מכון ויצמן למדע - המחלקה להוראת המדעים - כימיה ותעשייה

דור כימיקלים

חיפוש

דור כימיקלים

מידע כללי

המפעל הוא בבעלות פרטית (משפחת דנקנר).
נוסד בשנת 1973 ומעסיק 120 עובדים.

מוצרים ותהליכים

במפעל מייצרים מתאנול, פורמאלדהיד, פאראפורמאלדהיד, מימן ו-MTBE (מתיל t – בוטיל אתר).
חומר הגלם העיקרי במפעל הוא הנפטא, המועבר בצינור ישירות מבתי הזיקוק.

תהליך ייצור המתאנול

השלבים העיקריים בתהליך הייצור של מתאנול הם:

1. ניקוי הנפטא משאריות של גופרית.
סילוק החמצן – נעשה בעזרת סילון גז.
סילוק הגופרית – הנפטא מכילה שאריות של תרכובות גופרית. סילוק הגופרית מתבצע בפאזה הגזית בשני שלבים:
1. בשלב הראשון תהליך חיזור בנוכחות הזרז Ni/Mo שבו נוצר H2S.
2. בשלב השני נספג ה- H2S(g) שנוצר בשלב הראשון ע"י ZnO(s) לקבלת ZnS(s) . הנפטא היוצאת מכילה פחות מ- 0.05ppm גפרית.

2. פירום הנפטא על ידי קיטור לקבלת "גז הסינתיזה"(CO, CO2, H2) מתבצע במגדל גדול המכיל בתוכו הרבה צינורות, דרכם זורמים הנפטא והקיטור. במתקן זה עובר הנפטא פירום ע"י הקיטור בנוכחות זרז Ni לקבלת הגזים H2 , CO , CO2 . הפירום נעשה בטמפ' של .8000C החימום מתבצע בעזרת מבערים הנמצאים בראש המגדל (חומר הדלק בהם הוא גז מתאן). יש צורך בעודף של קיטור על-מנת למנוע פיחום. ככל ששרשרת הנפטא ארוכה יותר – צריך כמות גדולה יותר של קיטור.
גז הסינתיזה היוצא ממגדל הפירום מכיל: CH4, CO2 , CO, H2O (כל החומרים במצב גזי).
בתהליך הקירור של הגז – מופרדים המים.


3. הפקת המתאנול בתגובה בין CO, CO2 ו- H2 .
התגובות המתרחשות:

(CO(g) + 2H2(g) [1] CH3OH(g

CO2(g) + 3H2(g) [1] CH3OH(g) + H2O(g)

מתקן התגובה מלא כולו בעשרות טון של זרז Cu (בצורת "ספגטי קצוץ").
על-מנת לשפר ולהעלות את % ההמרה הנמוך (3%) מסחררים את תערובת המגיבים (לאחר הפרדת המתאנול והמים על-ידי קירור) ומחזירים אותה לריאקטור.

התגובות הנ"ל אכזותרמיות ולכן מבחינה תרמודינמית יש עדיפות לעבודה בטמפ' נמוכות, אבל בטמפ' נמוכות התגובות איטיות ולכן משתמשים בזרז. כדי לשמור על טמפ' קבועה במתקן התגובה, מכניסים את הגז הנמצא בטמפרטורה של 500c דרך 2 נק' בריאקטור. (השיטה ידועה בשם cold shock).
בכל זמן התגובה מתקיים מעקב אחר שינויי טמפרטורה בריאקטור.


4. הפרדת המתאנול מתערובת התגובה.

תערובת המתאנול והמים היוצאת מהריאקטור עוברת זיקוק ב - 2 מגדלים על-מנת להפריד את המתאנול.

תפוקה: 150 טון ליום.
מפעל זה הוא הספק העיקרי של המתאנול בישראל. טיב המתאנול המיוצר במפעל מעולה.
השימוש בנפטא כחומר גלם מייקר את התהליך ולכן המפעל אינו מייצא מתאנול. במפעלים מקבילים בעולם משתמשים בחומר גלם זול יותר – גז טבעי. (באירופה – מזרימים גז טבעי בצינורות מסיביר).

תרשים- מתקן המתאנות

המתאנול משמש כחומר גלם:
1. לייצור CH2O – מתאנאל – (פורמלין) במפעל.
2. לייצור MTBE במפעל.
3. לייצור מתיל ברומי במפעל "תרכובות ברום" (רמת חובב).
4. לייצור תרופות.
5. להפקת תרכובות פחמן שונות במפעלים שונים (לדוגמה "קופולק").

המפעל מזרים את עודפי המימן למפעל "בלו-בנד תלמה" הסמוך, שם עושים בו שימוש בתהליך הקשיית המרגרינה.

תהליך ייצור המתאנאל – פורמאלדהיד – (פורמלין)

ייצור מתאנאל במפעל מתבצע בתגובת חימצון מתאנול על-ידי החמצן שבאוויר בנוכחות זרז כסף (Ag).

מיתקן התגובה:
הטמפרטורה בריאקטור היא 6000C בתנאים אלו כל התוצר מתפרק בחזרה ולכן צריך לקררו מהר. למתאנאל יש נטייה להתפלמר מהר ולכן מכניסים מים מלכתחילה.
הזרז כסף – Ag , צריך לעבור תחילה תהליך של סינטור והתקשות ואחר כך הוא מפוזר ידנית.
צריך לנקותו מדי פעם כי הוא סופח פיח.
מצנן אדים – מתקן המשמש לקירור תערובת התגובה. המתקן בנוי כמערכת של הרבה צינורות בהם זורמים מים ההופכים לקיטור.
תערובת התגובה המקורית מועברת למגדל ספיגה בו מופרד המתאנאל משאר החומרים על-ידי ספיגתו במים. החנקן משתחרר למעלה. בחלקו העליון של מגדל הספיגה יש מגשים וזרם של מים שסופג את שאריות המתאנאל שנסחפו למעלה עם החנקן.
הפורמלין – תמיסה מימית של מתאנאל – מכיל מעט מתאנול (מונע התפלמרות).

תפוקה – 30 אלף טון בשנה.

תרשים - מתקן המתאנאל

שימושים:
1. לייצור פאראפורמאלדהיד במפעל.
2. לייצור דבקים ושרפים המשמשים בתעשיית העץ להכנת סיבית, מלמין,
פורמייקה, פלטות סנדביץ.
3. לחקלאות. ניתן לחטא את הקרקע לפני הזריעה עם תמיסת פורמלין.
החיטוי מונע התפתחות פטריות וחיידקים, דבר המשפיע בצורה דרמטית
על טיב היבול וכמותו.
הפורמלין מתפרק לאחר השקיה ל- CO2 כך שאין זיהומים משניים.


תהליך ייצור MTBE (מתיל t – בוטיל אתר)

המתקן הוקם בשנת 1984.
MTBE מתקבל בתגובת הסיפוח של מתאנול ל - 2 מתיל פרופן (איזובוטן).

CH3OH(l) + (CH3)2C=CH2 [1] (CH3)3COCH3

תערובת הבוטאנים המשמשת כחומר גלם מובאת מבתי הזיקוק בצינורות. תערובת זו מכילה כ - 25% איזובוטן.
בריאקטור המלא בשרף קטיוני (הדומה לזה הנמצא בעמודים לריכוך מים) מתרחשת תגובה לא מלאה, ולכן ממשיכים את התגובה בריאקטור נוסף.
את ה-MTBE מפרידים במגדל זיקוק. במגדל המיצוי מפרידים את המתאנול מתערובת הבוטאנים בעזרת מיצוי עם מים.
תערובת הבוטאנים שנשארת מוחזרת לבתי הזיקוק.
תערובת המתאנול והמים מועברת למגדל הזיקוק של מתקן המתאנול.

תפוקה – 20 אלף טון לשנה.

תרשים - מתקן MTBE

שימושים
כתוסף לדלק במקום עופרת טטרה אתילית ל-MTBE יש מס' אוקטאן 130, ולכן הוא יכול להעלות את מס' האוקטאן של הדלק.






שילוב בתוכנית הלימודים

חימצון-חיזור: חימצון מתאנול למתאנאל.
תרכובות פחמן: תגובות סיפוח להלוגנים- הפקת MTBE על-ידי
סיפוח מתאנול ל- 2 מתיל פרופאן.
כהלים- הפקת מתאנול וחימצונו למתאנאל.
שיווי-משקל: הפקת מתאנול, מתאנאל ו- MTBE.
תעשייה כימית: שיקולים בקביעת מיקומו של מפעל- בסמוך למקור
חומרי הגלם (בתי הזיקוק).

חומרי למידה

1. "הכימיה אתגר- תרכובות הפחמן" / נאוה מילנר, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע רחובות.
ניתן לרכשו בחנויות הספרים או אצל גסטליט.


שתף את הפוסט
}
צור קשר
  • מכון ויצמן למדע
  • המחלקה להוראת המדעים - כימיה ותעשייה
  • הרצל 234
  • רחובות
השאירו לנו הודעה

עיצוב: לירן פתימר תכנות: אייל קרפל
מכון ויצמן למדע כל הזכויות שמורות © 2016.