جهت نگارش مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید پارافین کلره با اطلاعات کاملاً به روز ، 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 تولید پارافین کلره را که در سال های قبل نگارش شده است را صرفا جهت مطالعه از انتهای صفحه دانلود نمایید.

---

✔️ پارافین کلره (صنعتی) چیست و چه استانداردهای تولیدی دارد!

---

پارافین کلره یا صنعتی با فرمول عمومی  C_nH_2n+2-mCL_m و کد آیسیک 23201316 ، نام گروهی از محصولات صنعتی است که طی فرآیند کلراسیون پارافین C₁₀ −C₃₀ با محتوای کلر 70-20 درصد وزنی به دست می آیند.

پارافین های کلره تحت عناوین تجاری نظیر chlorowax, chlorafin, cereclor, chloroparaffin witaclor و ... توسط تولید کننده های مختلف به بازار عرضه می شود.

نام تجاری پارافین کلره نشان دهنده دو مشخصه یعنی محتوای کلر و کارخانه سازنده محصول می باشد. به عنوان مثال 40chlorowax ، پارافین کلره ای با محتوای 40% کلر محصول کارخانه  Diamond بوده و 70 cereclor ، پارافین کلره ای با محتوای 70% کلر محصول کارخانه ICI است.

پارافین های کلره (صنعتی) اوایل دهه 1930 ارزش صنعتی پیدا کردند و از آغاز جنگ جهانی دوم مصرف آنها به طرز چشم گیری افزایش یافت زیرا از این ماده به عنوان عامل ضد آتش و جلوگیری کننده از پوسیدگی در ساخت مواد دیگر استفاده شد.

از دهه 1960 باز هم مصرف پارافین های کلره (صنعتی) افزایش یافت و این به خاطر فراوانی و قیمت پایین پارافین بود و سبب شد که پارافین کلره به عنوان یک پلاستیسایزر مؤثر برای PVC  به کار رود.

پارافین های کلرداراز نظر طول زنجیره کربنی به سه گروه زیر تقسیم بندی می شوند :

• طول زنجیره کوتاه C₁₃ - C₁₀
• طول زنجیره متوسط C₁₇ - C14
• طول زنجیره بلند C₃₀ - C₁₈

خواص پارافین های کلرداربا تغییر طول زنجیره کربنی آن ها در درجه کلریناسیون به شدت تغییر می نماید. پارافین های کلرداربا طول زنجیر متوسط (MCCPs) بیشترین تولید و مصرف را در منطقه آمریکای شمالی دارد. (در حدود 45%) کلروپارافین ها با طول زنجیره بلند (LCCPs) مقام دوم را دارد ( در حدود 33%) و پارافین های کلرداربا طول زنجیر کوتاه (SCCPs) کمترین میزان را به خود اختصاص داده اند.

معادله عمومی واکنش بین یک مولکول پارافین و گاز کلر را می توان به صورت زیر نشان داد :

C_n H_2n+2  + mCL₂   → C_nH_2n-2-m  CL_m + mHCL   

طبق رابطه واکنش علاوه بر کلروپارافین ، گاز هیدروژن کلرید نیز تولید می شود که می تواند به عنوان محصول جانبی جداسازی گردد.

خوراک به کار گرفته شده در این فرآیند بطور متوسط پارافین C₂₅H₅₂ در نظر گرفته می شود می توان نوشت :

C₂₅H₅₂ + 8 CL₂ → C₂₅H₄₄ CL₈ + 8 HCL 

✳️ معرفی روش های تعیین کیفیت پارافین های کلره (صنعتی) !

خواص فیزیکی و شیمیایی پارافین های کلره (صنعتی) بستگی به نحوه تولید آن ها دارد. محصولاتی که در یک فرآیند پیوسته تولید می شوند دارای پایداری حرارتی کمتر و فراریت بالاتر نسبت به محصولات تولید شده در فرآیند نوبتی می باشند. مثلاً نحوه توزیع کلر درون پارافین و یکنواخت بودن آن اثر زیادی روی کیفیت محصول می گذارد.

اگر چه پارافین های کلردار به خوبی شناخته شده اند و مواد بسیار مهمی در بسیاری از کاربردها می باشند ، اما اطلاعات اندکی در مورد آن ها و روش تجزیه و آنالیزشان برای تعیین میزان ترکیب یا میزان حضورشان در محیط وجود دارد.

تجزیه پارافین های کلردار توسط کروماتوگرافی گازی (GC) بسیار مشکل است چرا که اولا پارافین های کلردارمخلوط های بسیار پیچیده ای هستند و از سوی دیگر به هنگام آنالیز در ستون های کروماتوگرافی تجزیه شده و به مواد دیگری تبدیل می شوند. به عبارت دیگر ، حساسیت سیستم های کروماتوگرافی موجود برای تجزیه آن ها کافی نیست.

تحقیقات اخیر نشان می دهد که با ترکیب دو روش کروماتوگرافی گازی توسط ستون کاپیلاری و یونیزاسیون شیمیایی یون منفی با اسپکتروسکوپی می توان نتایج بهتری را به دست آورد. جداسازی و تشخیص کلروپارافین های ایزومری و همولوگ با استفاده از این روش به دست می آید.

برای کنترل کیفیت کلروپارافین ها عموماً خواصی مانند دانستیه ، ویسکوزیته و مقدار کلر در مقدار معینی از محصول تعیین می گردد. روش های استاندارد پیشرفته ای برای تعیین دانسیته و ویسکوزیته وجود دارند.

به منظور تعیین مقدار کلر ، کلروپارافین تحت شرایطی کاملاً مشخص سوزانده می شود ، سپس با روش های میکروکالریمتری مقدار کلر تعیین می شود. بهترین نتایج با استفاده از روش Wulzschmitt به دست می آید که در آن یک نمونه کوچک کلروپارافین در یک بمب نیکل در حضور یک مقدار اضافی سدیم پراکسید سوزانده می شود.

✳️ روش های حمل و نگهداری پارافین های کلره (صنعتی) چگونه باید باشد!

پارافین های کلره در درجه حرارت محیط خورنده نیستند. بنابراین نگهداری آن ها به مدت چند ماه بدون کاهش کیفیت محصول یا خوردگی در مخازن دارای کویل داخلی امکان پذیر می باشد. درجه حرارت مخزن ذخیره نباید از C° 50 تجاوز چراکه در دمای بالا رنگ محصول تغییر کرده و کدر می شود.

جنس مخازن برای ذخیره سازی کلروپارافین ها از فولاد ضد زنگ و یا آلومینیوم پیشنهاد می گردد. اگر فولادهای معمولی برای ذخیره سازی به کار برده شوند ، حتماً باید سطوح داخلی مخازن از شیشه ، لاک و یا رزین اپوکسی پوشانده شود.

اغلب انواع کلروپارافین ها در درجه حرارت های کم قابل انتقال نمی باشند چرا که ویسکوزیته آن ها بسیار بالاست. بنابراین لازم است برای نگه داشتن کلروپارافین ها در حالت مایع از تانک های دارای کویل حرارتی و یا ژاکت حرارتی سبب گرمایش کلروپارافین تا دمای دلخواه استفاده کرد.

اگر از بخار برای گرم کردن استفاده می شود فشار آن باید در حدی پایین باشد که درجه حرارت آن از C° 25 تجاوز ننماید. جدول شماره 4 اثر درجه حرارت بر ویسکوزیته کلروپارافین را نشان می دهد.

برای انتقال پارافین های کلردارعموماً از پمپ های رفت و برگشتی استفاده می شود. البته این پمپ ها قطعاً باید به تجهیزات لازم برای کارکرد اتوماتیک و شیرهای ایمنی مجهز باشند.

 برای حمل و نقل کلروپارافین ها تانکرهای از جنس فولاد ضد زنگ با ظرفیت m³ 1.5 - 1 مناسب می باشند. علاوه بر این از بشکه های 208 لیتری استاندارد نیز برای نگهداری و انتقال آن ها استفاده می شود.

✳️ جدول زیر اسامی تجاری، کشور و نام شرکت سازنده پارافین های کلره را نشان می دهد:

همینطور جدول زیر نیز سیستم نام گذاری به کار رفته توسط شرکت دینامیت نوبل، برای محصولات witaclor این شرکت را نشان می دهد. در این سیستم نام گذاری اولین رقم از عددی که به دنبال نام تجاری آمده است، نشان دهنده نوع پارافین مصرفی و دو رقم بعدی نشان دهنده میزان کلر محصول می باشد.

✳️ استانداردهای مرتبط با تولید پارافین های کلره به قرار زیر میباشد:

• روش تست چگالی و چگالی نسبی مایعات با چگالی سنج دیجیتالی (شماره استاندارد : ASTM D4052)
• روش تست چگالی، چگالی نسبی (وزن مخصوص) یا وزن API نفت خام و محصولات نفتی مایع با روش هیدرومتر (شماره استاندارد : ASTM D1298)
• روش تست ضریب شکست و پراکندگی شکست مایعات هیدروکربنی (شماره استاندارد : ASTM D1218-02)
• روش تست ضریب شکست مواد ویسکوز (شماره استاندارد : ASTM D1747)
• روش تست رنگ ASTM محصولات نفتی (مقیاس رنگ ASTM) (شماره استاندارد : ASTM D1500)
• روش تست تخمین جرم مولکولی نسبی میانگین روغن های نفتی با اندازه گیری ویسکوزیته (شماره استاندارد : ASTM D2502)

---

✔️ معرفی جامع موارد مصرف و کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) !

---

پارافین های کلره (صنعتی) محدوده کاربردی بسیار وسیعی دارند و از نقطه نظر صنعتی دارای اهمیت زیادی می باشند.

✳️ موارد مصرف عمده پارافین های کلره (صنعتی) عبارت اند از :

1 – کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) به عنوان نرم کننده PVC :

انواع مختلفی از پارافین های کلر داربه عنوان نرم کننده ثانویه در PVC به کار می رود. از مزایای کلروپارافین ها با مقدار کلر 50% و حاوی زنجیرهای کربنی C₁₇ - C₁₄ می توان ویسکوزیته مناسب ، سازگاری بالا و اثر نرم کنندگی بسیار خوب را نام برد. با افزایش مقدار کلر موجود ، سازگاری و ویسکوزیته آن افزایش می یابد ولی از اثر نرم کنندگی آن کاسته می شود. کلروپارافین به عنوان نرم کننده مقاومت آتشگیری زیادی در مقایسه با نرم کننده های آلی و معدنی دارد.

2 - کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) به عنوان عامل ضد آتشگیری :

مواد فوق را می توان برای افزایش مقاومت آتشگیری به لاستیک ها و پارچه ها و پلاستیک ها اضافه نمود. ترکیبات فوق وقتی با موادی نظیر آنتیموان یا فسفر ترکیب می شوند مؤثرتر عمل می نمایند. اگر کلروپارافین ها با لاستیک ها مخلوط شوند باید از تماس مستقیم آن ها با افزودنی های قلیایی یا آمفوتر مانند اکسید روی جلوگیری شود.

3 - کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) به عنوان عامل ضد آب و ضد خوردگی :

کلروپارافین ها با مقدار کلر در حدود 70 - 60 درصد به عنوان عامل ضد آب و ضد خوردگی در پارچه های ضد آب و لباس های غواصی و ... به کار برده می شوند. در موارد ذکر شده کلروپارافین ها به صورت امولسیون یا مخلوط با حلال های آلی استفاده می شوند.

4 - کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) به عنوان ترکیبات آب بندی :

کلروپارافین ها با درصد کلر در حدود 60 - 50 برای آب بندی کردن مناسب اند. کلروپارافین ها با درصد کلر بالاتر ، به دلیل زیاد بودن ویسکوزیته در دماهای کم و مشکل بودن جا به جایی و انتقال آن ها کمتر مورد استفاده قرار می گیرند و پارافین های کلر دار با مقادیر کمتر کلر نیز به دلیل خاصیت چسبندگی کم مناسب نمی باشند.

5 - کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) جهت تولید افزودنی در رنگ ها و جلا ها :

کلروپارافین ها برای بهبود بخشیدن به خواص رنگ ها و جلا ها در فرمولاسیون آن ها به کار می روند ، مواد فوق علاوه بر خاصیت نرم کنندگی در رنگ باعث افزایش مقاومت آن در برابر آب و سایر مواد شیمیایی ضد آتشگیری ، فراریت کم و سازگاری بسیار مناسب در محیط اتمسفر به همراه رزین های خاص می شود. همچنین مقاومت بالایی در رنگ ها و جل اها در برابر نور ماوراء بنفش ایجاد می کند.

6 - کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) جهت برش فلزات:

اضافه کردن کلروپارافین ها به روغن برش فلزات باعث افزایش ظرفیت و سرعت عمل دستگاه برش می شود. ماده فوق باعث ایجاد کلرید فلز روی سطح قطعه می گردد که خواص روانکاری مناسبی را دارد و از جوش خوردن قطعات فلز روی هم جلوگیری می کند. انتخاب کلروپارافین و میزان مواد افزودنی به نوع کاربرد و نحوه فرآیند دارد.

راهنمای تخمینی فرمول روغن های مورد استفاده در برش کاری فلزات به قرار زیر میباشد:

• سیال سوراخ کننده قوی : (افزودنی ها : اسیدهای چرب 10% + کلر 60%)
• سیال برنده خیلی قوی : (افزودنی ها : اسیدهای چرب 10% + سولفور 1% + کلر 30%)
• سیال با قدرت متوسط تا زیاد : (افزودنی ها : روغن های چرب %(5-1) + سولفور %(0.5-1) + کلر %(10-5))
• سیال با قدرت کم تا متوسط : (افزودنی ها : روغن چرب %(5-1) + سولفور 0.2% + کلر %(5-2))

7 - کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) به عنوان پرداخت کننده نهایی چرم :

به دلیل قطبی بودن کلروپارافین ها ، ترکیب آن ها با مواد آمین موجود روی سطح چرم مقاومت مناسبی در برابر رطوبت به چرم می دهد و آن را انعطاف پذیر می نماید. امولسیون های خاصی از کلروپارافین ها برای این منظور به کار می رود.

8 - کاربرد پارافین های کلره (صنعتی) جهت تولید چسب و آژندها :

گریدهای مختلفی از پارافین های کلر داربه عنوان نرم کننده های ضد آتش و غیر فرار در چسب ها و آژندها استفاده قرار می گیرد.

پارافین های کلردارکاربردهای زیادی در پلی سولفیدها ، پلی اورتان ها ، اکریلیک و بوتیل آژندها دارند که موارد فوق در ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند. فراریت کم انواع کلر در آژندها برای ساخت پنجره های دو و سه جداره کاربرد دارد.

✳️ آیا پارافین های کلره (صنعتی) کالای جایگزینی در صنعت دارند!

امروزه در دنیا تمایل زیادی برای جایگزین کردن پارافین های کلره به عنوان پلاستیسایزر به جای پلاستیسایزرهای فتالاتی در PVC انعطاف پذیر وجود دارد.

دلیل اصلی این تمایل، کاهش در قیمت فرمولاسیون به علاوه خواصی مانند دیر سوز شدن، افزایش مقاومت PVC نسبت به آب و سایر مواد شیمیایی و پایداری بیشتر ویسکوزیته PVC حاصل است.

پارافین های کلره همچنین به عنوان پلاستیسایزر در پلی اورتان و درزبندهای پلی سولفیدی مایع جایگزین فتالات ها شده است. در اینجا نیز کاهش قیمت مهم ترین فاکتور جایگزینی است. علاوه بر آن حلالیت خیلی کم در آب و پایداری در مقابل تخریب زیستی نیز از عوامل مؤثر در این زمینه است.

به عنوان مثال درزبندهایی از این نوع در محیط های خورنده زیستی مانند فاضلاب ها کاربرد دارند. از سوی دیگر فراریت کم آنها سبب می شود که بتوان از آنها به عنوان یک پلاستیسایزر خوب در تولید درزبندهای ایزوله کننده گاز استفاده کرد.

گریدهای متداول در این زمینه با نام های تجاری M50 , S52 , 63L , Cereclor 56L در بازار ارائه می شوند. در چسب هایی مانند چسب های hot melt، حساس به فشار و امولسیون های پلی وینیل استات نیز استفاده از این پلاستیسایزر ها مفید است. 

---

✔️ تشریح فرایند تولید پارافین های کلره (صنعتی)!

---

پارافین های کلره از وارد شدن گاز کلر به ترکیب ساختمانی پارافین ، در غیاب هر گونه محلولی در دمای 100 - 80 در جه سانتی گراد تولید می شود. دماهای خارج از گستره فوق مطلوب نیستند چون باعث ایجاد واکنش های نامطلوب می گردد و محصول تولید شده را سیاه و یا تیره می نماید.

نور مرئی برای آغاز شدن واکنش در دماهای نسبتا کم بسیار موثر می باشد. با شروع واکنش ، منبع نور حذف می گردد و یا   از شدت آن کاسته می شود. هیچ کاتالیستی برای شروع کلریناسیون لازم نمی باشد. انتقال کلر از فاز گازی به فاز پارافین مایع بسیار مهم است وسرعت واکنش و مشخصات هیدروژن کلرید تولید شده نیز حائز اهمیت می باشد.

آنتالپی واکنش برابر با Kcal/mol 150 می باشد ، بنابراین واکنش گرمازااست وراکتورهای مورد استفاده باید خنک گردند. دو نوع فرایند پیوسته و ناپیوسته برای تولید پارافین های کلره در مقیاس صنعتی به کار می روند. فرایندهای ناپیوسته به دلیل هزینه های کم تجهیزاتی در ظرفیتهای پائین ترجیح داده می شوند.

اساس روش تولید در فرایند پیوسته نیز همین می باشد ولی در فرآیندهای پیوسته از چند راکتور استفاده می شود.

پارافین های کلره با عبور دادن گاز کلر خالص از درون پارافین مایع در دمایی بین 80 تا 100 درجه سانتیگراد تولید می گردد. دمای فرایند به طول زنجیره خوراک پارافین بستگی دارد.

در دماهای فوق فرایند کلریناسیون به صورت گرما زا انجام می شود و برای آنکه دما را در 100 درجه سانتیگراد نگه داریم نیازمند سرد کردن هستیم. به طور کلی برای شروع فرایند کلریناسیون نیازی به کاتالیست نداریم. برخی تولید کنندگان با استفاده از نور ماوراءبنفش سرعت واکنش را کنترل می کنند.

اشتباه در نحوه کنترل فرایند گرمازای کلریناسیون باعث دستیابی به محصولی ناپایدار با رنگی نامطلوب می گردد.

پس از دستیابی به درجه کلریناسیون مطلوب ، فرایند با متوقف ساختن جریان کلر خاتمه می یابد. درجه کلریناسیون مطلوب از طریق دانسیته و ویسکوزیته تخمین زده می شود.

سپس راکتور با نیتروژن و یا هوا شسته می شود تا کلر اضافی و گاز هیدروکلریک اسید خارج شود. در این مرحله مقادیر کمی از مواد پایدار کننده اضافه می شود تا از تجزیه کلروپارافین جلوگیری به عمل آید. به طور کلی، بموازات تولید هر تن ماده کلروپارافین تقریبا 1.5 تن هیدروکلریک اسید تولید می شود. بنابراین مصالح به کاررفته در ساختمان تجهیزات باید در مقابل خوردگی مقاوم باشند.

اوایل ، مخزن راکتور با سرب یا سرامیک پوشیده می شد ولی امروز استفاده از الیاف سنتتیک مسلح به الیاف شیشه ترجیح داده می شود. در تجهیزاتی چون پمپ ها ، شیرها و خطوط لوله باید از پوشش های ضد خوردگی استفاده شود.

برای اقتصادی نمودن فرآیند تولید کلروپارافین باید میزان تولید هیدروکلریک اسید تولیدی را تا حد امکان افزایش داد.

✳️ روش های تولید پارافین های صنعتی کلره به شرح زیر میباشند:

همانگونه که در بخش قبلی بیان گردید برای تولید کلروپارافین مواد اولیه مورد نیاز عبارت اند از پارافین با تعداد کربن های مناسب و گاز کلر که در یک راکتور در مجاورت هم قرار می گیرند. این واکنش بدون حضور کاتالیزور و در درجه حرارتی در حدود 125 انجام می پذیرد.

برای رسیدن به درصدهای بالای کلروپارافین لازم است که علاوه بر گاز کلر از مواد دیگری مانند کربن تتراکلرید و نیز اشعه ماوراءبنفش جهت تولید رادیکال های آزاد اولیه برای شروع واکنش استفاده می گردد.

کنترل درجه حرارت برای انجام واکنش از اهمیت بالایی برخوردار است چرا که در صورت افزایش درجه حرارت کیفیت محصول پائین آمده و محصولی با رنگ تیره حاصل می گردد. همچنین وجود ناخالصی هائی مانند کلرید فلزات باعث تجزیه کلروپارافین تشکیل شده می گردد. لذا راکتور باید از وجود ناخالصی نیز عاری باشد.

با پیشرفت واکنش به دلیل افزایش مقدار کلر در کلروپارافین حاصل ، ویسکوزیته محصول به تدریج افزایش می یابد لذا مقدار افت فشار گاز کلر درون راکتور به تدریج افزایش می یابد و باید کمپرسور مربوطه فشار قوی تری را تحمل نماید. برای انجام واکنش هر دو نوع راکتور پیوسته و ناپیوسته به کار برده می شود.

اما راکتور ناپیوسته به دلیل آن که می تواند برای تولید انواع مختلف کلروپارافین به کار برده شود و نیز کنترل شرایط واکنش و میزان پیشرفت آن بهتر صورت می پذیرد برتری دارد.

در فلوشیت ضمیمه فرایند تولید کلروپارافین با ظرفیت 6.1 تن در روز حاوی 45 درصد وزنی کلر را نشان می دهد. خوراک به کار برده شده در این فرآیند بطور متوسط پارافین C₂₅H₅₂ در نظر گرفته می شود.

واکنش کلی انجام شده بین پارافین و کلر را می توان به صورت زیر نوشت :

C₂₅H₅₂ + 8 CL₂ →  C₂₅H₄₄C₁₈ + 8 HCL  ∆H = -150 Kj/mol  

نحوه به دست آوردن معادله کلی واکنش در بخش بعدی به تفصیل بررسی گردیده است. برای انجام این واکنش در یک راکتور ناپیوسته پارافین از مخازن V-101 A و V-101 B که برای مایع نگه داشتن پارافین توسط کویل بخار فوق گرم تا درجه حرارت C° 100 گرم می شود توسط پمپ های رفت و برگشتی به درون راکتور R-101 پمپ می گردد.

راکتور دارای ظرفیت 5 تن کلروپارافین است لذا بر اساس استوکیومتری واکنش مقدار لازم پارافین برای تولید با این ظرفیت داخل راکتور ریخته می شود. راکتور مورد نظر که به صورت ناپیوسته کار می کند دارای 6 عدد سینی در قسمت تحتانی است.

گاز کلر از مخزن ذخیره توسط کمپرسور فشرده شده و از طریق لوله های مولد حباب (Sparger) که در انتهای راکتور تعبیه شده است ، وارد بستر پارافین می گردد و بصورت حباب هایی ریز در تماس با پارافین قرار می گیرد و واکنش مورد نظر انجام می پذیرد.

از آن جایی که واکنش انجام گرفته گرما زا است لذا باعث افزایش دمای راکتور می گردد. از سویی افزایش درجه حرارت باعث کاهش کیفیت و تیره شدن رنگ محصول می گردد. لذا باید توسط کولر مواد موجود درون راکتور خنک گردد.

به این منظور همزمان با انجام واکنش به طور پیوسته بخشی از مواد درون راکتور خنک می گردد. بدین منظور همزمان با انجام واکنش به طور پیوسته بخشی از مواد درون راکتور به درون کولر پمپ می گردد.

درون کولر که از تیوب های گرافیتی ساخته شده است، مواد به صورت غیر مستقیم در تماس با آب خنک با دمای C° 25 که از برج خنک کننده خارج شده است قرار می گیرد.

در این شرایط محلول داخل راکتور با دمای C° 25 وارد کولر شده و با دمایی در حدود C° 119 - 118 مجددا از بالای سینی ها به داخل راکتور می ریزد. عمل تماس بین گاز کلر و پارافین که تدریجاً به کلروپارافین تبدیل می شود به مدت 48 ساعت در درون راکتور انجام می شود.

در حین انجام واکنش پس از تماس کلر با پارافین گازهای کلرید هیدروژن و کلر اضافی از بالای راکتور خارج می شوند. به منظور جدا کردن کلرید هیدروژن و گاز کلر ، گاز حاصل ابتدا وارد یک برج جذب C-101 از نوع پر شده می گردد.

در این برج مخلوط گاز HCL و Cl₂ در تماس با آب قرار می گیرد که باعث جذب شدن HCl موجود در گاز می گردد و محلول کلریدریک اسید 24 درصد و گاز کلر از برج جذب خارج می گردد. محلول کلریدریک اسید وارد مخزن V-102 گردد که به عنوان یک محصول جانبی می تواند به بازار عرضه گردد. گاز کلر خروجی از برج C-101 در برج جذب C-102 توسط محلول سود 10 درصد جذب می شود.

در این برج جذب که از نوع پر شده است واکنش های زیر بین کلر و محلول سود انجام می پذیرد.

Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

NaOH + HOCl → NaOCl + H₂O

بدین ترتیب محلولی از سدیم کلراید و سدیم هیپوکلریت تهیه می شود و گاز کلر از فاز گاز به فاز مایع درمی آید. سپس محلول فوق در مخزن V-103 ذخیره می شود. پس از آن که عملیات کلر زنی درون راکتور انجام پذیرفت ، برای خارج نمودن گازهای کلر و کلرید هیدروژن باقی مانده درون بستر کلروپارافین ، هوای خشک و یا نیتروژن به درون راکتور دمیده می شود.

در نتیجه بدین منظور هوای فشرده پس از عبور از یک بستر سیلیکاژل جهت رطوبت گیری از طریق سیستم مولد هوا در انتهای راکتور به مدت 8 ساعت درون برج دمیده می شود. در انتها از طریق دو پمپ موازی از نوع رفت و برگشتی کلروپارافین تشکیل شده وارد مخزن نهایی V-104 می شود.

باید توجه شود که برای بهینه کردن خواص کلروپارافین مواد افزودنی به آن اضافه می شود. افزایش این مواد و ترکیبات می تواند به هنگام هوادهی راکتور انجام به پذیرد که همزمان با ورود هوا عملیات اختلاط مواد به خوبی انجام به پذیرد.

---

✔️ معرفی تشریحی خط تولید پارافین های کلره !

---

همانگونه که در بخش قبل فرآیند تولید پارافین های کلره توصیف گردید ، این واحد شامل راکتور، برج جذب کلریدریک اسید ، برج جذب کلر ، مخازن ذخیره مواد اولیه و محصولات پمپ ها ، کمپرسور و سیستم لوله کشی و اتصالات می باشد.

در این بخش مشروحی از مشخصات هر یک از دستگاه های مورد نیاز ارائه می شود.

1 - مخازن پارافین : V-101A ، V-101B

خوراک ورودی به واحد که برشی از پارافین های C₂₅ - C₂₃ می باشد ، درون مخازن شامل کویل حرارتی نگهداری می شوند که درون این کویل ها بخار داغ جریان دارد و از بسته شدن پارافین درون مخازن جلوگیری می کند. هر کدام از این مخازن حجمی معادل 150 متر مکعب دارند و از جنس کربن استیل می باشند.

2- راکتور (R-101) :

در این راکتور پارافین با کلر واکنش داده و تولید کلروپارافین می کند. پوشش داخلی این راکتور سرامیکی است و این به دلیل جلوگیری از خوردگی می باشد. ارتفاع این راکتور 19 متر و قطر قسمت انتهایی راکتور 2.18 متر و قطر قسمت بالایی راکتور 3 متر می باشد. این راکتور دارای سینی می باشد و در انتهای راکتور یک Sparger برای دمیدن گاز کلر از آن به داخل راکتور وجود دارد.

3 - مبدل خنک کننده (E-101) :

این مبدل حرارتی از نوع پوسته و لوله بوده و لوله ها به دلیل خوردگی دارای جنس گرافیتی می باشند. این مبدل دارای ارتفاع 3.4 متر و قطر 81.6 سانتی متر است. در این مبدل محلول خروجی از انتهای راکتور از درجه حرارت 125 درجه سانتی گراد به درجه حرارت 119- 118 درجه سانتی گراد خنک می شود.

4- برج جذب HCl ، C-101 :

این برج برای جداسازی هیدروژن کلرید و گاز کلر به کار می رود. این برج از نوع برج های پر شده می باشد. برج جذب به ارتفاع کلی 9.52 متر و قطر 81.6 سانتی متر است و دارای پر کننده های از نوع سرامیکی می باشد.

5 - برج سدیم هیپوکلریت C-102 :

گاز کلر خروجی از برج C-101 وارد برج جذب C-102 می شود و توسط محلول سود 10 درصد جذب می شود. این برج از نوع پر شده می باشد. و دارای قطر 81.6 سانتی متر و ارتفاع 8.16 متر می باشد. در این برج سدیم کلراید و سدیم هیپوکلریت تولید می شود.

6 - مخزن ذخیره سدیم هیپوکلریت V-103 :

دارای حجم 375 متر مکعب می باشد. و سدیم هیپوکلریت در این مخزن به عنوان محصول جانبی فرآیند نگهداری می شود.

✳️ بررسی آثار زیست محیطی احداث کارخانه تولید پارافین های کلره !

در هنگام تولید پارافین های کلره چون دورریز ها حاوی مواد سمی نیستند لذا از دیدگاه زیست محیطی مشکل چندانی ایجاد نمی نماید.

البته در این فرآیند گاز کلر و هیدروژن کلرید تشکیل می گردد که توسط آب HCl موجود در آن جدا شده و به صورت محلول کلریدریک اسید 24 درصد به عنوان محصول جانبی تولید می شود و گاز کلر نیز توسط محلول سود 10 درصد خنثی شده و محصول جانبی هیپوکلریت سدیم به دست می آید.

تنها نکته مهم در هنگام حمل و نقل پارافین های کلره این است که نباید نشتی در مخازن وجـود داشته باشد چرا که آسفالت جاده ها توسط کلروپارافین از بین می رود.

پارافین های کلره ، سمیت بسیار کمی دارند. سمیت آن ها در حدود 4 تا 10 گرم در هر کیلو تخمین زده شده است. و در مورد انسان ها ، طی بررسی های انجام شده ، همین میزان سمیت از نوشیدن ml 400 - 250 کلروپارافین مایع در هر انسان ایجاد می شود.

بررسی های انجام شده برای تعیین سرطان زا بودن پارافین های کلره نشان می دهد که کلروپارافین با زنجیره کربنی کوتاه حاوی 58% کلر ، باعث تومور در موش ها شده است پارافین های کلره از نظر بیولوژیکی غیر سمی می باشند.

دلیل آن که در بعضی کشورها پارافین های کلره تحت عنوان مواد سرطان زا نام گرفته اند این است که کلروپارافین های با زنجیره کوتاه در آزمایشگاه های جانوری ، به عنوان مواد سرطان زا تشخیص داده شده اند. ولی در کل مبنای سرطان زایی در کشورهای مختلف متفاوت می باشد.

کلروپارافین های سمی تر با زنجیره های کوتاه کربنی تقریبا یک سوم یا یک چهارم از کل مقدارکلروپارافین تولید شده در جهان را تشکیل می دهد. پارافین های کلره موادی نسبتا قابل تجزیه در محیط زیست (biodegrade) هستند.

کلروپارافین های با زنجیره متوسط و بلند برای حمل و نقل و ذخیره سازی جزء دسته مواد مسموم قرار نمی گیرند. انواع کلروپارافین با زنجیره کوتاه کربنی ، از سوی سازندگان اروپایی به عنوان ماده مضر برای محیط زیست معرفی گردیده است.

---

✔️ مواد اولیه و یوتیلیتی و پرسنل مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره !

---

✳️ مواد اولیه مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره به قرار زیر میباشند:

• پارافین : Kg525 به ازای یک کیلو گرم کلروپارافین تولید شده ، (مقدار کل : Kg 1128200 در سال)
• سود : Kg42 به ازای یک کیلو گرم کلروپارافین تولید شده ، (مقدار کل : Kg 840000 در سال)
• کلر مایع : Kg48 به ازای یک کیلو گرم کلروپارافین تولید شده ، (مقدار کل : Kg 2184000 در سال)
• پایدارکننده محصول : Kg01 به ازای یک کیلو گرم کلروپارافین تولید شده ، (مقدار کل : Kg 20000 در سال)
• بسته بندی محصول متفرقه (3%) : Drums009 به ازای یک کیلو گرم کلروپارافین تولید شده ، (مقدار کل : Drums 17600 در سال)

✳️ میزان مصرف سالیانه یوتیلیتی مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره به قرار زیر میباشند:

• آب : m³ 13200
• انشعاب برق : KW 150
• گاز : m³ 40000

✳️ پرسنل اداری و تولید مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره !

پرسنل مدیریت و اداری مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره به قرار زیر میباشند:

• مدیر عامل : 1 نفر
• مسئول اداری و مالی : 1 نفر
• کارمند اداری و مالی : 1 نفر
• مسئول تدارکات : 1 نفر
• کارمند تدارکات و فروش : 1 نفر
• منشی : 2 نفر
• انبار دار : 4 نفر
• راننده : 2 نفر
• نظافتچی و آبدارچی : 2 نفر
• نگهبان : 4 نفر

پرسنل تولیدی مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره به قرار زیر میباشند:

• مدیر تولید : 1 نفر
• سرپرست شیفت : 4 نفر
• راننده لیفتراک : 4 نفر
• کارگر بسته بندی : 8 نفر
• کارگر سایت : 8 نفر
• مجموع : 48 نفر

---

✔️ زمین و محوطه سازی و ساختمانهای مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره !

---

✳️ زمین و محوطه سازی مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره به قرار زیر میباشند:

• زمین با مساحت 5000 متر
• مساحت تسطیح زمین 80×150 : 5000 متر مربع
• مساحت دیوار کشی : 440 متر مربع
• مساحت خیابان کشی و آسفالت و جدول کشی و فضای سبز : 1900 متر مربع

✳️ ساختمان های مورد نیاز کارخانه تولید سالانه 2000 تن پارافین کلره به قرار زیر میباشند:

• سوله خط تولید : 800 متر مربع
• سوله انبار مواد اولیه : 500 متر مربع
• سوله انبار محصول : 600 متر مربع
• سوله های تاسیسات برق : 200 متر مربع
• نگهبانی : 80 متر مربع
• ساختمان های اداری ، رفاهی ، خدماتی برای هر نفر پرسنل اداری حدود 20 متر (به علاوه فضاهای عمومی مانند سالن اجتماعات ، نمازخانه و سلف) : 150 متر مربع

---

✔️ آشنایی با خواص فیزیکی و شیمیایی پارافین های کلره (پارافین های صنعتی)!

---

در حال حاضر سالانه بیش از 300000 تن پارافین کلره در دنیا تولید می شود. دلیل این میزان تولید بالا خواص گوناگون و در نتیجه کاربرد وسیع این محصولات در صنعت است.

خواص فیزیکی - شیمیایی پارافین های کلره بستگی به عوامل زیر دارد:

• طول زنجیره هیدروکربن
• محتوای کلر محصول
• شرایط واکنش (به خصوص دمای واکنش)

به این ترتیب از هر خوراک اولیه می توان محصولات متنوعی با کنترل کردن دو عامل محتوای کلر محصول و شرایط واکنش به دست آورد.

محتوای کلر پارافین های کلره، عامل مهمی برای تعیین خواص فیزیکی - شیمیایی محصول است. به طوری که محصول پارافین کلره 60-55 درصد وزنی کلر، به صورت مایع است ، حتی اگر خوراک فرآیند از نظر وزن مولکولی در محدوده واکس ها (بیش از ₂₄C ) باشد.

در حالی که پارافین کلره با 70 درصد وزنی کلر دارای ویسکوزیته بسیار بالا و یا به حالت جامد است، حتی اگر خوراک فرآیند از پارافین های سبک (مثلاً ₁₂C) انتخاب شده باشد.

✳️ خواص فیزیکی پارافین های کلره به شرح زیر میباشند:

پارافین های کلره از لحاظ فیزیکی موادی هموژن هستند. این ترکیبات مایعاتی بی رنگ و یا به رنگ زرد کمرنگ، زرد کهربایی، و یا زرد عسلی هستند.

مهم ترین خواص پارافین های کلره ویسکوزیته، دانسیته، پایداری حرارتی، حلالیت و ضریب شکست است. پارافین های کلره تجاری بدون بو و زرد رنگ هستند. دانسیته رنگ آن ها بستگی به نوع عملیات و شرایط ذخیره سازی دارد.

رنگ اغلب پارافین های کلره در مجاورت گرما به مرور زمان تیره تر می شود که نتیجه ی آزاد شدن گاز HCl است.

جداول زیر خواص فیزیکی پارافین های کلره را نشان می دهند. ویسکوزیته، دانسیته و پایداری حرارتی پارافین های کلره با افزایش میزان کلر در یک هیدروکربن معین و یا با افزایش طول زنجیره هیدروکربن برای یک محتوای کلر ثابت، افزایش می یابد و بر عکس میزان فراریت این محصولات با افزایش طول زنجیر هیدروکربن و یا با افزایش محتوای کلر محصول، کاهش می یابد.

خواص فیزیکی پارافین های کلره (صنعتی) تجاری به قرار جدول زیر میباشند:

a ) ویسکوزیته و چگالی در C°25 اندازه گیری شده است.

b ) پایداری حرارتی طبق روش استاندارد برای مدت 4 ساعت در C° 175اندازه گیری شده است.

c ) فراریت طبق روش استاندارد برای مدت 4 ساعت در C° 180 اندازه گیری شده است

d )  در C° 150 

e ) جامد، نقطه نرم شدن = C°95-100 

جدول زیر نیز خواص فیزیکی پارافین های کلره را ارائه میکند:

پارافین واکس نرم مورد استفاده برای کلراسیون، مخلوطی از (₄₄Heneicosane (C₁₂H و(C₂₂H₄₆)  Docosane با نقطه ذوب°C 40-42 و پارافین واکس سخت مورد استفاده برای کلراسیون، مخلوطی از Tricosane (C₂₃H₄₈) و tetracosane (C₂₄H₅₀ ) با نقطه ذوب 52-53 °C است.

همان طور که در جدول بالا مشاهده می شود، برای یک نوع پارافین مشخص، با افزایش میزان کلر دانسیته ،ویسکوزیته و ضریب شکست محصول افزایش می یابد.

شکل های اول و دوم زیر تغییرات ویسکوزیته و دانسیته پارافین های کلره را بر حسب میزان کلر محصول نشان می دهند.

یکی دیگر از خواص فیزیکی پارافین های کلره، فراریت این محصولات است. میزان فراریت پارافین های کلره به وسیله اندازه گیری کاهش وزن محصول در دمای°C 180  به مدت 4 ساعت تعیین می شود.

همچنین شکل سوم زیر تغییرات فراریت پارافین های کلره را بر حسب میزان کلر محصول نشان می دهد. همان طور که در شکل مشاهده می شود، با افزایش طول زنجیر هیدروکربن و یا افزایش درصد کلر، میزان فراریت کاهش می یابد.

همانطور که گفتیم شکل زیر ویسکوزیته پارافین های کلره شده بر حسب درصد کلر محصول را نشان می دهد:

شکل زیر نیز دانسیته پارافین های کلره شده بر حسب درصد کلر محصول را نشان میدهد:

همچنین شکل زیر نیز فراریت پارافین های کلره در°C 180، بعد از 4 ساعت را نشان میدهد (A : واکس) (B : C₁₄-C₁₇) (C : C₁₀-C₁₂) :

تغییرات نقطه انجماد با درصد کلر در پارافین های کلره توسط Soviet و همکارانش بررسی شده است. با افزایش مقدار کلر تا 36% نقطه انجماد کاهش می یابد و از این درصد به بالا نقطه انجماد افزایش پیدا می کند.

علت این امر آن است که ورود کلر به مولکول پارافین تا محتوای کلر 36 تا 37 درصد باعث کاهش نیروهای واندروالسی شده و ساختمان کریستالی را ضعیف میکند. با افزایش میزان کلر به بیش از 73%، نیروی بین مولکولی به سرعت افزایش یافته و افت ظرفیت تشکیل کریستال را جبران می کند.

پارافین های کلره در آب، گلیسرول، گلیکول، و الکل های سبک نامحلول هستند ولی در هیدروکربن های آلیفاتیک و آروماتیک کلره شده، استرها، اترها، کتون ها، روغن های معدنی و گیاهی حل می شوند. اگرچه حلالیت آن ها در هیدروکربن های آلیفاتیک و آروماتیک غیر کلره کند است. انواع مختلف پارافین های کلره کاملاً در یکدیگر حل می شوند.

✳️ خواص شیمیایی پارافین های کلره (صنعتی) به شرح زیر میباشند:

پارافین های کلره یک ترکیب شیمیایی ساده نیستند. بلکه مخلوط پیچیده ای از مولکول های گوناگون هستند که اختلاف آن ها در طول زنجیر هیدروکربن، تعداد و محل قرار گرفتن اتم های کلر متصل به این زنجیره ها است. به عبارت دیگر از نظر شیمیایی ترکیباتی غیر هموژن هستند.

فرمول شیمیایی پارافین های کلره به صورت C_nH_2n+2-mCL_m است. در این فرمول n معمولاً بین 10 تا 30 و m  بین 1 تا 71 است.

در محصولاتی با درصدهای کم کلر، مولکول های پارافین کلره نشده نیز وجود دارد. مطالعاتی در زمینه توزیع اتم های کلر بر روی زنجیر هیدروکربن انجام شده است و نتایج این مطالعات نشان می دهد که به ندرت دو اتم کلر روی یک اتم کربن قرار می گیرد.

در طی فرآیند کلراسیون پارافین ها، اتم های کربن نوع سوم سریعتر از نوع دوم و اتم های کربن نوع دوم سریعتر از نوع اول واکنش می دهند. ولی پایداری اتم های کلر در پارافین های کلره عکس این قاعده است و از نوع اول به سوم کاهش می یابد.

به عبارت دیگر اتم کلر نوع اول نسبت به نوع دوم و اتم کلر نوع دوم نسبت به نوع سوم پایدارتر است. به این ترتیب می توان نتیجه گرفت که بیشترین اتم های کلری که محصولات تجاری وجود دارند از نوع دوم هستند. لازم به ذکر است که زنجیره های جانبی متیل در پارافین ها معمولاً کلرینه نمی شوند.

پارافین های کلره در اثر تابش نور یا حرارت بیش از °C120 تجزیه می شوند و عمل تجزیه با خارج شدن گاز کلرید هیدروژن صورت می گیرد. به چنین واکنشی دی هیدروکلراسیون (Dehydrochlorination) گویند.

در اثر پلیمریزه شدن آلکن های تولید شده رنگ محصول تیره تر می شود. حضور آلومینیوم، روی و آهن نقش کاتالیزوری دارد و باعث تشدید عمل تجزیه می شود. لذا برای جلوگیری از تجزیه پارافین های کلره در مقابل نور و حرارت و در نتیجه امکان نگهداری و انبار کردن آن ها از مواد افزودنی پایدار کننده استفاده می کنند.

مکانیزم عمل این پایدار کننده ها جذب و خنثی نمودن کلرید هیدروژن تولید شده است. اکسیژن در عمل تجزیه نقش کاتالیستی ندارد و به همین دلیل آنتی اکسیدان ها ارزش پایدارکنندگی را در این مورد ندارند.

علت انتخاب جاذب کلرید هیدوژن به عنوان پایدار کننده آن است که برخی معتقدند کلرید هیدروژن تولید شده خود عامل سرعت بخشیدن به عمل تجزیه است و به عنوان کاتالیست واکنش دی هیدروکلراسیون عمل می کند.

به عبارت دیگر واکنش دی هیدروکلراسیون به صورت اتوکاتالیستی پیشرفت می کند. برخی دیگر نیز معتقدند که کلرید هیدروژن به تنهایی نقش کاتالیستی ندارد،  بلکه در حضور فلزات به خصوص آلومینیوم، روی و آهن این نقش را ایفا می کند. در حضور آهن واکنش دی هیدروکلراسیون حتی در دمای°C 37 شروع می شود.

✍️ جهت تهیه مطالعات بازار و طرح توجیهی تولید پارافین کلره ، 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 پارافین کلره

---

👈 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.