صفحه نخست » فناوری قابل عرضه » طرح های پیشنهادی » فناوری تبدیل متانول به پروپیلن

پروپیلن یکی از محصولات کلیدی پتروشیمیایی­ست که به عنوان خوراک برای تولید پلیمرهای مختلف و محصولات میانی به کار می‌رود. مهمترین مشتقات پروپیلن عبارتند از: پلی‌پروپیلن، آکریلونیتریل، پروپیلن اکسید، فنول، اکسوالکل، اسید آکریلیک، ایزوپروپیل‌الکل، الیگومرها و دیگر مواد واسط مختلف که در نهایت به صورت مواد مورد نیاز صنایع الکترونیک، خودروسازی، ساختمان‌سازی، بسته‌بندی و نظیر آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در حال حاضر منبع اصلی تولید پروپیلن شکست حرارتی نفتا و سایر هیدروکربن‌ها می‌باشد. با توجه به کاهش منابع نفتا و افزایش قیمت آن، یکی از روش‌های جایگزین برای تولید پروپیلن، روش تبدیل متانول به پروپیلن است. از طرفی با توجه به حجم عظیم ذخایر گازی در کشور و گسترش روز افزون تولید متانول در ایران و جهان و پیش‌بینی کاهش قیمت آن در سال‌های آتی، برنامه ریزی و دستیابی به محصولات با ارزش افزوده بالاتر از متانول، یکی از جنبه‌های اقتصادی استفاده از متانول به جای فروش خام آن می‌باشد.

مشخصات فنی فناوری تبدیل متانول به پروپیلن

 

  فناوری تولید پروپیلن از متانول با نام PVM، توسط شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی توسعه یافته است. در حال حاضر منبع اصلی تولید پروپیلن شکست حرارتی نفتا و سایر هیدروکربن‌ها می‌باشد. با توجه به کاهش منابع نفتا و افزایش قیمت آن، یکی از روش‌های جایگزین برای تولید پروپیلن، روش تبدیل متانول به پروپیلن است. از طرفی با توجه به حجم عظیم ذخایر گازی در کشور و گسترش روز افزون تولید متانول در ایران و جهان و پیش‌بینی کاهش قیمت آن در سال‌های آتی، برنامه ریزی و دستیابی به محصولات با ارزش افزوده بالاتر از متانول، یکی از جنبه‌های اقتصادی استفاده از متانول به جای فروش خام آن می‌باشد.

شرح فرآیند

به صورت کلی فرایند تولید پروپیلن از متانول، از پنج واحد فرآیندی شامل: واحد واکنش، واحد احیاء و بازیابی، واحد جداسازی گازی، واحد متراکم سازی و خشک کردن و در نهایت واحد خالص‌سازی تشکیل شده است.

فرآیند PVM بر پایه واکنش در راکتور آدیاباتیک بستر ثابت می‌باشد. ابتدا در راکتور DME از خوراک متانول آبگیری صورت گرفته تا دی متیل اتر (DME) حاصل شود. خروجی این راکتور مخلوطی تعادلی از آب، متانول و دی متیل اتر است. قسمتی از این مخلوط تعادلی به همراه یک جریان بازگشتی الفینی و بخار تولید شده از جریان بازگشتی آب به اولین راکتور از راکتورهای چند مرحله‌ای و آدیاباتیک PVM وارد می‌گردد. از دیگر محصولات جانبی این فرآیند بنزین و آب می‌باشد. واکنش در راکتورهای PVM در فشار حدود 3/1 تا 6/1 بار و دمایی بین 420 تا 490 سانتیگراد صورت می­گیرد.

با توجه به مزیت کک­گرفتگی کم کاتالیست مورد استفاده در فرآیند PVM شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی، مرحله احیاء کاتالیست به روش ناپیوسته و با عمل ساده سوزاندن کک، در حضور گازهای نیتروژن و هوا با بازده بالا در واحد احیاء انجام می­شود. بخار مورد استفاده در راکتور PVM و آبی که در راکتور DME و راکتور PVM تولید می‌شود، در ستون خنک‌سازی جدا شده و قسمتی از آن به شکل بخار مجدداً به راکتور PVM بازگردانده می‌شود. بعد از جداسازی آب از محصول راکتور PVM، گاز هیدروکربنی باقیمانده به واحد متراکم سازی و خشک کردن فرستاده می‌شود.

واحد خالص سازی شامل 5 برج جداسازی و یک استخراج کننده می‌باشد. در این واحد گاز هیدروکربنی خشک و دارای فشار بالا به محصولات پروپیلن،‌ LPG، بنزین و جریان‌های برگشتی به راکتور PVM، جداسازی می‌شود. محصول اصلی این واحد پروپیلن با گرید پلیمری است و محصولات فرعی گاز مایع (LPG) و بنزین پیرولیز می‌باشد.

نمودار ساده جریان فرایند

شکل 1 نمودار ساده جریان فرایند را نمایش می­دهد. مطابق شکل 2 فرایند از سه واحد واکنش، فشرده سازی و کونچینگ و جداسازی تشکیل می­شود.

[if !vml]d

 

شکل1- نمودار ساده جریان فرایندی واحد PVM

 

 

g

 

شکل 2- واحدهای موجود در فرایند PVM

 

 

مشخصات خوراک مصرفی

مهمترین خوراک مورد استفاده جهت تولید پروپیلن در این فرایند متانول گرید AA است. مشخصات این خوراک در جدول زیر آمده است.

 

جدول 1- مشخصات متانول گرید AA

 

Amount

Specification

0.003  percent by weight, maximum

Acetone and aldehyds

0.002 percent by weight, maximum

Acetone

0.003 percent by weight, maximum

Acidity (as acetic acid)

0.003 percent by weight, maximum

Alkalinity (as ammonia)

Free of opalescence, suspended matter                                                                                         and sediment (clear-colorless)

Appearance

Not darker than color standard No. 30 of  ASTM D 1209, platinum cobalt scale

Carbonizable impurities, color

Not darker than color standard No. 5 of ASTM D 1209, platinum cobalt scale

Color

1.0°C (and shall incl. 64.6 °C ± 0.1)

Distillation range at 760 mm Hg, maximum

0.001

Ethanol, percent by weight, maximum

0.0010

Non-volatile content, g per 100 ml, maximum

Characteristics: non-residual

Odor

No discharge of color in 50 min.

Permanganate fading time

0.7928

Specific gravity at 20°, maximum

0.10

Water, percent by weight, maximum

99.85

Methanol, percent by weight, minimum

 

مشخصات پروپیلن تولیدی

 

در فرآیند PVM توسعه داده شده توسط شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی، متانول در حضور یک کاتالیست به مخلوطی از هیدروکربن­ها که به طور عمده از پروپیلن (گرید پلیمری) تشکیل می‌شود، تبدیل می‌گردد. پروپیلن، محصول اصلی و بنزین و گاز مایع محصولات جانبی این فرآیندند که مشخصات آنها در جداول 2 تا 4 آمده است.

 

جدول 2- مشخصات محصول پروپیلن

 

Unit

Amount

Components

percent by weight, minimum

99.60

Propylene

"

0.40

Methane, ethane, ethylene, propane

ppm by weight, maximum

200

Other paraffines, olefins, naphthenes, aromatics

"

40

Other components (see below)

"

5

Hydrogen

"

0.03

Carbon Monoxide

"

3

Carbon Ddioxide

"

5

Oxygen

"

5

Water

"

2

Acetylene

"

2

Methyl acetylene

"

1

Propadiene

"

3

Butadienes

"

5

Dimethylether (DME)

"

3

Acetone

"

5

Methanol

"

0.05

Cyclopentadiene

 

 جدول3-  مشخصات گاز مایع (LPG)

 

Unit

Amount

Components

percent by weight, minimum

0.2

C2- Hydrocarbons

"

10 – 25

C3 Hydrocarbons

"

75 – 90

C4 Hydrocarbons

"

2.0

C5+ Hydrocarbons

"

5

Total Sulfur Components

 

جدول4- مشخصات بنزین

 

Unit

Amount

Specification

kg/m3

740 – 790

Density @ 15 °C

bar

0.45 – 0.70

Equivalent Dry Vapor Pressure (DVPE, EN 13016-1)

 

90 – 95

Research  Octane Number (RON)

Unit

Amount

Components

percent by weight

45 – 65

Paraffins and Naphthenes

"

20 – 25

Olefins

"

15 – 30

Aromatics

percent by volume, maximum

1.0

Benzene

ppm by weight, maximum

5

Total Sulfur Components

 

معرفی یوتیلیتی مصرفی

 

جدول5- نوع سرویس­های جانبی در واحد PVM

 

- Electr. Power

- Nitrogen

- Plant Air

- Instrument Air

- Demin Water

- Boiler Feed Water

- Natural Gas

- Cooling Water (Internal Only)

- Refrigerant System Internal Only

- HHP-Steam Internal Only

- HP- Steam

- LP-Steam to flare

- LP- Condensate

- Impure LP-Condensate

- Steam to atmosphere

- Cooling Water make up

Utility