Войти используя аккаунт
Войти используя аккаунт:
Логин Пароль Забыли свой пароль?

Блоги

19.03.2019 / 18:39

Проектные примеры. Бесполезный амилен.

Лук звенит, стрела трепещет,

И, клубясь, издох Пифон;

И твой лик победой блещет,

Бельведерский Аполлон!

Кто ж вступился за Пифона,

Кто разбил твой истукан?

Ты, соперник Аполлона,

Бельведерский Митрофан.

(А.С. Пушкин, Дата создания: 1827, опубл.: 1827 г)

В этой заметке мы продолжим недавно открытый цикл «Проектные примеры». Он, напомню, про отдельные, точечные кейсы применения или отдельных технологий, или оригинальных технологических решений. А задача в том, чтобы продемонстрировать: совершенствованию технологической эрудиции и кругозора в химии нет предела. Впрочем, кто-то может быть возьмет отдельные идеи на вооружение (что сомнительно, учитывая наступившую сильную инвестиционную инертность в России).

Итак, чем больше мы занимаемся изучением, применением и адаптацией различных технологических решений, тем с большим удивлением узнаем, что в технологическом мире существует – внезапно! – Индонезия, Австралия, Индия и т. д. Да и в том же Китае или США существует масса закоулков и задворок, где можно отыскать уникальные и интереснейшие решения, которые там воспринимаются, как очевидность. Недавно в другом месте мы говорили про индонезийское ацетоновое дерево, которое выросло буквально на пустом месте. Позже посетим европейский чердак, на котором имеется огромное количество работающих технологий малой и специальной химии, оставшихся от СЭВ, и никто не считает, что они являются пережитком прошлого, так как приносят доход, да и заменить их по большому счету нечем.

Сегодня мы поговорим про моноолефины С5 – амилены: пентен-1 (α-амилен), цис-пентен-2 (цис-β-амилен), транс-пентен-2 (транс-β-амилен), 2-метилбутен-1 (γ-изоамилен), 3-метилбутен-1 (α-изоамилен), 2-метилбутен-2 (β-изоамилен).

Бестолковые надо сказать продукты, но только если не уметь их готовить!

Традиционно выделяют два основных источника углеводородов С5: это каталитический крекинг (КК) нефтепереработки и пиролиз (паровой крекинг) нефтехимии (ЭП).

В таблице приведены составы фракций С5-С5", получаемые на установках КК и ЭП. Желтым цветом выделены сырьевые компоненты, ну а зеленым, то, к чему стремимся: к изопрену, циклопентадиену, ну и, наверное, к пиперелену. Зачем нужны эти штуки – объяснять не буду, кому тема С5 интересна, и так знают, а кому не интересна – им и не нужно.


Наименование компонента, % масс.

Установка парового крекинга

Установка каталитического крекинга

1

2

3

1

2

Выход С5 от сырья

18,30

14,80

10,40

10,14

10,14

Насыщенные углеводороды

32,51

31,78

25,25

33,73

35,85

Изопентан

11,17

10,83

7,07

29,81

31,68

Пентан

19,31

18,64

15,56

3,92

4,17

Циклопентан

2,03

2,31

2,62

-

-

Олефиновые углеводороды

22,04

15,58

16,38

59,03

62,74

Пентен-1

3,54

2,76

2,83

6,28

6,67

Транс-пентен-2

3,48

2,03

1,60

21,18

22,51

Цис-пентен-2

1,87

1,42

1,44

3-метилбутен-1

0,30

0,43

0,51

27,02

28,72

2-метилбутен-1

5,34

4,43

4,35

2-метилбутен-2

4,76

1,89

2,51

Циклопентен

2,75

2,62

3,14

4,55

4,84

Диеновые углеводороды

45,45

52,64

58,37

1,33

1,41

Изопрен

14,55

15,93

18,14

0,55

0,58

ЦПД+ДЦПД

21.57

25.82

25.58

0,78

0,83

Транс-пентадиен-1,3

5,02

5,94

7,73

Цис-пентадиен-1,3

3,76

3,61

4,62

Пентадиен-1,4

0,54

1,26

2,13

-

-

3-метилбутадиен-1,2

0,00

0,00

0,01

-

-

2-метилбутадиен-1-ин-3

0,01

0,08

0,14

-

-

Пентадиен-1,2

0,00

0,00

0,02

-

-

С4 углеводороды

0,00

0,00

0,00

5,91

0,00







ИТОГО

100,00

100,00

100,00

100,00

100,00


Сколько получается С5-С5" в продуктах пиролиза при переработке различных видов сырья, знает каждый школьник. Вот столько:

·       этановая фракция: выход фракции С5 от сырья 0,5 %;

·       пропановая фракция: выход фракции С5 от сырья 1,0 %;

·       бутановая фракция: выход фракции С5 от сырья 1,5 %;

·       пентановая фракция: выход фракции С5 от сырья 6,5-8,5 %;

·       нафта: выход фракции С5 от сырья 4,0-16,0 %;

·       дизельная фракция: выход фракции С5 от сырья 8,0-25,0 %.

В России вся С5-С5" пиролиза заворачивается рециклом в печь. Исключением являлись установки пиролиза, на которых предусматривалось производство дициклопентадиена (ДЦПД), но после этого все остатки С5-С5" все равно шли рециклом. На всех действующих установках ЭП в России выход амиленовой фракции снижают до минимальных показателей, чтобы уменьшить долю рецикла, так как амилены – это совсем не лучшее сырье пиролиза. В мировой практике на установках пиролиза, связанных с экстракцией изопрена, выход С5-С5" фракции, наоборот, максимально увеличивают и в ряде случаев достигают 23% от количества подаваемого сырья (!).

Потенциал установок каталитического крекинга в отношении фракции С5-С5” рассчитывается следующим образом:

·       содержание фракции С5-С5" в бензине каталитического крекинга 20-24 %;

·       выход бензина каталитического крекинга 46-52 % от сырья каталитического крекинга.

Выделение фракции С5-С5" из бензина КК в России планировалось исключительно с целью производства ТАМЭ. Основные проекты, внедрение которых предполагалось не позднее 2015 г:

·       ОАО «Газпромнефть-МНПЗ»: производство ТАМЭ 200 тыс. т/год;

·       ОАО «Газпромнефть-ОНПЗ»: производство ТАМЭ 400 тыс. т/год;

·       ОАО «ТАИФ-НК»: производство ТАМЭ 150 тыс. т/год.

Но, по-моему, ни один из них не был реализован.

Посмотрим теперь, как в мировой практике фракция С5-С5” используется для производства изопрена, циклопетадиена и пиперелена.

Начнем с баланса пары установок КК мощностью 1,2 млн тонн по сырью и ЭП мощностью 1,0 млн тонн по этилену, использующего в качестве сырья пропан-бутановую фракцию и нафту в соотношении 60/40. Как следует из таблицы, переработка «бестолковых» амиленов и экстракция изопрена дают совсем неплохие результаты.

Сводный баланс переработки амиленов парового и каталитического крекингов

Сырье

% масс

тыс.тонн в год

Фракция С5" установки КК

45.41%

124.80

Фракция С5" установки ЭП

54.59%

150.00

ИТОГО

100.00%

274.80

Продукция

% масс

тыс.тонн в год

Изопрен 99.5%

52.68%

144.77

Пиперелен

8.23%

22.61

Пентан

13.54%

37.21

ДЦПД не очищенный

11.77%

32.36

Пропан-бутановая фр. (25:75)

9.26%

25.44

ИТОГО

95.48%

262.39

Газы в топливную сеть

2.50%

6.86

Потери

2.02%

5.55

ВСЕГО

100.00%

274.80

Как они это делают, показано на схеме.

pic.png

В основе процесса по выделению изопрена из амиленовой фракции парового крекинга заложены те же принципы, что и по выделению бутадиена из соответствующего сырья – экстрактивная перегонка с N-метилпирролидоном (BASF), диметилформамидом (Nippon Zeon Co.), или ацетонитрилом (Shell, Goodrich-Arco). Получаемые продукты: изопрен, циклопентен, пиперелены, смесь пентанов, пентенов, изоамиленов и изопентана.

В основе процесса по выделению изоамиленов из фракции С5-С5" каталитического крекинга заложен принцип экстракции изоамиленов (и – незначительно, – пентенов) 65%-ой серной кислотой – процесс Sinclair.

В основе процесса по дегидрированию изоамиленов в изопрен положен тот же принцип, что и при дегидрировании бутенов.

Н-пентены, которые не экстрагируются в процессе Sinklair, после осушки направляются в реактор изомеризации. В основе процесса изомеризации н-пентенов из фракции С5-С5» каталитического крекинга в изоамилены заложены технологии Lyondell Basell, аналогичный процесс имеется у UOP. Изначально процесс был разработан для увеличения выхода ТАМЭ при этерификации фракции С5-С5" каталитического крекинга, но в последующем он распространился и на производство изоамиленов для дегидрирования в изопрен.

Собственно, в логике серии этих очерков особых комментариев к вышеизложенному не требуется: люди эффективно используют синергию двух С5-генерирующих производств, чтобы получать интересные продукты. Решение не то чтобы экзотическое, а просто грамотное. На что все же стоит обратить внимание, так это на тот факт, что фракции С5 каткреинга и пиролиза – побочные. Для новых производств это грубо говоря означает, что такая не продукция не несет на себе бремя вмененного капекса основного производства – оно ложится на бензины в случае КК и этилен с пропиленом в случае с пиролизом. Поэтому представленный кейс есть суть симпатичный способ добрать маржу, когда все грустно с бензином или капекс, понесенный на пиролизе, вызывает дрожь. Намек, я думаю, ясен.

Вернуться в раздел