Освоение производства пропилена
Исторически сложилось, что спрос на пропилен вырос на гноиться темпами, чем для этилена - неловкое обстоятельство, учитывая, что два нефтехимических в основном создается совместно с нефтью крекеры в типичном пропилена этилена отношение 0.65:1. Пока этот разрыв был заполнен в основном, производя более пропилена из кипящего каталитических крекеров (FCCs) в нефтеперерабатывающие заводы, но это решение имеет свои пределы.
Будущего спроса пропилена, по сути, будет расти быстрее, чем предложение, согласно докладу, из Nexant, Inc (Уайт-Плейнс, штат Нью-Йорк; <A HREF = "http://www.nexant.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.nexant.com </ A>). В докладе отмечается, что более 25% новых крекеров этилена планируется запуск в 2003-2006 временных рамок, на основе этана, который дает мало пропилена.
С другой стороны, разнообразие технологий, которые помогут заполнить нужно. Они включают в себя производство из FCCs, дегидрирования пропана, метатезы и метанола в олефины-преобразования. Хотя ни одна из этих технологий являются новыми, они были практически не используется, за исключением пропилена восстановления FCCs. Из общего объема текущего производства пропилена, около 67% поступает из паровой сухарей и около 30% от FCCs (рис. 1), по сравнению с 25% в 1998 году, говорит Стефан Зингер, директор олефинов химического рынка Associates, Inc (CMAI, Хьюстон , TX; <a target="_blank" href="http://www.cmaiglobal.com" rel="nofollow"> www.cmaiglobal.com </ A>). Остальные в основном производится по дегидрирования пропана. Баланс, как ожидается, изменится в будущем в результате совершенствования альтернативных процессов, а также тот факт, что цены на пропилен значительно выросли в последние два-три года.
Мировой рынок пропилена около 56-58 млн. метрических тонн (МТ) в 2003 году и растет примерно на 5% в год и более, в зависимости от промышленных источников (Nexant прогнозам она достигнет 81 млн тонн к 2010 году).
Между тем, этилена продаж в 2003 году оценивается в 93-97 млн тонн, при этом ежегодные темпы роста в 5%. Причиной высоких темпов роста в пропилена спрос, говорит Зингер, является растущая популярность из полипропилена, который заменил nonplastic материалов и более дорогие смолы, особенно в автомобильной промышленности.
Потенциальных FCC
Зингер ожидает, что значительная часть будущего роста производства пропилена придет подразделений FCC. США имеет большой потенциал для дополнительного производства из FCCs, говорит он, потому что в стране насчитывается около 40% от FCC мощности в мире, и примерно одна треть подразделений не восстановить пропилена в настоящее время.
НПЗ операторы могут увеличить выход пропилена с использованием соответствующей формы цеолита-селективных катализаторов и присадок, а технологии, которые могут получить дополнительные пропилена также доступны. Процесс, который может увеличить выход фракции пропилен-пропан от FCC от обычных 6-8 мас. % До 25% масс. Разработан UOP LLC (Де-Плейнс, Иллинойс.; <a Target="_blank" href="http://www.uop.com" rel="nofollow"> www.uop. ком </ A>). Назвали PetroFCC, что позволяет FCC работать в более жестких условиях, распространив более катализатора, без ущерба для теплового баланса.
PetroFCC позволяет увеличить катализатора контактов, разделив скорость циркуляции катализатора из теплового баланса. Ключевым элементом является часть оборудования, что называется RxCat перерабатывает "провел" (но все еще активны) катализатором к ступени. Это позволяет оператору гибко варьировать нагрузку катализатора и оптимизации условий для реакции олефины или бензин производства, объясняет Марк Хаудк, менеджер по маркетингу UOP по технологии FCC.
Хаудк отмечает, что в то время как RxCat является наиболее важной частью PetroFCC, дополнительный выход пропилен-пропан, которые могут быть получены от FCC, зависит от других факторов, таких как возможности устройства восстановления пропилена и мокрый газовый компрессор, а также использование соответствующих катализаторов и присадок. Таким образом, в то время реконструкции может увеличить производство пропилена значительно, выход 25% масс., Как правило, требуют нового каталитического крекинга. Первое коммерческое использование RxCat, реконструкции, планируется запуск в эксплуатацию летом этого года.
Подробнее пропилена из крекеров
МЕТАТЕЗИСА старый процесс, который переживает второе рождение в качестве средства получения пропилена из смешанных потоков олефинов, в частности, добычи более пропилена из нафты крекеров и FCCs. Интеграции метатезиса блок с нефтью злоумышленник может улучшить propylenerethylene уступить сколько 1.1:1 (см. таблицу), говорит Фред Гарднер, технологии директор по маркетингу ABB Lummus Global, Inc (Блумфилд, штат Нью-Джерси.; <A HREF = "http://www.abb.com/lummus" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.abb.com / Ламмес "</ A>). В то же время, он уменьшает операционную прибыль завода по производству этилена и снижает себестоимость продукции.
В олефины Преобразование Ламмес "технологии (октябрь) процесс, пропилена образуется метатезиса этилена и бутилен-2. Одновременно, бутена-1 является изомеризуется в бутен-2, как бутен-2, потребляемого в реакции метатезиса. Реакции протекают в неподвижным слоем каталитического реактора выше 260 ° C и 30-35 бар. Бутен переходы, как правило, 60-75% за один проход, говорит Ламмес с бутен селективности больше 95% пропилена (табл.).
Ламмес купил технологию бывший Phillips Petroleum ° (Bartlesville, OK; <a target="_blank" href="http://www.phillips66.com" <rel="nofollow"> www.phillips66.com / >) в середине 1990-х годов. До этого Ламмес "спроектирован и построен блок Филлипс метатезиса для Arco Химическая компания (ныне Экистар химических Л.П., Хьюстон, Техас; <A HREF =" http://www.equistar.com "целевых =" _blank "относительной =" NOFOLLOW "> <www.equistar.com />), который до недавнего времени единственным коммерческим растений мира метатезиса.
Сейчас завод с использованием технологии октября Ламмес "в настоящее время запущен в Порт-Артуре, штат Техас, на Сабина нефтехимия ООО, совместное предприятие Shell химической LP (Хьюстон, Техас; <A HREF =" http://www.shell.com " целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.shell.com </ A>), BASF корпорации (Маунт Олив, NJ; <A HREF = "http://www.basf.com" целевых = "_blank "относительной =" NOFOLLOW "> www.basf.com </ A>) и Atofina Нефтехимия, Inc (Хьюстон, Техас; <A HREF =" http://www.atofina.com "целевых =" _blank "относительной = "NOFOLLOW"> www.atofina.com </ A>). Метатезиса подразделение, которое будет производить около 300 000 тонн / год пропилена, интегрируется с нефтью, что злоумышленник отправился onstream в декабре 2001. Кроме того в октябре завод этилена уменьшить доход от 920000 т / год 830 000 тонн / год, но увеличит общий объем производства пропилена из 550000 т / год до 860 тысяч тонн в год.
МЕТАТЕЗИСА технологии "действительно поймали на", говорит Гарднер. "У нас есть еще семь растений работает во всех регионах мира, в обеих пар крекеры и нефтеперерабатывающих заводов". Следующий завод мощностью 145000 т / год, планируется вскочил на Mitsui химической ° (Осака, Япония; <A HREF = "http://www.mitsui-chem.co.jp" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.mitsui-chem.co.jp </ A>) в конце этого года. Добавление 150000-т / год на единицу метатезиса нефть злоумышленник стоит около $ 20-30 млн, добавляет он.
Французский институт нефти (Cedex; <a target="_blank" href="http://lessites" rel="nofollow"> http://lessites </ A>. Public.fr услуг) также разработала метатезиса процесс, который реагирует этилена с C ^ 4 югу ^ чтобы пропилена. Доступно для лицензии Axens (Ruiel Malmaison, Франция; WWW. Axcns.ncl), ЛВЭ процесс использует рения катализатора и была опробована на Тайване.
Процесс, который увеличивает пропилена этилена соотношении от стандартных 0.65:1 на 0.8:1 была разработана Лурги Нефть-Газ-Chemie (Франкфурт, Германия; <A HREF = "http://www.lurgi.de" мишень = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.lurgi.de </ A>). Этот процесс, называемый Propylur, была наглядно продемонстрирована в ВР Кельн GmbH (Кельн, Германия; <a target="_blank" href="http://www.bp.com" rel="nofollow"> www.bp.com < />).
Propylur принимает C ^ ^ 4 к югу от oiefins нефть пара крекеры или FCC единиц, легкая нефть или бензин из FCCs или рафинате из бутадиена завода. Примерно 85% C ^ 4 югу ^ oiefins преобразуются в пропилен, бутилен и этилен. Процесс происходит при 420-490 ° С и 1.3-2 бар, используя форму-селективные цеолит катализатора.
UOP также предлагает за лицензию Atofina / UOP-олефинов крекинг-процесса (OCP), которая преобразует C ^ к югу 4 ^-C ^ ^ 8 югу oiefins к пропилена и этилена. UOP исследования показали, что интеграция с OCP злоумышленник пара нефть может увеличить выход пропилена примерно на 30%, в результате чего пропилена: emylene соотношение 0.8:1 или выше. Этот процесс также представляется особенно привлекательным для преобразования C ^ ^ 4 югу oiefins производства метанола до олефинов растений, говорит Джим Андерсен, маркетинга и менеджер линейки продуктов для легких oiefins.
OCP была разработана совместно UOP и Atofina (Feluy, Бельгия; <a target="_blank" href="http://www.atofina.com" rel="nofollow"> www.atofina.com </ A>). Это было продемонстрировано на НПЗ Atofina в Антверпене. В ходе этого процесса C ^ к югу 4 ^-C ^ ^ 8 югу олефины имеют трещины над собственной цеолитных катализаторов в с неподвижным слоем катализатора реакторов на 500-800 ° С и 1-5 бар.
Дегидрирования пропана
Дегидрирования пропана (PDH) до сих пор нашли ограниченное применение, потому что экономика в значительной степени зависят от стоимости сырья. Многие из первых растений PDH, которая началась в конце 1980 и начале 1990-х годов, имели экономические проблемы, поскольку стоимость сырья была слишком высока в тех частях мира, где они были построены, говорит Кэрол Мур, менеджер по развитию бизнеса и технологий маркетинг "АББ Ламмес.
Тем не менее, экономика изменилась, говорит он. Во-первых, цены на пропилен привязан к этой нефти ", а в последние два-три года, стоимость любое утверждение, основанное на нефть вырос значительно", говорит Мур. Кроме того, новые заводы являются более экономичными, поскольку они более чем в два раза из крупнейших заводов 10 лет назад. Мур добавил, что потребление энергии для эндотермических процесс был существенно сокращен инженерными улучшений, таких как улучшение дизайна рекуперации тепла системы и более эффективной системы сжатия.
Некоторые процессы PDH предлагаются, но только два были коммерческими. Процессы обычно работают около 1 бар и 550-680 ° C. Из 7 заводов, работающих в мире вплоть до прошлого года, шесть использовать Oleflex UOP в процесс и использует один Catofin технологии Ламмес ". В процессе Oleflex, пропан избирательно дегидрированный на пропилен в непрерывный процесс, используя на основе платины катализатора. Процесс Catofin использует хром-глинозем катализатора. Ламмес гарантирует выход 1 метрическая тонна пропилена на 1,18 метрическая тонна пропана, или 85% переходов.
Что считается крупнейшим PDH завод в мире в настоящее время запущен в Джубайле, Саудовская Аравия, Саудовская полиолефины ° (<A HREF = "http://www.nic.com.sa" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.nic.com.sa </ A>). 455 000-т / год завод использует Catofin технологии. Предыдущий крупнейшим в мире, блок Oleflex, пошли onstream меньше, чем год назад в Таррагоне, Испания. 350 000-т / год завод управляется компанией "БАСФ" Sonatrach PropanChem SA, совместное предприятие BASF AG (Людвигсхафен, Германия; <A HREF = "http://www.basf-ag.de" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW"> www.basf-ag.de </ A>) и Sonatrach (Алжир, Алжир, <A HREF = "http://www.sonatrach-dz.com" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW" > www.sonatrach-dz.com </ A>).
Оба UOP и Ламмес есть другие проекты в PDH работает в Саудовской Аравии, где на рынке водитель низкая стоимость пропана. Другие регионы, которые имеют низкую стоимость пропан Юго-Восточной Азии и Сибири. Однако в других областях, где UOP построил PDH растений, клиенты просто хотел источником пропилена и пропана преимущество в том, что около 88% канала преобразуется в пропилена.
Другие PDH процессов
Uhde GmbH (Дортмунд, Германия, ThyssenKrupp. COM / Уде) предлагает STAR процесса (пара активного реформирования) для oxydehydrogenation света парафинов в олефины (рис. 2). Uhde приобрела технологии STAR около четырех лет назад из бывшего Phillips Petroleum и с тех пор значительно усовершенствовали его, добавив второй этап реакции.
STAR использует платинового катализатора на цинк-алюмината кальция поддержки. Реакция происходит при 580 ° C и 5 бар при наличии пара, которая способствует преобразования за счет уменьшения парциального давления реагентов и уменьшает отложение кокса на катализаторе (рис. 2).
Промежуточных продуктов реакции - дополнительные пропилен, водород и неизмененный пропан - перейти на второй реактор, где кислород (как правило, 90% O2) вводится. O2 H2O формы с частью H2, тем самым сдвигая равновесие и повышение преобразования пропана, объясняет Макс Heinritz-Адриан, руководитель группы процесса дегидрирования Uhde в. Экзотермические реакции O2 с H ^ 2 югу ^ поставляет тепло для дальнейшего дегидрирования.
Использования пара и O2 сделать для гораздо выше космической скоростью, чем в других процессах дегидрирования, говорит Heinritz-Адриан ", так что нам нужно гораздо меньше катализатора и наши реакторы меньше". Кроме того, поскольку STAR процесс протекает при более высоком давлении, сжатие затраты ниже. Uhde на экспериментальной основе процесса и надеется, что его первый коммерческий лицензиата в течение года.
Linde AG (Висбаден, Германия; <a target="_blank" href="http://www.linde.de" rel="nofollow"> www.linde.de </ A>) также процесс PDH, что говорит, готова к коммерциализации. Это было проверено более двух лет в сотрудничестве с BASF и была опробована на НПЗ компании "Статойл" в Монгстад, Норвегия. Процесса была улучшена за счет нового катализатора с BASF, который позволяет за пропуск конверсии 50%, говорит Линде, которая позволяет более высокой пропускной способности, меньше оборудования и более низкие требования полезности. Всего преобразования считается 93%.
Метанол-на-олефинов
Метанол-на-олефинов (МТО) процессов, направленных на эксплуатацию природных месторождений в отдаленных районах, где газ является дешевым, но просто не могут быть отправлены на рынки. Газ превращается в метанол, а затем повышен до олефинов. Эта технология способствует строительству и планов для крупных и более экономичный растений метанола, говорит Андерсен в UOP.
Процесса МТО (рис. 3), разработанная UOP и Norsk Hydro AS (Осло, Норвегия; <a target="_blank" href="http://www.hydro" rel="nofollow"> www.hydro </ A>, ком) планируется внести свой коммерческий дебют в 2007 году как часть огромные Viva Метанол проекта в Лагосе, Нигерия. Завода по производству метанола с использованием технологии Haldor Topsoe A / S (Lyngby, Дания; <a target="_blank" href="http://www.topsoe" rel="nofollow"> www.topsoe </ A>. DK ), будет крупнейшим в мире на 7500 м / D. Он будет производить 400 000 т / год каждая из этилена и пропилена, которые будут кормить на полиэтилен и полипропилен растений на участке.
В процессе UOP-Norsk Hydro, 80% из углерода в метанол преобразуется в 50:50 смеси этилена и пропилена. Экзотермический процесс происходит в реакторе кипящего слоя на 350-55O0C и 1-3 бар и использует silicoaluminophosphate катализатора.
Анализ расходов UOP означает, что завод МТО шкалы будет построен в Нигерии может конкурировать с эквивалентной злоумышленник нефть такого же размера, с нефтью, и цены на продукцию аттестованы по цена на сырую нефть в размере 18/bbl. Период окупаемости завода ОСП прогнозируется на 4 год против 5 в год для нафта крекинга.
Лурги также метанола до пропилена процесс, в котором метанол каталитически преобразуется в смесь диметилового эфира, метанола непрореагировавшего и пара. Затем смесь отреагировали в реакторе с неподвижным слоем катализатора при 420-49O0C и 1.3-1.6 бар сформировать пропилена, используя / eoiile катализатор на основе. Этот процесс был продемонстрирован на небольшой побочный от компании "Статойл" 2400-м / сут завода по производству метанола в Tjeldbergodden, Норвегия.
GERALD ПАРКИНСОН является независимым журналистом, с более чем 25-летний опыт работы в письменном виде о химической промышленности процесса.