31درصدپروپیلن جهان در واحدهای FCC پالایشگاه ها تولید می شود

پروپیلن که با نام‌های پروپن و یا متیل اتیلن نیز شناخته شده است، یک ترکیب آلی اشباع نشده با فرمول شیمیایی CH₃CH = CH₂ می‌باشد. این گاز بی‌رنگ بوده و بوی ضعیف شبیه به نفت دارد و از برش‌های سبک نفتی به راحتی بدست می‌آید. پروپیلن پس از اتیلن به عنوان دومین الفین سبک مورد استفاده در صنعت پتروشیمی می‌باشد.

از پروپیلن در تولید پلی‌پروپیلن، پروپیلن اکسید، آکریلونیتریل، اکریلیک اسید، فنول، اکسوالکل‌ها، ایزوپروپیل الکل، مواد واسط برای خودروسازی و ساختمان سازی و غیره استفاده می‌شود. فرآیندهای متداول تولید پروپیلن به سه دسته‌ی

کراکینگ بخار[۱]
بازیابی جریان‌های پالایشگاهی در واحدهای FCC/RFCC/DCC[۲]
فرآیندهای on-purpose

تقسیم می‌شوند.

بر اساس شکل فوق مشخص است که ۴۷% از پروپیلن تولیدی در دنیا در سال ۲۰۱۹ در کراکرهای بخار تولید شده است و ۳۱% دیگر نیز از واحدهای FCC حاصل شده است. پیش‌بینی می‌شود که تا ۱۰ سال آینده، رتبه دوم تولید پروپیلن با سهم ۲۶ درصدی، همچنان در اختیار واحدهای FCC بماند.

کراکینگ بخار (Steam Cracker)، به عنوان یکی از فرآیندهای اصلی در صنعت پتروشیمی محسوب می‌شود که با دریافت طیف متنوعی از خوراک‌های گاز و مایع (به تنهایی و ترکیبی) امکان تولید محصولات پایه الفینی (اتیلن، پروپیلن و بوتادین) و آروماتیکی (بنزن) را فراهم می‌کند.

فرآیند کراکینگ بستر سیال (FCC) ، یکی از مهمترین فرآیندهای پالایشگاهی است که هدف عمده آن، تبدیل برش‌های سنگین و کم‌ارزش نفتی به فرآورده‌های با ارزش و سبک است.

فرآیندهای on-purpose نیز تکنولوژی‌های جدیدی هستند که به منظور افزایش تولید پروپیلن معرفی شده‌اند که می‌توان به تکنولوژی هیدروژن‌زدایی از پروپان (PDH)[۳]، روش Metathesis الفین‌ها، تکنولوژی‌های تبدیل متانول به الفین و پروپیلن (MTO/P)[۴] اشاره کرد.

پروپیلن گرید پالایشگاهی نسبت به پروپیلن گریدهای پلیمری و شیمیایی، برای تولید کیومن، ایزوپروپیل الکل مناسب‌تر می‌باشد. در این یادداشت بررسی فناوری‌های FCC/RFCC/DCC که در پالایشگاه‌ها برای تولید پروپیلن مورد استفاده قرار می‌گیرد، بررسی خواهد شد. فرآیندهای شکست کاتالیستی بستر سیال به سه دسته کلی قابل تقسیم هستند:

– واحد کراکینگ بستر سیال (FCC): یکی از مهمترین فرآیندهای تبدیلی می‌باشد که در پالایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فرآیند، برش‌های سنگین نفتی را به محصولات سبک‌تر و با ارزش‌تر مانند بنزین، پروپیلن و سایر محصولات تبدیل می‌کند. واحدهای FCC انعطاف‌پذیری لازم برای شکست طیف وسیعی از مواد اولیه با شرایط مختلف برای افزایش سودآوری پالایشگاه را دارند به طوری که بیشینه کردن تولید پروپیلن از واحدهای FCC به ابزاری مهم برای حفظ رقابت‌پذیری در پالایشگاه‌ها تبدیل شده است.

– فرآیند RFCC: فرآیند شکست کاتالیستی که خوراک آن باقیمانده‌های سنگین است، RFCC نامیده می‌شود. در این فرآیند، هیدروکربن‌های نفتی نسبتا سنگین به محصولات سبک‌تر ازقبیل بنزین وپروپیلن تبدیل می‌شوند. این عمل از طریق تماس هیدروکربن‌های نفتی سنگین با کاتالیست در شرایط خاصی از دما و فشار و در مدت زمان معین انجام می‌گیرد.

– فرآیند DCC: یک فناوری شکست کاتالیستی به منظور شکستن خوراک با ترکیبات سنگین هیدروکربنی از قبیل (Vacuum Gas Oil) VGO، (Vacuum Tower Oil) VTB و (De-asphalted Oil) DA، به الفین‌های سبک از قبیل اتیلن، پروپیلن و بوتیلن و همچنین گاز مایع، بنزین و محصولات میان تقطیر است.

معمولا هدف اصلی از فرآیند DCC، تولید بیشترین مقدار پروپیلن و یا الفین‌ها از خوراک است. فرآیند DCC بسیار شبیه به فرآیند FCC است. در این فرآیند خوراک به همراه بخار در راکتور توزیع می‌شود و در معرض تماس کاتالیست قرار می‌‌گیرد و به طوری که خوراک سنگین به ترکیبات سبک شکسته می‌شود. دمای کراکینگ یکی از مهم‌ترین مشخصه‌ها در این واکنش‌ها است که در مقایسه با دمای واکنش در فرآیندهای دیگر، دمای فرآیند DCC بالاتر است که این امر به دلیل طراحی ویژه کاتالیست در فرآیند DCC می‌باشد.

همانطور که اشاره شد، شرایط عملیاتی، نوع کاتالیست، تجهیزات و خوراک این واحدها، نوع و مقدار محصولات خروجی مانند مقدار پروپیلن را تحت تاثیر قرار می‌دهد. لذا شرکت‌های مختلف با در نظر گرفتن این موارد، واحدهای موجود را توسعه داده و تکنولوژی‌های جدیدی ارائه کردند. طراحی و یا اصلاح اغلب این واحدها به‌طور عمده توسط هفت شرکت صاحب نام به شرح ذیل انجام گرفته‌است:

ABB Lummus Global & CB&I
Exxon Research and Engineering (ER&E)
Kellogg Brown & Rout-KR (Formally+ HEM.W. Kellogg Company)
Shell Oil Company
(UOP) Universal Oil Products
Axens
Shaw and Research Institute of Petroleum Processing, Sinopec

هر یک از این شرکت‌ها تغییراتی در واحدهای FCC/RFCC/DCC به وجود آوردند و لایسنس خود را ارائه کرده‌اند که در شکل زیر برخی از این لایسنس ها ذکر شده است.

با توجه به متفاوت بودن نوع خوراک ورودی، شرایط عملیاتی، کاتالیست و تجهیزات مورد استفاده در هر یک از این فناوری‌ها، میزان پروپیلن متفاوتی تولید می‌شود که در شکل زیر به برخی از آن‌ها اشاره شده است.

مرکز مطالعات زنجیره ارزش معتقد است که واحدهای FCC می‌توانند دو مورد از مشکلات اساسی صنعت پالایش نفت را حل کنند. یکی از این مشکلات مربوط به سطح فناوری و پیچیدگی صنعت پالایش است که در تولید بالای فرآورده‌های سنگین (۲۳% مجموع نفت کوره و وکیوم باتوم) خلاصه می‌شود. مشکل دوم نیز مربوط به کمبود پروپیلن در زنجیره ارزش صنعت پتروشیمی است. فرآیند FCC با دریافت خوراک سنگین و تبدیل آن به فرآورده‌های باارزش‌تر و همچنین تولید پروپیلن، هر دو مسئله را در صنعت نفت تا حد خوبی مرتفع خواهد کرد کما اینکه واحدهای FCC در پالایشگاه‌های شازند اراک و آبادان توانسته‌اند بخشی از برش‌های سنگین را به محصولات باارزش تبدیل کنند و ۲۵% از پروپیلن تولیدی کشور را تأمین نمایند. البته فناوری‌هایی که در این یادداشت اشاره شد، قطعا نیاز به سرمایه‌گذاری‌های چند صد میلیون دلاری دارد و شرکت‌های یادشده نیز عمدتا به سختی با ایران وارد همکاری می‌شوند. البته پیچیدگی بهره‌برداری از این واحدهای بستر سیال را نیز باید به چالش‌های فوق افزود. در هر صورت به نظر می‌رسد که توسعه این واحدها در پالایشگاه‌های موجود از طریق طرح‌های ارتقای پالایشگاهی، اولویت بالاتری نسبت به احداث پالایشگاه‌های جدید و تولید نفت کوره جدید دارد؛ به ویژه این که پروپیلن نیز در این پالایشگاه‌های جدید تولید نشود.

[۱] Steam Cracking

[۲] Fluidized Catalytic Cracking Units

[۳] Propane Dehydrogenation (PDH)

[۴] MTO and MTP

لینک PDF یادداشت

بررسی-فرآیند-شکست-کاتالیستی-بستر-سیال-FCC-جهت-تولید-پروپیلن دریافت

کد : 395

گروه : اخبار رسانه ها

تاریخ : 12 ماه پیش

پرینت

کپی لینک کوتاه