ،افزایش بازدهی، ایجاد بو، گرما و روشنایی
• ایندین : افزایش بازدهی، کاهش خاصیت غیر اشباع، افزایش نقطه نرمی
• یزوپرن : افزایش نقطه نرمی
• متیل دیز سیکلو پنتا دی ان : افزایش نقطه نرمی
• استایرن : افزایش نقطه نرمی - افزایش بازدهی

هیدروکربنهای الفینی C5، حاصل از عملیات کراکینگ با بخار آب در نفتا، ممکن است تا حدود 30% سیکلو پنتا دی ان داشته باشد که معمولا وجود این ترکیب در تهیه رزین آلیفاتیک نامطلوب بوده و در هنگام پلیمریزاسیون خوراک تولید ژل میکند و از لحاظ رنگ رزین نیز تاثیر منفی داشته و رنگ را تیره می کند.

عملا با دیمریزاسیون سیکلو پنتا دی ان در اثر حرارت و تولید دیمر مربوطه و اختلاف فاحش نقطه جوش آن با سایر هیدروکربنهای موجود در خوراک، با عمل تقطیر آن را به طور کامل از خوراک هیدروکربنی C5 جدا میکنند. 

در اثر تحقیقات برخی شرکتها ادعا گردیده است که بدون خارج کردن سیکلو پنتا دی ان از خوراک و با عمل پلیمریزاسیون حرارتی اولیه، میتوان رزینهای آلیفاتیک قابل قبول در صنعت تهیه نمود. تحقیقات نشان میدهد که هرگاه غلظت سیکلو پنتا دی ان در خوراک بالا باشد دمای پایین برای دیمریزاسیون مناسبتر است. 

در خوراک مصرفی برای تهیه رزینهای سنتزی ترپن معمولا 50 درصد یا بیشتر از ماده 1 و3 پنتادی ان (پیپریلن) وجود دارد، این امر باعث تولید رزین با رنگ روشن و دارای خواص مناسبی از لحاظ ازدیاد قابلیت اختلاط آن با لاستیک و همچنین استفاده در تهیه چسبهای فشار حساس و بسیاری از کاربردهای دیگر میباشد. 

✳️ 2 – کاربرد رزین های آروماتیکی C9 :

رزین های هیدروکربنی مشتق از اجزاء نفتی آروماتیک، خواص مشابهی با رزین های کومارون-ایندن دارند. معمولا رزین های هیدروکربنی آروماتیکی نفتی، حلالیت زیادی در حلال های آلیفاتیک داشته و محدوده سازگاری آنها بیشتر از رزین های کومارون-ایندن میباشد.

این نوع رزین به رنگهای مختلف وجود دارد. آروماتیک های چند هسته ای دارای رنگ تیره و ارزان قیمت میباشند و در خط کشی های سیاه رنگ استفاده می شوند. رزین های الکیل آروماتیکی دارای رنگ زرد بوده و در خط کشی هایی با رنگ روشن کاربرد دارند. 

وجود ترکیبات آروماتیکی در رنگها، باعث بهبود کیفیت رنگهای فلزی میشود و در هنگام مصرف این رزین ها در پوشش دهنده ها، آزادسازی حلال بهتر انجام شده و مقاومت در برابر قلیا زیاد میگردد. در ترکیبات لاستیک رزین خاصیت مرطوب کنندگی در برابر پیگمنت ایجاد میکند و بعنوان کمک فرایند در فرمولاسیون لاستیک نیز استفاده میشود.

رزین را در لاستیک SBR برای تقویت آن و افزایش مقاومت در برابر ترک خوردگی بکار میبرند. بیشترین مصرف رزین های آروماتیکی در خط کشی جاده ها میباشد و رزین در رنگ بعنوان پیوند دهنده عمل میکند .

این رزین بعنوان عامل اصلاح کننده در صنایع لاستیک و عامل چسباننده در صنایع چسب مصرف زیادی دارد. در فرمولاسیون چسبهای گرما - ذوب با پایه EVA و چسبهایی با پایه SBR و همچنین در چسب های فشار حساس با پایه لاستیک طبیعی بعنوان چسباننده بکاربرده میشوند. 

این رزینها در تهیه لعاب های صنعتی به منظور افزایش سرعت خشک شدن محصولات براق و نیمه براق استفاده میشوند. به همه حلال به بتن تازه ریخته شده برای کنترل درجه تبخیر و رطوبت و زمان گرفتگی ، بصورت اسپری پاشیده میشوند. 

✳️ 3 – کاربرد رزین های آلیفاتیک اصلاح شده با آروماتیک ها: 

این نوع رزین ها در جوهر چاپ و در چیسبهای با پایه SBR و چسبهای با پایه SIS بکار میروند. در آمیزه های لاستیک بعنوان عامل تقویت کننده و چسباننده و در رنگها بعنوان عامل چسباننده استفاده میشوند.  

این رزین بعنوان ژل ویسکوزی در عملیات حفاری نفت، شستشوی اسیدی نفت خام و بازیابی نفت استفاده میشود.  

✳️ 4 – کاربرد رزین های دی سیکلو پنتا دی ان (DCPD) :

رزین هایی که از کراکینگ نفتا بدست آمده و خوراک آن ها غنی از دی سیکلو پنتا دی ان باشد از نظر شیمیایی فعالترین رزین هیدروکربنی میباشند .فعالیت این رزینها بدو صورت میباشد : 

• آنها با مواد غیر اشباع دیگر مثل روغنهای خشک کننده کوپلیمریزه میشوند.
• آنها به آرامی توسط عملیات حرارتی یا اکسیداسیون، هموپلیمریزه میشوند.

این رزین ها با روغن های خشک کننده در دمایی بین 150 تا 500 درجه فارنهایت کوپلیمریزه میشوند و کیفیت فیلمهای ساخته شده از ورنیهایی که رزین نفتی در آن کوپلیمریزه شده است بهتر میباشد.

رزین های DCPD محدوده سازگاری وسیعی در میان پلیمرها، روغنها، پلاستی سایزرها و حلالها دارند و بسیاری از خواص رزینهای هیدروکربنی قدیمی را دارند. همچنین مزایایی مثل حلالیت در حلال های آلیفاتیک را نیز افزون بر خواص رزینهای ایندن-کومارون دارند. 

بیشترین کاربرد این رزینها، در رنگ ها و ورنی ها است و یکی از مزایای مصرف آن ها، دادن خواص گرما-فعال به ماده است. این رزین ها در چسب های فشار حساس بخاطر سازگاری آنها با انواع الاستومرها و چسبندگی خیلی خوب به اغلب سطوح کاربرد زیادی دارند.

در فرمولاسیون لاستیک به عنوان چسباننده و بهبود دهنده سفتی و مقاومت سایشی مصرف میشوند.

کاربرد انواع رزین های نفتی در صنایع در جدول زیر نشان داده شده است :

---

✔️ مواد اولیه تولید رزین های نفتی C5

---

✳️ مواد اولیه مصرفی در تولید رزین های نفتی C5 با ظرفیت 230000 تن در سال به قرار زیر میباشد :

• خوراک رزین C5 آلیفاتیک : 66125000 کیلوگرم
• کومن : 1697400 کیلوگرم
• آلومینیم کلراید : 655500 کیلوگرم
• آمونیاک : 308200 کیلوگرم
• ایزوپروپانول : 372600 کیلوگرم
• محصولات فرعی : 40765200 کیلوگرم

توضیحات تکمیلی مواد اولیه به شرح زیر می باشند :

خوراک مورد استفاده در تولید رزین های نفتی از کراکینگ اجزاء نفتی با نقطه جوش 20 تا 450 درجه سانتیگراد، مانند نفتای سبک یا گازوئیل بدست میآید.

خوراک از اجزاء آلیفاتیک، آروماتیک، سیکلو آلیفاتیک، الفین ها و دی الفین ها تشکیل شده که با پلیمریزاسیون خوراک، رزین هایی با اجزاء و خواص فیزیکی مختلف بدست می آید . برخی از هیدروکربن های الفینی حاصل از پروسس کراکینگ بخار که برای سنتز رزین نفتی بکار میروند در جدول 1 آمده است .

1 - خوراک آلیفاتیک  : C5-C6

خوراک آلیفاتیک از پارافینهای C5-C6 الفین هایی که جزء فعال اصلی آن ها پیپریلن میباشد تشکیل شده اند. اجزاء دیگر این خوراک شامل سیکلوپنتن،  2 متیل 2 پنتن و 2 متیل 2 بوتن میباشند. ایزوپرن و سیکلو پنتا دی ان از مقدار کم تا متوسط ممکن است در خوراک وجود داشته باشد.

در بیشتر موارد عملیات کراکینگ با بخار طوری طراحی شده است که ایزوپرن از خوراک جدا شده و به صورت خالص در تولید الاستومرهای ترموپلاستیکی و لاستیک ها بکار برده می شود

2 - خوراک سیکلو آلیفاتیک دی  DCPD- CPD:

رزین های هیدروکربنی با پایه سیکلو آلیفاتیک دی ان ها معمولا به وسیله پلیمریزاسیون کاتالیستی یا گرمایی سیکلوپنتا دی ان CPD و دی سیکوپنتا دی ان DCPD بدست میآید و خوراک شامل 30 تا 80 درصد DCPD میباشد . در مقیاس تجاری خوراک با خلوص بالاتر از 95 درصد DCPD بکار برده می شود.

3 - خوراک آروماتیک  C8 -C9-C10 :

این خوراک از کراکینگ بخار مواد حاصل از تقطیر نفت بدست میآید و شامل استایرن، ایندن، وینیل، تولوئن و مشتقات الکیله آن ها میباشد. خوراک آروماتیکی باید دارای 50 درصد اجزاء الفین های فعال باشد ومابقی آن از بنزن های الکیله و آروماتیک های سنگین تر تشکیل می شود .

---

✔️ زمین ، محوطه سازی و ساختمان سازی مورد نیاز جهت احداث کارخانه تولید رزین های نفتی C5 با ظرفیت 230000 تن در سال

---

✳️ زمین و محوطه سازی مورد نیاز کارخانه تولید رزین های نفتی C5 به قرار زیر می باشد :

• محوطه سازی، خیابان کشی، پارکینگ و فضای سبز : 4000 مترمربع
• دیوارکشی : 940 مترمربع
• زمین : سالن های تولید و انبار : 2584 مترمربع
• زمین ساختمان های اداری، خدماتی و عمومی : 1720 مترمربع
• زمین محوطه : 775 مترمربع
• زمین توسعه طرح : 4700 مترمربع

✳️ ساختمان سازی مورد نیاز کارخانه تولید رزین های نفتی C5 به قرار زیر می باشد :

• سوله خط تولید : 1824 مترمربع
• انبارها : 760 مترمربع
• ساختمان های اداری ،خدماتی و عمومی : 1720 مترمربع
• تاسیسات: 740 مترمربع

✳️ ماشین آلات و تجهیزات و تاسیسات کارخانه تولید رزین های نفتی C5 با ظرفیت 230000 تن در سال

ماشین آلات و تجهیزات خط تولید به قرار زیر میباشد :

• راکتورهای R101 تا R107 : 7 دستگاه
• ستون های C-201 ,C-203 : 2 دستگاه
• تانک ها و مخازن : 18 دستگاه
• مبدل های حرارتی E-101-E304 : 16 دستگاه
• پمپ ها : 26 دستگاه
• دستگاه های مختلف : 20 دستگاه

✳️ تاسیسات مورد نیاز این کارخانه تولید رزین های نفتی C5 به قرار زیر میباشند :

• تأسیسات سرمایش و گرمایش
• تأسیسات اطفاء حریق
• تأسیسات آب و فاضلاب
• تجهیزات آب خنک کن، تجهیزات برج خنک کن، نصب و لوله کشی تجهیزات
• تجهیزات دیگهای بخار 18 اتمسفری لوله کشی و ابزار دقیق
• ژنراتور برق

✳️ میزان آب و سوخت و برق مصرفی سالانه کارخانه تولید رزین های نفتی C5 با ظرفیت 230000 تن در سال

سوخت و برق مصرفی این کارخانه به قرار زیر می باشد :

• برق مصرفی : 1472100 کیلووات
• آب مصرفی : 3508200 مترمربع
• سوخت : 470100 لیتر

✳️ نیروی انسانی مورد نیاز جهت بهره برداری از کارخانه تولید رزین های نفتی C5 با ظرفیت 230000 تن در سال

تعداد نیروی انسانی مورد نیاز به قرار زیر میباشد :

• مدیر ارشد : 2 نفر
• مدیر واحدها : 2 نفر
• پرسنل تولیدی متخصص : 4 نفر
• پرسنل تولیدی (تکنسین) : 8 نفر
• کارمند مالی و اداری : 2 نفر
• کارگر ماهر : 12 نفر
• کارگر ساده و خدماتی : 21 نفر

---

✔️ فرایند تولید رزین های نفتی C5

---

رزین های نفتی در یک سری فرایندهای متوالی پیوسته و یا ناپیوسته تولید میشوند که مهمترین مراحل ساخت آن عبارت هستند از:  

• جداسازی منومرهای قابل پلیمریزه در خوراک
• مخلوط کردن اجزاء قابل پلیمریزه شدن
• پلیمریزاسیون
• جداسازی کاتالیست و محلولهای ایجاد شده
• جامدسازی رزین

پلیمریزاسیون :

منومرهای غیر اشباعی که به عنوان ماده اولیه بکار میروند توسط مکانیسم زنجیرهای خاص، از منومر اول شروع به واکنش مینماید .ابتدا یک مولکول منومر توسط عاملی فعال شده و با ترکیب با یک مولکول منومر هم جنس خود عمل دیمر شدن انجام میشود.

بلافاصله بعد از تولید دیمر و فعال بودن آن، با یک ملکول دیگر منومر ترکیب و این زنجیره فعل و انفعال ادامه یافته تا ملکول پلیمر رزین ایجاد شد.

این فعل و انفعال زنجیرهای را می توان بصورت زیر تجسم نمود :

M==>^+M==> M * ==>^+M ==> M2 *==>^+M ==> M3* ==> …   

آغاز فعال شدن منومر به وسیله حرارت یا در اثر کاتالیست بوده که ظرفیت آزاد بوجود آمده و عمل پلیمریزه شدن را امکان پذیر میسازد. انرژی حرارتی و کاتالیستی هر دو در عمل پلیمرشدن (رزین های نفتی)  نقش موثر دارند.  

معمولا جزء فعال ملکول پلیمر در انتهای آن قرار دارد و با افزایش منومر باعث طویل شدن زنجیر پلیمر می شود.

استفاده از مخلوط منومرها در پلیمر شدن، تبدیلات مختلفی را سبب میشود و احتمالا زنجیرهای جانبی به صورت شبکه شکل میگیرند. همچنین استفاده از هیدروکربورهای با ظرفیت مضاعف برای پلیمره شدن ممکن است کمپلکس هایی با ساختمان ملکولی متنوعی نسبت به پلیمرهای حاصل از پلیمر شدن وینیل های ساده تولید نماید .

پلیمریزاسیون حرارتی :

منومرهای وینیل در طول زمان ذخیره سازی اغلب پلیمر می شوند. بدین منظور لازم است در مدت انبارداری آنها را با مواد بازدارنده موثر مخلوط نمود تا از عمل پلیمر شدن خود به خود در آنها جلوگیری شود  .

کاربرد مقادیر جزئی و کم کاتالیست، باعث به وجود آمدن ظرفیت آزاد منومر شده که برای عمل پلیمرشدن لازم میباشد. این حتی در دماهای کم نیز امکانپذیر بوده و همانطور که در بالا اشاره شد حتی با عدم وجود هر گونه کاتالیست نیز امکان انجام عمل پلیمر شدن وجود دارد. 

در فرایند پلیمر شدن حرارتی، تولید رزین نفتی در دماهای بین 200-290 درجه سانتیگراد انجام می شود. بنابراین برای ناپایدار کردن ملکول منومر و ایجاد ظرفیتهای آزاد در آن طیف گسترده ای از انرژی لازم است.

مکانیسم عمل پیچیده بوده، خصوصا در مورد مخلوطهایی که از منومر هیدروکربورهای مختلف برای تولید رزین به کار میرود و چگونگی این پدیده روشن و ثابت شده نمیباشد. 

در این فرایند محصولات تولید شده تیرهتر میباشند. این نوع پلیمریزاسیون معمولا برای رزینهای آروماتیکی و رزینهایی که از دی سیکلو پنتا دی ان مشتق میگیرند، کاربرد دارد. 

پلیمر شدن کاتیونیک :

پلیمر شدن کاتیونیک با فعال شدن قسمتی از منومر در حضور کاتالیست، جابهجایی الکترونها با قرار گرفتن آنها روی هسته هیدروکربور جاذب الکترون و اشباع نمودن ظرفیتهای آزاد و مضاعف شروع میشود.

تمام الفینها میتوانند به صورت کاتیونیک توسط کاتالیستهای نوع فریدل کرافت با مکانیسم فوق پلیمر میشوند. به طور معمول کاتالیستهای مصرفی ، اسیدهای لوئیس هستند، بدین معنی که الکترون پذیرند و در محلهای ظرفیت مضاعف منومرهای الفین این الکترونها نشسته و باعث فعل و انفعال زنجیره ای و تولید پلیمر میشوند. 

پلیمریزاسیون کاتالیستی برای انواع رزینهای نفتی کاربرد دارد. برای تولید رزین نفتی C5 آلیفاتیک از فرایند پلیمر شدن کاتالیتیک طراحی شده توسط موسسه SRI بر اساس لیسانس ICI استفاده میشود  .

روش تولید صنعتی رزین های نفتی به شرح زیر میباشد :  

رزین های C5 از لحاظ مقدار رشد تولید و ازدیاد تنوع محصولات، جزء مهمترین رزین های نفتی میباشند. محدوده کاربرد آنها بسیار وسیع بوده و از طرفی دیگر، قادر به تغییر خواص و بهبود کیفیت نوع رزین در جهتی که عملکردهای جدید و مقرارات نو را شامل میشود، میباشد. 

پایه اولیه آنها معمولا مخلوطی از اولفین ها و دی الفین ها هستند، علاوه بر این همراه آنها دی الفین ها ، ترکیبات آلیسیکلیک نیز ممکن است باشد.

نمونه ای از ترکیب درصد خوراک C5 به قرار زیر می باشد :

• C4 : 0/5
• ایزوپنتان : 15
• نرمال پنتان : 1/22
• 3- متیل 1- بوتن : 6/0
• 2- متیل 1- بوتن : 7/4
• 2- متیل 2- بوتن : 6/2
• پنتن : 4/3
• 2 و2 دی متیل بوتان : 1/0
• 1و4 پنتا دی ان : 6/1
• ترانس-2- پنتن : 3/3
• سیس-2- پنتن : 1/2
• 2و3 دی متیل بوتان : 1/0
• ایزوپرن : 15
• متیل پنتان : 6/0
• متیل پنتان : 3/0
• سیکلوپنتان : 9/0
• نرمال هگزان : 1/2
• ترانس 1و3 پنتا دی ان : 5/5
• سیس 1و3 پنتا دی ان : 2/3
• سیکلو پنتن : 8/1
• سیکلو پنتا دی ان + دی سیکلو پنتا دی ان : 5/14

به طوریکه در جدول ملاحظه میشود ترکیبات مختلف هیدروکربنی در خوراک وجود دارد که حاصل از کراکینگ نفتا میباشد. از سایر منابع نیز برش هیدروکربنی به دست می آید و بر حسب اینکه کدام نوع فراورده نفتی با کمک بخار و تحت فشار شکسته میشود، طیف وسیعی از ئیدروکربنهای مختلف غیر  اشباع بدست میآید 

رزین های حاصل از منومرهای الفینی در حلال های آروماتیکی و آلیفاتیکی و ترکیبات کلردار، محلول هستند. این رزین ها قابل اختلاط با لاستیک های طبیعی و سنتزی ، واکسها، پلی الفینها میباشند ولی در الکل های سبک ( با تعداد اتم کربن کم) غیر محلول هستند. 

عموما رزینهای C5 از لحاظ رنگ، روشنتر از رزینهای نوع آروماتیکی میباشند، البته رنگ هر نوع رزین بستگی کامل به منومر یا منومرهای استفاده شده و همچنین به نحوه فرایند تولید آن دارد.

در پارهای از موارد، رزینهای نوع آلیفاتیک C5 بعلت شرایط تولید، تیره تر از رزینهای آروماتیکی هستند. دامنه خواص مختلف رزینهای آلیفاتیک C5 در ادامه داده شده است، البته این مقادیر، حداقل یا حداکثر مجاز نبوده و بستگی به شرکت سازنده و روشهای تولید بکار رفته دارد. باید به این نکته توجه داشت که در تولید انبوه، رزینهای فوق از لحاظ خواص با ارقام ارائه شده در زیر هماهنگی دارند. 

رزین های آلیفاتیک دارای نقطه نرمی 150-70 درجه سانتیگراد بوده ولی در صنعت رزینهای آلیفاتیک C5 مایع نیز تهیه و برای کاربردهای خالص به بازار عرضه شده اند و این رزینها بحالت جامد و به شکل ظاهری پرک، پودر، گرانول یا بدون شکل و همچنین بصورت امولسیون ویا محلول توسط سازندگان مختلف تولید میشوند. 

نمونه ای از خواص رزین های 5C به قرار زیر میباشد :

• رنگ ، گاردنر ( 50% در تولوئن) : 9-3
• نقطه نرمی ( حلقه و توپ) C⁰ : 150-70
• وزن مخصوص در (6 ^οC) : 0.98-0.78
• عدد اسیدی (mgm kOH/gm) : 1
• عدد صابونی (mgm kOH/gm) : 1
• عدد برم (cgm /gm) : 45-25

✳️ فرایند تولید رزین C5 به شرح زیر میباشند : 

برای تولید رزین آلیفاتیک C5، واحدی با ظرفیت 23000 تن در سال و فرایند پیوسته طراحی شده است. مبنای طراحی مقالات پژوهشی ثبت شده  شماره های 425062- 425071 شرکت ICI میباشد.

در این واحد پلیمریزاسیون کاتالیستی بکار رفته است. خوراک واحد شامل مخلوطی از ترکیبات هیدروکربنی C5 که بوسیله کراکینگ با بخار از نفتا و یا نفت گاز حاصل میشود، میباشد. نقطه جوش این هیدروکربن ها بین 10 تا 80 درجه سانتیگراد میباشد که احتمال وجود بنزن در آنها میباشد.

 خوراک معمولا دارای 10 تا 15 درصد سیکلو پنتادی ان بوده که برای عمل پلیمریزاسیون نامطوب میباشد و باعث کاهش مرغوبیت رزین تولیدی میشود.

بنابراین فرایند شامل پلیمریزاسیون ابتدایی توسط حرارت میباشد که تقریبا تمام ترکیبات سیکلو پنتادی ان (CPD) به دیمر تبدیل شده و دی سیکلو پنتادی ان (DCPD) بدست میآید. مقدار سیکلو پنتادی ان در مخلوط به کمتر از 10 درصد میرسد. 

عمل دیمریزاسیون در سه راکتور (R-101,R-102,R-103) به صورت سری انجام میشود . خوراک ورودی شامل بنزن میباشد که بوسیله پمپ اصلیM101  بطور پیوسته به E101 فرستاده میشود و از آنجا به قسمت پایین اولین راکتور دیمریزاسیون (R101) وارد میشود.

در گرمکننده E101 دمای جریان از 1 به 120 درجه سانتیگراد میرسد و بنابراین دمای مناسب برای انجام فعل و انفعالات دیمریزاسیون فراهم میشود. دیمریزاسیون فرایندی گرمازا بوده که در اثر واکنش دما در قسمت بالایی راکتور R101 به 180 درجه سانتیگراد میرسد. زمان  توقف خوراک در این راکتور در حدود 5 دقیقه می باشد. 

راکتور R101 یک ستون عمودی با قطر 45 سانتیمتر و ارتفاع 690 سانتیمتر میباشد. فشار عملیات دیمریزاسیون در این راکتور بیش از 500 psig میباشد و تا حدودی به مخلوط هیدروکربنی خوراک بستگی دارد.

مایع خروجی از راکتور R101 به قسمت پایینی راکتور دیمریزاسیون R102 وارد میشود. راکتور R102 یک ستون عمودی میباشد که دمای عملیات در آن 180 درجه سانتیگراد و زمان اقامت اجزاء در طول این راکتور 20 دقیقه میباشد بنابراین حجم این راکتور تقریبا 4 برابر حجم راکتور R101  میباشد.

جریان خروجی از این راکتور ازمبدل حرارتی E102 عبور کرده و دمای آن 135 درجه سانتیگراد کاهش مییابد و سپس وارد قسمت پایینی راکتور R103 میشود. درجه حرارت در طول ستون این راکتور تقریبا ثابت وبرابر 135 درجه سانتیگراد میباشد.

زمان توقف اجزاء در این ستون 40 دقیقه میباشد بنابراین حجم این راکتور تقریبا 8 برابر حجم راکتور R101  میباشد. جریان خروجی از راکتور R103  دارای 1% یا کمتر سیکلو پنتا دی ان میباشد که با عبور از خنک کننده E103 به دمای 88 درجه سانتیگراد میرسد و سپس به مخزن T101  وارد میشود.

موجودی مخزن T101 به عنوان خوراک برای راکتورهای چهارگانه پلیمریزاسیون، توسط پمپ M102 به قسمت پایینی اولین راکتور پلیمریزاسیون وارد میشود. هر کدام از راکتورهای R107,R106,R105,R104 ، ستونهایی به قطر 30 سانتیمتر و طول 750 سانتیمتر میباشند که برای ایجاد تماس بهتر بین جریان سیال و کاتالیست با پکینگ راشینگ پر شده اند  .

در فرایند ، کاتالیست مصرفی کمپلکس کلرید آلومینیوم و کومن میباشد که کمپلکس کاتالیست بوسیله پمپ های 03M106,M105,M104,M1 به ترتیب به هریک از راکتورهای مربوط ، همراه با جریانِ خوراک تزریق میشود.

میزان دبی کاتالیست ورودی به هر یک از راکتورها بگونهای تنظیم میشود که افزایش دمایراکتور بین 30 تا 40 درجه سانتیگراد باشد. بعد از هر راکتور یک مبدل حرارتی وجود دارد که سیال با عبور از آن به دمای 60 درجه سانتیگراد رسده و وارد راکتور بعدی میشود.

 زمان توقف اجزاء در هر راکتور حدود 3 دقیقه میباشد. جریان خروجی از راکتور R107 با عبور از مبدل حرارتی E107 به دمای 60 درجه سانتیگراد میرسد و سپس وارد مخزن T102 میشود و یا بطور مسقیم به مرحله غیر فعال سازی کاتالیست و شستشوی آن وارد میشود  .

کمپلکس کاتالیست از حل شدن کلرید آلومینیوم (AlCl3) و اسید کلرئیدریک (HCl) در کومن در راکتور شیشه ای V101 آماده میشود. کاتالیست حاصل توسط لوله ها و پمپ های ضد اسیدی (ضد خوردگی) به هر یک از راکتورهای پلیمریزاسیون وارد میشود. ظرفیت هر یک از پمپ ها به گونهای طراحی شده است که افزایش درجه حرارت راکتورها یکسان و در حدود 40-30 درجه سانتیگراد باشد.

در مرحله غیر فعال سازی کاتالیست، جریان شامل رزین و کاتالیست با آب و ایزوپروپانول ( نسبت آب و الکل بصورت حجمی 1 به 1 است) مخلوط میشود. جریان حاوی رزین ابتدا در گرم کننده E102 تا دمای 100 درجه سانتیگراد گرم می شود و سپس با 10% وزنی ایزوپروپانول و آب در مخلوط کن 201M مخلوط  میشود.

در این مرحله قسمتی از کاتالیست خنثی شده در مخزن V201 ته نشین میشود لایه هیدروکربنی با ایزوپروپانول و آب در M202 مخلوط و در مخزن V202 باقیمانده کاتالیست غیر فعال شده ته نشین میگردد.

در مرحله سوم شستشو ، سیال هیدروکربنی با آب در مخلوط کن M203 مخلوط شده و در مخزن V203 آخرین باقیمانده های رسوبات کاتالیست غیر فعال شده از فاز هیدروکربنی جدا میگردد.

سیال هیدروکربنی حاوی رزین توسط پمپ به مخزن ذخیره T201 وارد و یا به طور مستقیم به مرحله جداسازی و تفکیک فرستاده میشود محلولهای شستشوی فاز آبی مخازن V201,V202 حاوی هیدروکسید آلومینیوم به صورت رسوب که از هیدرولیز کاتالیست بدست آمده و ایزوپروپانول و همچنین نمکهای آلومینیوم که از تاثیر آمونیاک حاصل شده اند، میباشد. 

مخلوط مایعات شستشوی فاز آبی به مخزن V204 پمپ شده و به آن خاک فعال و کمک صاف کننده اضافه میشود که برای بازیافت ایزوپروپانول به فیلترM204 وارد شده تا تمامی ئیدروکسید آلومینیوم آن جداشود. محلول فیلتر شده پس از ذخیره در مخزن T202 به ستون تقطیر C201 (ستون یازیابی ایزوپرپانول) ارسال میشود. 

در اینجا قسمت اعظم ایزوپروپانول بازیافت شده که بهمراه آن مقداری آب نیز وجود دارد از قسمت پایین ستون تقطیر بیرون آمده و با دمای 100 درجه سانتیگراد به دو قسمت تقسیم میشود، یک بخش از آن به وسیله گرم کننده، گرم میشود و به قسمت پایینی ستون تقطیر وارد میشود و قسمت دیگر برای گرم کردن مایع ورودی به ستون تقطیر از مبدل حرارتی E205 عبور و از سیستم خارج میشود  .

از قسمت بالایی ستون تقطیر C201 بخار ایزوپروپانول با دمای 80 درجه سانتیگراد خارج و در کندانسور E203 تا دمای 50 درجه سانتیگراد خنک میشود و به V206 وارد و قسمتی از آن بعنوان مایع برگشتی، به بالای ستون تقطیر فرستاده شده و بقیه در مخزن T203 جمع آوری میشود  .

محلول شستشوی آب و ایزوپروپانول جدا شده از فاز هیدروکربنی در ته نشین کننده V203 از پایین مخزن خارج و پس از افزایش مقدار کافی از محلول آمونیاک به منظور خنثی نمودن خاصیت اسیدی و قلیایی نمودن آن وارد مخلوط کننده ایزوپروپانول آب V205 میگردد که در این صورت کلیه ایزوپروپانول مصرفی برای متوقف کردن فعالیت کاتالیست، جمع آوری و توسط لوله به مخلوط کننده M201 منتقل میشود  .

مرحله نهایی فرایند، خالص سازی رزین تولیده شده، جداسازی منومرهای عمل نکرده و حلال رقیق کننده از رزین میباشد که با عمل تقطیر با بخار داغ و خارج نمودن کلیه مواد همراه رزین توسط بخار، رزین از قسمت پایینی برج تقطیر خارج و بسته بندی میشود  .

شرکت ICI در پتنت 425062 ، از  سیستم مخصوصی استفاده کرده است که بدون نیاز به پمپ و عبور از لوله های طویل و شیرهای متعدد بلافاصله پس از قطع بخار، از ته برج تقطیر رزین ذوب شده خارج و بسته بندی میشود زیرا احتمال بسته شدن مجاری توسط رزین با کمی سرد شدن آن وجود داشته که در این حالت، تمام مسیرهای توسط رزین مسدود میگردد. 

سیال و محلول رزین شسته شده پس از عبور از فیلتر M205 با عبور از مبدل حرارتی E301 به دمای 175 درجه سانتیگراد میرسد و به صورت بخار و مایع وارد قسمت فوقانی ستون تقطیر میشود. این برج تقطیر تحت خلا بوده و در فشار حدود psia5 کار میکند.

بخارات وارد شده و قسمتی از سیال در این بخش تبخیر شده و گرمای خود را از بقیه سیال گرفته و ان را کمی سرد میکند که با خارج شدن بخارات درقسمت فوقانی ستون و از گرم کننده E302 عبور داده میشود و دمای آن به 190 درجه سانتیگراد میرسد که به قسمت فوقانی ستون تقطیر وارد میشود.

بنابراین کلیه منومرهایی که واکنش نداده اند و حلال های همراه بصورت بخار از قسمت بالایی برج تقطیر خارج و پس از عبور از خنک کننده E303 به همزن V301 وارد شده و از آنجا به مخزن T301 رفته و ذخیره میشود که آن را میتوان بعنوان خوراک برگشتی تهیه رزین به کار برد و یا برای منظورهای دیگر مصرف کرد.

سیال باقیمانده در ستون دارای دمای 180-175 درجه سانتیگراد بوده و عمدتا از رزین تشکیل شده و گرانروی آن در حدود 60 سانتی پوآز در دمای 180-175 درجه سانتیگراد میباشد. 

یک جریان جانبی دیگر از قسمت پایینتر بخش فوقانی ستون تقطیر گرفته شده که پس از عبور از خنک کننده E304 دمای آن از 190 درجه سانتیگراد به 40 درجه سانتیگراد کاهش داده شده و وارد V302 و از آنجا به مخزن T302 وارد و ذخیره میشود.

این برش شامل منومرهای سنگینتر و پلیمرهای سبک و هیدروکربنهایی با نقطه جوش بالا میباشند، که از آنها بعنوان مقاصد مختلف از جمله بعنوان سوخت می توان استفاده کرد.

سیال مذاب حاوی رزین از ستون تقطیر پایین آمده و از پایین ستون تقطیر خارج میشود و توسط پمپ دندهای M306 وارد تسمه نقاله M303 با دمای حدود 190 درجه سانتیگراد شده و در این قسمت با پاشیدن آب بصورت موازی ذرات بسیار ریز، رزین خنک شده و بصورت فیلم نازک جامدی در میآید.

رزین خنک شده پس از عبور از روی تسمه نقاله وارد آسیاب شده و به شکل ذرات ریز هم شکل و یا پرک مانند در آورده و در کیسه های 25 کیلوگرمی بسته بندی میشود  .

✳️ بیایید کمی در مورد فرایند تولید رزین C5 به شکل فنی تر صحبت کنیم : 

منو سیکلو پنتادی ان معمولا ترکیب نامطلوبی در خوراک هیدروکربنهای C5 میباشد، زیرا وقتی مقدار آن بیش از 1% در خوراک باشد، در مرحله پلیمریزاسیون ایجاد ژل مینماید. زمانیکه مقدار آن و دی سیکلو پنتا دی آن بیش از 1% باشد، رزینهای تولیدی در حلال های معمولی و تولوئن غیر محلول هستند، علاوه بر آن رنگ رزین نیز تیرهتر از حد معمول خواهد بود.

پس سیکلو پنتادی ان را قبلا از خوراک جدا نموده که اینکار بوسیله حرارت داده به مدت 4 تا 8 ساعت در دمای 104-39 درجه سانتیگراد و بوسیله فرایند تقطیر انجام میشود  .

دیمرهای سیکلو دی ان از پایین ستون تقطیر گرفته شده و خوراک هیدروکربنی C5 از بالای ستون تقطیر خارج و کندانس میشود. سیکلو پنتادی ان را از خوراک جدا نمیکنند، اما خوراک به مدت 1 ساعت در دماهای 200-160 درجه سانتیگراد و ترجیحا 170 درجه سانتیگراد گرم میکنند.

این عمل باعث میشود که سیکلو پنتادی ان تبدیل به دیمر شده و سایر الفین ها که تمایل به ایجاد دیمر شدن دارند نیز تولید دی الفین میکند.  

بر طبق پتنت ICI ( شماره 425069) پلیمرهای جانبی نیز از دیمرها و سایر ترکیبهای غیر اشباع شکل میگیرد. با پلیمریزاسیون کاتالیستی، رزین محلولی بدست میآید. اگرچه دمای بالا سرعت فعل و انفعال را افزایش میدهد ولی این دما به اندازه ای است که فعل و انفعال برگشت و تبدیل برخی دیمرها به منومرها را سبب میشود  .

بدین منظور در مرحله آخر فرایند، دما را پایین آورده تا منومرهای تولید شده در اثر واکنش برگشتی دیمر به منومر بار دیگر به دیمر تبدیل شده و منومر سیکلو پنتا دی ان کاهش مییابد. فرایند حرارتی فوق در فشار 500psia انجام میگیرد. 

در طراحی SRI، راکتورها برای دیمریزاسیون و پلیمریزاسیون بصورت عمودی در نظر گرفته شدهاند.

مسلمل شکل افقی راکتورها را میتوان بکار برد. در راکتور اولیه دیمریزاسیون R101 درجه حرارت بصورت آدیاباتیک بالا رفته و از 120 درجه سانتیگراد به 180 درجه سانتیگراد میرسد و در راکتور دوم بصورت ایزومتریک ( دمای ثابت) عمل میکند که واکنش در دماهای 170 تا 180 درجه سانتیگراد انجام میشود.

در راکتور سوم درجه حرارت را پایین نگه داشته تا در صورتیکه در اثر دمای بالا در راکتور دوم دیمرهای تولید شده به منومر تبدیل شده باشند، مجددا بصورت دیمر در آیند. راکتورهای پلیمریزاسیون مشابه راکتورهای دیمریزاسیون بوده ولی قطر آنها کوچکتر است زیرا زمان لازم برای توقف سیال در این راکتورها کمتر میباشد. این راکتورها دارای ژاکتهایی جهت کنترل درجه حرارت میباشند.

در پتنت 425071 شرکت ICI، دما را با قرار دادن کولر بین راکتورها کنترل میشود. این راکتورها برای ایجاد تماس بیشتر بین هیدروکربن و کاتالیست بوسیله پرکننده های راشینگ پر شدهاند.

زمان لازم برای توقف سیال در راکتورها حدود 12 دقیقه بوده که این زمان کمتر از زمانی است که در سایر پتنتها آمده است. درجه حرارت زیاد، قبل از واکنش پلیمریزاسیون، باعث پایین آمدن زمان لازم برای انجام پلیمریزاسیون میشود  .

در طراحی انجام شده توسط موسسه SRI راکتورهای پلیمریزاسیون و کلیه دستگاهها و وسایلی که با رزین در تماس هستند از جنس فولاد ضد زنگ نوع 302 انتخاب شده اند. این اقدام برای جلوگیری از خوردگی و بحداقل رساندن آلودگی و تغییر رنگ رزین میباشد.

طراحی راکتور ساده بوده و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است، برای اینکار میتوان راکتورهای نوع دیگری را نیز طراحی نمود به طور مثال راکتورهایی با تعداد زیادی لوله بجای راکتوری شامل یک ستون و یا راکتورهای مجهز به همزن و مبدل حرارتی بیرونی را نیز میتوان بکار برد.

همچنین بجای روش پیوسته، از روش ناپیوسته استفاده نمود.غیر فعال کردن کاتالیست و خارج نمودن آن بوسیله شستشوی محلول رزین با محلول آمونیاکی و الکل ایزوپرپیلیک در دو مرحله و سپس شستشو با آب انجام میگیرد. استفاده از محلول آمونیاک برای خنثی سازی اسیدی و جلوگیری از خوردگی و کنترل PH کل محلول میباشد.

در این مرحله امکان دارد از آب معمولی و یا محلول سود و یا سایر محلولهای قلیایی برای شستشو استفاده شود. بهر حال  این باور وجود دارد که نتیجه شستشو با محلول آب و الکل ایزوپروپیلیک بهتر بوده و باعث تسهیل در رسوب نمودن و جداسازی ئیدروکسید آلومینیوم در محلول شده و خارج نمودن آن را راحتر مینماید. 

رزین با محلول شستشو دهنده در مخلوط کنندههای استاتیکی مخلوط میشود. این مخلوط کننده طوری طراحی شده است که یکسری پره های شیب دار در داخل لوله وجود دارد که با حرکت سیال در لوله، پس از طی مسافت کمی، اختلاط انجام میشود. این نوع مخلوط کنندهها بدون مخارج تعمیراتی بوده و ارزانتر از مخازن مجهز به همزن میباشند. 

در طراحی SRI، برای تفکیک رزین از سایر ترکیبات همراه، دو قسمت اصلی مورد نیاز شامل برج جدا کننده و محفظه تبخیر ناگهانی وجود دارد.  

 ترکیب مخزن فلش و ستون تقطیر C301 که در شکل نشان داده شده است طوری طراحی شده که جابه جایی و کار با رزین داغ راحت تر انجام گیرد.

با خارج کردن حلال از محلول رزین و کاهش دما، رزین ویسکوز خواهد شد. محلول 50%  رزین و حلال در 180 درجه سانتیگراد دارای ویسکوزیته حدود 35/0 سانتی پوآز میباشد ولی پس از خارج شدن حلال به روش آدیاباتیک، درجه حرارت کاهش پیدا کرده و به حدود 80-60 درجه سانتیگراد میرسد که ویسکوزیته رزین در این دما حدود 700  تا 1000 سانتی پوآز میباشد.

بنابراین برای روان شدن سیال، از مبدل خارجی بوسیله عمل سیرکولاسیون استفاده میشود  .

در موازنه جرمی فرض شده است که تمام حلال همراه رزین و نیمی از ئیدروکربنهای باقیمانده ( که وارد واکنش پلیمریزاسیون نشده اند) و بصورت بخار از محفظه تبخیر خارج میشوند.  

مقداری از منومرها که ایجاد پلیمرهای سبک و الیگومری نموده اند و غیر فرار میباشند و همراه با رزین از محفظه تبخیر عبور کرده و وارد قسمت پایین تر برج میشوند و در این قسمت به کمک بخار داغ از ستون تقطیر خارج میشوند. این قسمت برج دو جداره بوده و از جداره بخار داغ عبور نموده و دمای محتویات داخل برج را در حدود 180 درجه سانتیگراد نگه میدارند. 

عملا ترجیح داده میشود که فشار ناحیه تبخیر مواد، منفی و در حدود 262 تا 525 میلیمتر جیوه میباشد، فشار در قسمت جداسازی رزین از مواد اولیه همراه آن، همین مقدار باقی میماند.

در طراحی SRI، کاهش فشار در سیستم توسط پمپ خلاء ایجاد میشود. پمپ خلاء از نوعی است که توانایی کندانس نمودن مواد فرار را از جریان بخار داشته و باعث کاهش میزان آلودگی میشود. دامنه فشار عملیاتی در این طراحی در پتنت های دیگر بیشتر است. در سایر پتنتها، فشار منفی بین 2 تا 10 میلیمتر جیوه پیشنهاد شده است. 

خواص رزین تحت تاثیر شرایط بکار گرفته شده برای جداسازی و تخلیص متغیر میباشد. فشارهای منفی و پایین همراه با دمای بالا و جداسازی ترکیبات همراه رزین باعث بالا رفتن نقطه نرمی میشود و از طرف دیگر دمای بالا باعث، تجزیه رزین و تیره شدن آن میشود  .

رزین های نفتی بصورت جامد یا محلول در حلال های مخصوص فروخته میشوند و یا بصورت مذاب قالب گیری شده و بسته بندی میگردند.

در طراحی SRI از تسمهای استفاده میشود که طول و عرض آن به ترتیب 80 فوت و 59 اینچ و از جنس فولاد ضد زنگ میباشد، این طول و عرض دارای ظرفیت خنک کنندگی 125 کیلوگرم رزین در هر متر مربع میباشد. رزین سرد شده پس از خارج شدن از روی تسمه نقاله وارد یک آسیاب شده تا به اندازه های مشخصی درآید و در کیسه های مناسب بسته بندی شود.

✍️ جهت تهیه مطالعات بازار و طرح توجیهی کارخانه تولید رزین های نفتی ، با اطلاعات کاملا به روز با فرمت Word و PDF و با گزارش گیری نرم افزار کامفار ، جهت اخذ جواز تاسیس یا وام و تسهیلات بانکی ،با ما تماس بگیرید .

---

📚 دانلود فایل های طرح توجیهی تیپ تولید رزین های نفتی

---

👈 توجه : کلیه ی طرح های تیپ یا آماده ، صرفا کاربرد مطالعاتی و تحقیقاتی داشته و جهت اخذ مجوز و یا تسهیلات و وام بانکی مناسب نمیباشند . جهت تهیه طرح توجیهی با کاربرد اجرایی و بانکی با ما تماس بگیرید.