Alkylointiyksikön neutralointi- ja puhdistusprosessin kehittäminen

Tämä diplomityö käsittelee Neste Oilin Porvoon jalostamon HF-alkylointiyksikön alasajon ja huoltopysäytyksen rajapintaa. Työssä tarkastellaan erilaisia vaihtoehtoja alasajon aikaisen neutralointi- ja puhdistusprosessin kehittämiseen huomioiden materiaalitekninen näkökulma. Työn alkuosassa esitellään alkyloinnin perusperiaate, huoltopysäytysprosessi sekä eri neutralointi- ja puhdistusprosessit, joista tarkemmin nykyisin jalostamolla käytettävä EnvTech:n prosessi. Työssä on myös kerrottu alkyloinnin erityisvaatimukset materiaaleille, joista tarkemmin on esitelty perusmateriaaleina käytettävät hiiliteräs A106 sekä Monel® 400. Näiden perusmateriaalien kohdalla on myös esitelty kirjallisuuden pohjalta niiden käyttäytyminen fluorivety-ympäristössä. Työn loppuosassa on esitelty eri vaihtoehtoja, jotta käyttövarmuutta voitaisiin kehittää yhdessä mahdollisesti kasvavien tuotantomäärien kanssa. Putkistojen kohdalla työssä on käsitelty kehityskohteeksi valittua erästä pääkolonni-osaan kuuluvaa linjastoa. Eri vaihtoehtoja on vertailtu teknistaloudelliselta näkökulma ja putkiston kohdalla on työssä päädytty geometrian muuttamiseen sekä koon kasvattamiseen. Työssä on myös esitetty kuumatypetysvaiheen uudelleen aikataulutusta alasajovaiheen nopeuttamiseksi sekä jatkotutkimusehdotuksia putkiston passivoimisesta, rautafluoridikalvon paikalleen jättämiseksi ja huoltopysäytyssyklin kehittämiseksi.

This master’s thesis is an assignment from Neste Oil’s Porvoo refinery and it relates to the processes concerning the shutdown of an HF alkylation unit. The thesis examines alternative choices for developing neutralization- and cleaning phase, additionally taking into consideration the point of view of material technology. The first part of the thesis handles the basic principles of alkylation, the shutdown process and the different neutralization and cleaning processes in which EnvTechs’ process is presented in detail. The first part also shows material specification of an alkylation unit in which carbon steel and Monel® 400 are presented more specifically. The outlined behavior of these base materials in hydrofluoric acid is based on a literature review. In the second part of the thesis is presented different kinds of alternatives for improving reliability of an alkylation unit along with producing growth in production volume. For a development case study a process pipeline from the main column area has been chosen. Suggested alternatives are based on techno-economic comparison and a modification of the geometry and size of this pipeline is proposed. According to the results, hot nitrogen purging should be rescheduled to reach a more effective shutdown, and a follow-up research is presented from the field of passivating of the pipeline, leaving iron fluoride scale on pipes and improving turnaround-cycle.