Naftanın hidrojenlendirilmesi ve aromatikleşmesinin gaz kromatografisi yöntemi ile izlenmesi

ÖZET Aromatik hidrokarbonlar denildiğinde ilk akla gelen temel bileşikler benzen, toluen, ksilenler ve etil benzendir. Bu bileşikler, kullanım yerlerinin fazlalığı nedeniyle, sanayide çok miktarda üretilirler. Yurdumuzda petrokimyasal maddelerin üretimini yapan Petkim Petrokimya A.Ş. İzmir Aliağa Tesislerinde, pek çok kimyasal madde ( polimerler, akrilonitril, etilen glikol, klor, benzin, fuel oil, v.s.) yanında, "Aromatikler Fabrikası" nda temel aromatik bileşikler de üretilmektedir; bunlar benzen ( 126000 ton/yıl), o-ksilen ( 65000 ton/yıl), p-ksilendir ( 132000 ton/yıl). Ayrıca ürün olarak toluen üretimi de imkan dahilindedir. Aromatikler Fabrikası yedi proses ünitesinden oluşur. Ham madde, etilen fabrikasından alınan piroliz benzin ile İzmir rafinerisinden alınan naftadır. ilk ünitede, piroliz benzin içindeki çift bağlar doyurulur, kükürt, azot ve oksijen giderilir. İkinci ünitede, naftadaki naftenler dehidrojenasyon ve izomerizasyona; parafinler izomerizasyon, dehidrosiklizasyon, dehidrokraking ve demetilasyona; aromatik bileşikler de dealkilasyon reaksiyonlarına sokulur. Üçüncü ünite, ekstraksiyon ve fraksiyonlama ile benzen ve toluen ürünlerinin elde edildiği ünitedir. Dördüncü ünitede, benzen ve ksilenler karışımını artırmaya yönelik transalkilasyon reaksiyonları gerçekleştirilir. Ksilen Ayırma Ünitesi de denilen beşinci ünitede, bir, iki, üç ve yedinci üniteden alınan uygun akımlardan o-ksilen ve ağır aromatikler elde edilir. Altıncı ünite, sıvı-katı ekstraksiyonu ve adsorbsiyon işlemlerinin olduğu ve p-ksilenin elde edildiği bölümdür. Yedinci ünitede, m-ksilen ve etil benzenden, katalitik izomerizasyon reaksiyonu ile o-ksilen ve p-ksilen elde edilir. Bu kısa açıklamalardan da görüldüğü gibi Aromatikler Fabrikası teknoloji yoğunluklu, oldukça büyük ve karmaşık bir kimyasal tesistir. Bu çalışmada fabrikayı oluşturan yedi üniteden, gerek fiziksel ve gerekse kimyasal reaksiyonlar bakımından çeşitlilik içeren, "Nafta Hidrojenleme ( NHT) ve Platforming Ünitesi" olarak tanımlanan ikinci ünite incelendi. Ünitenin ham maddesi nafta, rafineriden alınır. İlk olarak hafif, orta ve ağır olmak üzere üç fraksiyona ayrılır. Hafif ve ağır nafta Etilen Fabrikasına gönderilir; çalışmalar orta nafta ( S 204) fraksiyonunda gerçekleştirilir. S 204, 115-173 °C kaynama aralığında, 6-9 karbonlu parafinik, naftenik ve aromatik içeren hidrokarbonlar karışımıdır. Bu akım, ikinci aşamada Nafta Hidrojenleme işlemi ile hidrojenleme reaksiyonuna sokularak doymamış hidrokarbonlar ve kükürtten arındırılır. Üçüncü ve son aşama "Platforming" işlemleridir. Burada seri bağlı üç reaktörde sırasıyla: izo-parafinler n-parafinlere, n-parafinler naftenlere, naftenler aromatiklere dönüştürülür. Deneysel veriler ve yapılan hesaplamalar, izo-parafinlerin % 54,78' inin n-parafinlere, n-parafinlerin % 94,03' ünün naftenlere ve naftenlerin de % 89,88 oranında aromatik bileşiklere dönüştürülebildiğini göstermiştir.