دانش فنی فرایند تولید پروپیلن از متانول(PVM)

مطابق پیش­بینی ­های به‌عمل آمده میزان رشد متوسط سالیانه تقاضای پروپیلن در خلال سا­ل­های 2015 تا 2020 حدود 4% خواهد شد که سرعت رشد و میزان مصرف پروپیلن در کاربردهای پلی ­پروپیلن و آکریلیک اسید سریعتر خواهد بود. اختلاف روز افزون در تولید و تقاضای پروپیلن، خود عامل محرکی برای حرکت به سمت فرآیندهای جدیدی است که در کنار فرآیندهای جاری این خلاء را پر کنند (شکل 1-1).

شکل 1-1: وضعیت تولید و مصرف پروپیلن تا سال 2021

از اوایل دهه 1990 میلادی، روش­های تولید الفین­ های سبک دستخوش تغییرات قابل­توجهی شده و همزمان با فرآیندهای مرسوم (کراکینگ با بخار و کراکینگ کاتالیستی بستر سیال)، استفاده از تکنولوژی­های جدید و دردسترس (هیدروژن­زدایی پروپان و تبدیل متانول به الفین­های سبک)توسط شرکت­های تجاری در دستور کار قرار داده شده است.

مراحل کسب دانش فنی تولید پروپیلن از متانول

-         همکاری با شرکت لورگی آلمان و شروع فعالیتهای مشترک پژوهشی و مهندسی

-         ساخت set-up تست کاتالیست در مرکز تهران و انجام ده‌ها پروژهشی کاتالیستی و راکتوری در زمینه PVM

-         ساخت پایلوت با ظرفیت 1.5 کیلوگرم با امکان برگشت انواع هیدروکربنها به راکتورهای PVM در مرکز ماهشهر شرکت پژوهش و فناوری و 24000 ساعت کارکرد پایلوت برای انجام تحقیقات فرایندی و کاتالیستی

-         طراحی و ساخت واحد نیمه صنعتی با ظرفیت 1 تن در روز پروپیلن، 165 کیلوگر در روز LPG و 295 کیلوگرم در روز بنزین پیرولیز در مرکز ماهشهر و در سرویس بودن آن به مدت 7000 ساعت و تولید پروپیلن با خلوص 99.6 (پلیمرگرید) برای اثبات فرایند PVM

-         انجام اصلاحات در واحد نیمه صنعتی و اتمام ده‌ها پروژه مهندسی

-         ساخت کاتالیست ارتقا یافته PVM و ثبت پتنت در ایران و کانادا

-         ثبت پتنت فرایند PVM در ایران

-         تهیه بسته مهندسی واحد 120 هزارتن با همکاری شرکت لورگی جهت ارائه به شرکت پتروشیمی فناوران

-         تهیه بسته مهندسی واحد 120 هزارتن جهت ارائه به شرکت کیمیا گران سبزوار

خلاصه فرایند تولید پروپیلن از متانول (PVM)

خوراک متانول پس از گرم شرن وارد راکتور DME آدیاباتیک می‌شود که مقدار زیادی از بخار متانول بر روی کاتالیست به دی‌متیل‌اتر تبدیل می‌شود بر طبق رابطه زیر؛

2 CH₃OH (methanol)                  CH₃ O CH₃(DME)  +  H₂O

خروجی راکتور DME با جریان برگشتی حاوی هیدروکربنهای مختلف از واحد خالص‌سازی مخلوط می‌شود و به راکتور PVM وارد می‌شوند.

در راکتور PVM مخلوط متانول و دی‌متیل‌اتر بر روی کاتالیست بر پایه زئولیت به یک سری ازالفین‌‌ها تبدیل می‌شود بر طبق واکنش اصلی زیر؛

n CH₃ O CH₃(DME)                2  C_nH_2n   + n  H₂O                     n= 2 ... 8

طی واکنش کاتالیستی، الفین‌هایی با رِنج C₂ الی C₈ با بیشینه پروپیلن تبدیل می‌شوند.راکتورPVM شامل 6 بستر کاتالیستی می‌باشد و در شرایط اتمسفریک در سرویس قرار می‌گیرد.

جریان خروجی خنک شده از راکتور PVM به سمت برج دفع فرستاده می‌شود که طی دو مرحله دفع با استفاده از آب تولیدی واکنش و آب فرایندی بعنوان آب فرایند دفع، محصولات بالای برج به سمت کمپرسور الفین فرستاده می‌شود.

بخارات هیدروکربن به‌ عنوان محصول برج دفع طی چند مرحله بوسیله کمپرسور الفین تا حدود 23 بار مطلق متراکم می‌شوند. بخارات متراکم هیدروکربنی جهت خالص‌سازی و رسیدن به محصول اصلی (پروپیلن) و محصولات جانبی (بنزین پیرولیز و LPG) به سمت خشک‌کن و سپس بخش جداسازی (شامل برجهای دی‌پروپانایزر، دی‌بوتانایزر، دی‌هگزانایزر، دی‌اتانایزر، برج استخراج و جداساز C₃ ) ارسال می‌شوند.

بر همین اساس با استفاده از فناوری در اختیار شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی میزان خوراک و تولیدات یک واحد صنعتی 120 هزارتنی PVM به شرح جدول ذیل می‌باشد؛

نویسنده: سید هادی علائی(شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی)