کاتالیستهای زئولیتی علت پایداری بالای گرمایی

کاتالیستهای زئولیتی علت پایداری بالای گرمایی

کاتالیستهای زئولیتی علت پایداری بالای گرمایی است.

شکست حرارتی با بخار آب

این فرایند، یک فرایند شکست حرارتی غیر کاتالیستی محسوب می­شود

یکی از رایج­ترین تکنولوژی ها برای تولید اُلفین­های سبک، با تولید جهانی بیش از ۱۵۰ میلیون تن اتیلن و پروپیلن در هر سال، می­باشد

این فرایند در حضور بخار آب در دمای بالا انجام می­شود.

دلایل اصلی استفاده از بخار، کاهش فشار جزئی هیدروکربن و کمک نسبی به جدا کردن کک در حین شکست هیدروکربن می باشد.

خوراک های مورد استفاده در واحدهای شکست حرارتی از هیدروکربنهای سبک پارافینی

(اتان و پروپان، عمدتاً از منابع مختلفی از گاز طبیعی) تا برشهای متنوعی از نفت و پس مانده ها (نفتا یا گازوئیل) تغییر می­کند.

اتیلن و پروپیلن به عنوان محصول اصلی واحد شکست حرارتی تولید می­شوند، واکنش شکست حرارتی، با محدوده دمای واکنشی °C 700 تا°C  ۱۰۰۰ به شدت گرماگیر می باشد.

در حالی که زمان ماند در محدوده چند ثانیه تا کسری از ثانیه می­باشدتولید محصولات شکست حرارتی می­تواند با افزایش شدت واکنشهای شکست افزایش یابد

(افزایش دمای واکنش و کاهش زمان ماند). اگرچه این شرایط عملیاتی دشوار، با فاکتورهای متعددی همانند :

متالورژی لوله های شکست و تمایل سریع به تشکیل کک در راکتورهای شکست محدود می‌شود و بحث هزینه انرژی و نگرانی در مورد محیط زیست را افزایش می‌دهد

شکست کاتالیستی حرارتی

شکست کاتالیستی در دماهای پائین در حضور یک کاتالیست انجام می­شود. این روش، یک فرایند چند بعدی و انعطاف­پذیر می­باشد

که هدف اصلی آن شکست مواد اولیه کم ارزش­تر و تولید محصول سبک با ارزش­تر می­باشد.

این فرایند همچنین هیدروکربنهای سبک گازی­ای را تولید می­کند که خوراکهای مهمی برای پتروشیمی می­باشند

فرایند شکست کاتالیستی حرارتی علاوه بر این که از مزیتهای شکست حرارتی با بخار سود میبرد

با حضور یک کاتالیست سعی بر انتخاب­پذیری بالاتری به سمت اُلفینهای سبک در دماهای پایین­تر دارد.

در شکست کاتالیستی، از محدوده وسیعی از کاتالیستهای جامد، مخصوصاً زئولیتها، استفاده می­شود.

کاتالیستهای زئولیتی علت پایداری بالای گرمایی

یکی از اصلی­ترین موانعی که صنعت اُلفینهای سبک با آن روبرو است، رشد روز افزون تقاضا برای پروپیلن می­باشد.

پروپیلن به عنوان یک محصول جانبی تولید اتیلن در فرایند شکست حرارتی با بخار می­باشد.

نزدیک به ۶۸٪ پروپیلن در جهان به صورت محصول همراه اتیلن بوسیله شکست حرارتی و نزدیک به ۲۹ ٪ به صورت محصول همراه با گازوئیل در شکست کاتالیستی بستر سیال تولید می­شود.

۳٪ مابقی، باید از طریق فرایندهای دیگر تولید شود.

محصول پروپیلن تولیدی از طریق فرایند شکست حرارتی همیشه مقدار ثابتی است و دارای انعطاف­پذیری محدودی می­باشد.

بنابراین، استفاده از تکنولوژیای که بتوان نسبت اتیلن به پروپیلن را تنظیم کرد از اهمیت خاصی برخوردار است

تولید کننده­های اتیلن سعی بر آن دارند که خوراکهای به صرفه­تر از لحاظ قیمتی را مصرف کنند.

در دسترس بودن اتان یکی از عواملی است که موجب شده است تعداد کثیری از سازنده­ها، واحدهای شکست حرارتی با بخار براساس خوراک اتان را در سالهای آینده ایجاد کنند.

واحدهای شکست اتان تولید بسیار کمی پروپیلن می­کنند، بطوری که بازیابی پروپیلن به عنوان محصول، غیر اقتصادی می­باشد. در نتیجه­ی تجمع واحدهای شکست اتان، تولید پروپیلن در هر تن اتیلن تولیدی، کاهش می­یابد.

بطور معمول، ۴۰/۰ تن پروپیلن در واحدهای شکست برای هر تن اتیلن تولید میشودبنابراین، به دلیل تجمع واحدهای شکست اتان، پیش­بینی می­شود که:

در سال ۲۰۱۴، شدت پروپیلن تولیدی از واحدهای شکست به ۳۶/۰ تن پروپیلن در هر تن اتیلن برسد.

در همان بازه زمانی، انتظار می­رود که تقاضا برای پروپیلن به ۶۲/۰ تن پروپیلن در هر تن اتیلن تولیدی برسد.

این پتانسیل بازار منجر به افزایش فاصله­ی بین تقاضای پروپیلن و ذخیره پروپیلن می­شود.

بنابراین، اهمیت استفاده از راه­های دیگر که نسبتهای پروپیلن به اتیلن بالاتری داشته باشند، بسیار زیاد می­باشد

مانع مهم دیگر، مصرف انرژی می­باشد.

کاتالیستهای زئولیتی علت پایداری بالای گرمایی

فرایند شکست حرارتی مرسوم، ۴۰٪ کل انرژی مصرفی در صنعت پتروشیمی را استفاده می­کند:

که این به دلیل دمای بالای عملیاتی این فرایند می­باشد.

بعلاوه، قوانین سخت زیست محیطی نیازمند تصاعد کم گازهای گلخانه­ای می­باشد که:

موجب شده است فشاری به تکنولوژیهای سنتی وارد آید.

با توجه به بررسی به عمل آمده توسعه فرایند شکست کاتالیستی حرارتی در صنعت پتروشیمی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

یکی از اصلی‌ترین مسائل در بحث شکست کاتالیستی حرارتی، نوع کاتالیست مورد استفاده در فرایند می­باشد.

بنابراین بررسی طراحی کاتالیستی که انتخاب‌پذیری بالایی به اتیلن و پروپیلن داشته باشد مهم می­باشد.

تاکنون تلاش­های زیادی برای دستیابی به چنین کاتالیستی صورت گرفته است

نتایج خوبی هم حاصل شده است اما گزارشی از صنعتی شدن آنان ارائه نشده است، زیرا ویژگی مهمی که باعث می شود

حضور یک کاتالیست در فرایند­های صنعتی و تجاری توجیه­پذیر باشد

مقاومت آن در برابر غیر فعال شدن در شرایط دشوار عملیاتی فرایند می باشد.

  • کاتالیست­های زئولیتی به علت پایداری بالای گرمایی،
  • داشتن ساختار کریستالی منحصر به فرد
  • خصوصیات اسیدی مناسب
  • انتخاب پذیر بودن به محصولات مورد نظر

انتخاب مناسب برای دستیابی به هدف های فوق به نظر می رسد.

اما این کاتالیست ها در اثر حضور بخار آب در فرایند که:

باعث افزایش بازده اُلفین های سبک و کک زدایی می شود، پایداری خود را به علت تغییر ساختار از دست می دهند.

بنابراین در این مقاله هدف کاتالیستی است که علاوه بر بازده بالا برای اُلفین های سبک بتواند پایداری خود را با گذشت زمان حفظ نماید

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *