Prosesler

​

Büten-1 Üretim Prosesi:
Etilenden, seçici dimerizasyon reaksiyonuyla büten-1 elde edilir. Katalizor sistemi bir titanyum türevidir ve büten-1 in büten-2 ye izomerizasyonunu önler.
Proseste, polimerizasyon saflıkta etilen kullanılır. Alfabutol prosesi basittir. Çalışma sıcaklığı düşük (50-60 °C) olduğundan, reaksiyon bölümünde ısıtma ortamına gereksinim olmaz; reaksiyona giren maddeleri sıvı fazda tutabilmek

için düşük bir çalışma basıncı yeterlidir; Reaksiyon ve proseste çözücü kulla-
nılmaz;  özel veya pahalı malzemelere gerek olmaz (konstrüksiyonda sadece

karbon çelik kullanılır). Polimerizasyon saflıktaki etilen (gaz halindedir) bir dağıtıcıdan, sıvı faz koşullarındaki reaktöre beslenir. Reaktör çözeltisi içine, sürekli olarak katalizör verilmektedir burada etilen, sıvı fazda dimerizasyon reaksiyonuna girer. Reaksiyon ısısı, klasik hava veya su soğutuculu bir pompalama sistemiyle uzaklaştırılır. Ürün, reaktörün altından alınır; sıvı haldedir ve harcanmış katalizörle karışıktır. 

Ürün akımındaki harcanmış katalizör, katalizör uzaklaştırma kısmında ayrılır ve

atılır (örneğin, yakma fırınına gönderilir); hidrokarbonlar ise fraksiyonlama bölü-
müne gider. Burada iki kolon vardır. Birincisinde, reaksiyona girmemiş etilen ayrılarak reaktöre döndürülür. İkinci kolonun tepesinden saf büten-1, dibinden oligomerler (C6 olefin ağırlıklı) alınır.

​

Büten-2 Üretim Prosesi :

Propilenden, triolefin reaksiyonuyla büten-2 ve etilenin üretildiği bir prosestir. Etilen ve n-bütilenlerden propilen; veya bütilenlerden etilen, propilen ve C5 – C7 olefinlerin elde edildiği diğer triolefin prosesleri de vardır.

Propilen (ve geri-dönen propilen) ısıtılır ve sabit yataklı metates reaktörüne
beslenir. Metatez reaktöründe 2 mol propilen, 1 mol etilen ve 1 mol büten-2 ye dönüştürülür. Katalizör üzerinde biriken az miktardaki kok, periyodik rejenerasyon işlemiyle temizlenir. Reaktör akımı, fraksiyonlama kolonuna geçer; burada etilen ayrılır, reaksiyona girmemiş propilen geri döner ve bütilen ürün sonraki fraksiyonlamaya geçer. Geridönen propilen, bir önceki fraksiyonlama kolonunda içerdiği propandan ayrılarak reaktöre gider. Bütilen akımından, reaksiyonda oluşan az miktardaki C5+ olefinler ayrılır ve kolunun tepesinden bütilen alınır.
Ticari saflıkta (%93) propilenden, %30 etilen, %58 bütilenler (%90 büten-2), %9
propan yan ürün (%80 propan) ve

%3 C5 + ağırlar elde edilir.

Propilen, pirolizle yapılır veya rafineriden sağlanır; konsantrasyonu geniş bir aralıkta değişebilir. Besleme akımındaki propilen konsantrasyonu arttıkca, verim yükselir.

​

Alkol Üretim Prosesi :

Etilen, aluminyum, hidrojen, çözücüler, hava ve sudan etilasyon, oksidasyon ve
hidroliz reaksiyonlarıyla çift sayılı, düz zincirli alfa-alkollerin üretildiği bir prosestir.
Proseste yan ürün olarak çok saf alumina veya alum da üretilir.
Aluminyum tozu uygun bir çözücü içinde çamur halinde karıştırılır ve
trietilaluminyumlu(TEA) ortamda kuru hidrojenle hidrojenlendirilir. Reaksiyondan çıkan ürün dietilaluminyum hidrid, etilenle reaksiyona girerek trietilaluminyumu oluşturur. Polimerizasyona verilen herbir mole karşılık, 2 mol trietilaluminyum hidrojenasyon kademesine geri döndürülür.

(TEA) etilenle reaksiyona girerek yüksek molekül ağırlıklı alkilaluminyumları meydana getirir. Polimerizasyondan sonraki bozundurma işlemiyle C2 den C22 ye kadar olan alkil zincirleri karışımı elde edilir. Çoğalma reaksiyonu çok ekzotermiktir; çoğalan zincir ve (TEA), su ile şiddetle reaksiyona girdiğinden açığa çıkan ısı bir hidrokarbonla transfer edilir. Optimum verim için reaksiyon yüksek basınç ve düşük sıcaklıkta yapılır.

Çoğalan ürün, kontrollu koşullarda kuru hava ile oksitlenerek alkoksitlere dönüştürülür. Oksidasyon reaksiyonu çok ekzotermiktir ve yan ürün olarak esterler, eterler, oksitler, aldehitleri verir; bunlar, hidrolizden önce fazla miktarda çözücüyle uzaklaştırılır.
Hidroliz: Saflaştırılmış alkoksit su ile reaksiyona sokularak ham alkoller ve alumina çamuruna dönüştürülür. Bir saflaştırma işleminden sonra kurutma uygulanarak su ayrılır ve yüksek saflıkta %75 lik Al2O3 CATAPAL alumina elde edilir. Yüksek saflıkta bir alum çözeltisi istendiğinde, hidroliz reaksiyonu %98 lik sülfürik asitle yapılır.
Fraksiyonlama: Ham alkoller kurutulur ve distillenir; fraksiyonlamayla herbir alkol tek tek elde edilebileceği gibi, ikili karışımlar halinde de toplanabilir. Yüksek molekül ağırlıklı alkoller vakumda distillenir.

​

Amonyak Üretim Prosesi :

Doğal gazdan, metanasyon reaksiyonuyla amonyak elde edilen bir prosestir. Diğer hidrokarbonlar da ham madde olarak kullanılabilir.
Doğal gaz, geri dönen hidrojenle karıştırıldıktan sonra ısıtılır ve içerdiği kükürtten arındırmak için desülfürizere    gönderilir, buradan saturatör geçer; bu sırada, besleme tankından gelen doğal gazı ısıtırken, kendisi bir miktar soğur.
Saturatörde, sirküle eden sıcak proses kondensatıyla karışır, çıkan akım,
buhar/ karbon oranı 2.8/1 olacak şekilde bir miktar daha buharla karışır ve sıcak
gaz birinci reformerde, önısıtma işlemiyle 700-800 °C sıcaklığa ve 28-45 bar basınca getirilir. Gaz karışımı ikinci bir reformer ünitesine beslenir ve proses
havasıyla ısıtılır, burada sıcaklığı 900-950 °C ye ulaşır. Sıcak gaz soğutulur
(aşırı ısınmış yüksek basınçlı gaz üreterek) ve yüksek sıcaklık (HT) ve düşük sıcaklık (LT) dönüştürücülere girer(5,6); bu ünitelerde karbon monoksitin büyük bir kısmı karbon dioksite dönüşür. Proses gazının HT ve LT dönüştürücülerdeki soğutma işlemi, saturatöre beslenen sirkülasyon suyunun ısıtılmasıyla sağlanır.

LT dönüştürücüyü terkeden gazın ısısı ise, yüksek basınçlı kazan besleme suyunun (BFW=boiler feed water) ön-ısıtma işleminde kullanılır.

LT dönüştürücüden çıkan soğuk gaz, bir CO2 uzaklaştırma ünitesine alınır;
buradan doğrudan doğruya sentez gaz kompresörüne ve sonra da metanatöre
gider. Bu düzen, dışarıdan ısı gereksinimini en düşük düzeye indirir. Proses gazı kurutulur ve sentez ünitesine gelir. Sentez üretiminde geleneksel katalizörler kullanılır. Herhangi bir amonyak dönüştürücü ünitesinden yararlanılabilir. Dönüştürücüyü terkeden sıcak gazlar yüksek basınçlı kazan besleme suyu ve dönüştürücü besleme gazı ile soğutulduktan sonra refrijerasyon ünitesine geçer, buradan amonyak saf olarak elde edilir. Sirkülatörden çıkan yan akım, basit bir soğutma ünitesine gelir. Burada, reaksiyona girmemiş kısımlar yoğunlaşarak, yakıt olarak kullanılmak üzere ayrılırken, hidrojen sirkülasyon pompasına geridöner.
Üretim fiyatları, doğal gaz fiyatına ve kapitale bağlıdır. Ham madde ve yardımcı madde (yakıt) maliyeti, fabrikanın akım şemasına ve coğrafik yerleşime göre değişir. 

​

Amonyumnitrat Üretim Prosesi :

Nitrik asitinin amonyakla nötralizasyon reaksiyonu ile amonyum nitratın elde edildiği bir prosestir; ürün %99.8 lik (ağırlıkça) amonyum nitrat(AN) çözeltisidir. Carnit prosesinde dışardan ısıya gereksinim olmaz, enerji verimi yüksektir ve kapital düşüktür.
Nitrik asit ve amonyak gazı, yüksek geri dönüşlü bir akış sisteminde reaksiyona

sokulur; çalışma basıncı, çözeltinin buhar basıncından daha yüksek tutulur. Proses buharı üretilmez. Geri dönüş oranı ayarlanarak çözelti geri dönüş akımı soğutulur (bir dizi ısı değiştiriciyle), sıcaklık kontrol altında tutulur. Sıcak geri dönüş çözeltisi reaktörden 185-190 °C de çıkar, ısı değiştiricisine akar ve burada ısısını bırakır; bu ısı %99.8 lik ürün çözeltisi üretiminde kullanılır. Sistemdeki diğer değiştiriciler buharlaştırıcılardır ve %95 lik çözeltiyle ihraç buhar verirler. Sistemdeki

çözelti hafif amonyaklıdır. Üründeki serbest amonyak, basınç düşürülmesinden önce, az miktarda nitrik asit injeksiyonuyla nötralleştirilir. Carnit prosesinin özelliği, izobarik bir konsantrasyon işlemiyle (buharlaşma ısısının püskürtülen buharla

sağlanması) basıncın düşürülmesi ve adyabatik püskürmenin kendi kendini ayarlamasıdır. Gaz akım yoktur; sıvı akımın amonyum nitrat içeriği ağırlıkça 400 ppm seviyesindedir. %45 lik asit çözeltisine kadar prosesin kendi enerjisi yeterlidir; daha yüksek konsantrasyonlarda ihraç buhar elde edilir.

​

Anilin Üretim Prosesi :

Fenolden, amonoliz reaksiyonuyla anilinin üretildiği bir reaksiyondur.

Tanktan alınan fenol, gereğinden fazla amonyakla karıştırıldıktan sonra buharlaştırılır, ısıtılır ve sabit yataklı adyabatik bir reaktöre beslenir. Reaktörde bulunan katalizörle fenol ve amonyak reaksiyona girerek anilin ve su oluşturur. Reaktörden çıkan gaz akımı kısmen yoğunlaşır, sıvı ve gaz fazlar birbirinden ayrılır. Gaz fazı, reaksiyona girmemiş amonyaktır; sıkıştırılır ve geri-döndürülür. Sıvı kısım, amonyak uzaklaştırıldıktan sonra distillenir ve çok saf anilin elde edilir. Reaksiyona girmemiş az miktarda fenol, anilin-fenol azeotropu şeklinde geri kazanılır ve reaksiyona döndürülür. Prosesin en önemli özelliği, Halcon SD katalizörüdür; fenolü, stökiyömetrik verime
çok yakın bir seviyede amonyağa dönüştürür. Bu nedenle saflaştırma işlemi oldukça basittir ve elde edilen anilin fevkalade saftır. Katalizörün yaşam süresi, yedi yıl gibi oldukça uzun bir zamandır.
Prosesin diğer bir özelliği, reaksiyona giren maddelerin oranlarını değiştirmeye

olanak vermesidir. Böylece, yan ürün difenilaminin ağırlıklı üretimi mümkün olabilmektedir. Çok saf difenilamin elde edilmesi için ilave bir saflaştırma sistemi gerekir. Böyle bir çalışma durumunda bile katalizörün yaşam süresi değişmez.
Gerekli kapital, nitrobenzenin indirgenmesi esasına göre çalışan teknolojiye göre çok daha düşüktür; 50 000 t/yıl kapasiteli bir fabrika 12.6 milyon dolara kurulmuştur (1985). Fazla miktarda fenolün bulunduğu, çok saf anilin üretimi arzu edildiği

veya az miktarda kapitalle üretim yapılmak istendiğinde bu proses tercih edilir. Ham madde olarak fenol kullanılmasının diğer bir avantajı da, klasik benzen bazlı teknolojilerde bulunan tehlikeli nitrasyon reaksiyonunun ve asit temizleme kade-
mesinin olmayışıdır. Bu nedenle atık problemleri çok azdır.

​

Polietilen Üretim Prosesi :

Etilenden, yüksek basınçta gaz fazı polimerizasyonuyla, düşük yoğunluklu
polietilenin elde edildiği kalsik bir prosestir.
Etilen gazı önce ön kompresörde 250-300 atmosfere kadar sıkıştırılır, ikinci
kompresöre gönderilir. Burada basınç

3500 atmosfere yükseltilir. Reaktörün basıncı fabrikanın dizaynına, katalizörün tipine ve istenilen ürünün derecesine göre değişir. Sıkıştırılan etilen bir ön ısıtmadan sonra tüp reaktörde polimerleştirilir. Reaktör çıkışında reaksiyona girmemiş etilen, orta ve düşük başınçlı iki ayırıcıya gönderilir. Bu etilen, bir booster yoluyla ön ayırıcı ve ikinci kompresöre geri döndürülür.

Elde edilen polietilen bir ekstudere verilir; burada gerekli katkı maddeleri ilavesi yapılır ve son ürün granül haline getirilir. Kullanılan reaktör tipinden dolayı polimerizasyon hızı çok yüksektir. Su, buhar, elektrik gibi yardımcı madde harcamaları düşük ve çalışma esnekliği fevkaladedir. Elde edilen ürünün kalitesi çok iyidir. Fabrikalar tam bir emniyet içinde çalışacak şekilde dizayn edilmiştir.

​

LLDPE Üretim Prosesi :

Etilenden düşük basınçta, gaz fazı polimerizasyonuyla, lineer alçak yoğunluklu polietilen ve yüksek yoğunluklu polietilenin  elde edildiği bir prosestir. Akışkan yataklı bir reaktörde, uygun katı katalizörler kullanılarak, gaz fazında, geniş bir aralığı kapsayan polietilenler üretilebilir. Ürün kurudur, kolaylıkla akar ve ince tanecikler içermeyen granüller şeklindedir. Erime indeksi ve molekül ağırlığı
dağılımı, özel katalizörler seçimi ve çalışma koşulları ile kontrol edilir. Polimerin yoğunluğu, üründeki

ko-monomer miktarı ile ayarlanır. Katalizör verimi çok yüksektir; bu özellik reaksiyondan sonra, bir katalizör ayırma işlemini ortadan kaldırır.

Prosesin özelliği, çevre kirlenmesini, yangın ve patlama tehlikelerini en düşük
düzeyde tutmasıdır; dolayısıyla çalışması ve bakımı oldukça kolaydır.
Gaz etilen, ko-monomer ve katalizör reaktöre konulur; reaktörde, büyüyen
polimer taneciklerinin oluşturduğu bir akışkan-yatak vardır; 20 kg/cm2

basınç ve 100 °C dolayında çalışır. Reaksiyon yatağına akan reaksiyon gazı, tek kademeli bir santrifüj kompresörüyl  sirküle ettirilir; böylece, polimerizasyon reaksiyonu
için gerekli ham madde sağlanırken, yataktan reaksiyon ısısı da uzaklaştırılır.
Sirkülasyon gazı bir ısı değiştiriciden  geçirilerek soğutulur. Granüler ürün, aralıklarla, ürün deşarj tanklarına akar. Burada reaksiyona girmemiş gaz, üründen ayrılır. Çıkan gaz sıkıştırılır ve tekrar reaktöre göderilir. Üründe kalan hidrokarbonlar azotla süpürülür. Granül ürün düşük enerjili bir sistemde pellet şekline getirilir.
Polimerin yoğunluğu 0.915-0.970   aralığında kolay kontrol edilir.
Molekül ağırlığı dağılımı, katalizöre göre, dar veya orta genişliktedir.

Erime akışı 1 den 200 ün üstüne kadar değiştirilebilir.

​