پروپیلن

پروپیلن چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

پروپیلن یا پروپن از جمله ترکیب هایی محسوب می شود که جزء اصلی ترین محصولات پایه در صنعت پتروشیمی است. این ترکیب از برش های سبک نفتی تولید می شود، همچنین از طریق روش کراکینگ پروپان به وسیله بخار می توان این ترکیب را تولید کرد. پروپیلن از جمله اصلی ترین ترکیباتی است که ارزش آن از موادی چون گاز و نفت بیش تر می باشد. عرضه و تقاضای آن در بین مصرف کنندگان شرایط متفاوت و خاص دارد به این دلیل فرآیند تولید این ترکیب باید مورد توجه باشد. در سال های اخیر اتیلن ماده ای بوده است که در بین تولیدکنندگان بسیار مورد استفاده قرار گرفته است، این موضوع باعث شده است تولید پروپیلن در برابر تولید اتیلن کم تر باشد. امروزه تقاضای مصرف کنندگان برای پروپن گسترش یافته است و تولید کنندگان مواد پتروشیمی، به تولید آن تشویق شدند که از جدیدترین تکنولوژی ها در این زمینه بهره ببرند

کاربرد پروپیلن

پروپیلن یکی از مهم ترین و اصلی ترین مواد پتروشیمی می باشد که در تولید انواع مختلف پلیمر به کار می رود. این ترکیب پایه و مهم دارای مشتقات مختلفی هم هست. از جمله مهم ترین مشتقات آن می توان به آکریلونیتریل ، پروپیلن اکسید ، فنول ، اکسوالکل ، اسید آکریلیک ، ایزوپروپیل الکل و الیگومرها اشاره نمود. همچنین برای تولید انواع محصولات میانی و مواد واسط از این ترکیب مهم استفاده می شود. از مشتقات و فرآورده های مختلفی که پروپن در تولید آن ها به کار می رود، در زمینه های متفاوت صنعتی از جمله الکترونیک ، خودرو سازی ، ساختمان سازی ، بسته بندی و … مورد استفاده قرار می گیرند.

میزان تولید پروپیلن در برابر تقاضای مصرف کنندگان به چه صورت است؟

تقاضای مصرف کنندگان برای پروپیلن در سطح جهانی در سال ۱۹۸۰ در حدود شانزده میلیون تن بوده است؛ در حالی که تقاضای جهانی برای این ماده ی شیمیایی در سال ۱۹۹۰ به حدود سی میلیون تن رسید. در بین این سال ها تقاضای این ترکیب مهم در بازار جهانی رشدی شش درصدی داشته است. در سال ۲۰۰۰ میزان تقاضای مصرف کنندگان برای پروپن به پنجاه و دو میلیون  تن رسید. از مهم ترین دلایل برای افزایش تقاضای مصرف کنندگان برای پروپن در سطح جهانی این است که مصرف مشتقات و فرآورده های پروپن افزایش یافته است. به ویژه در سال های اخیر پلی پروپیلن P.P که از مشتقات مهم پروپیلن می باشد بسیار مورد توجه مصرف کنندگان مواد پتروشیمی بوده است‌. همه این موارد دست به دست هم می دهند تا میزان نیاز بازار و تقاضا برای پروپن در برابر میزان تولید آن رشد بیش تری داشته باشد. با وجود رشد تقاضا برای پروپن، امروزه در حدود بیست و پنج درصد از طرح های کراکینگ در سطح جهان مشغول تولید محصولاتی هستند که بر پایه اتان ساخته می شوند. تا زمانی که میزان تقاضا برای مشتقات پروپیلن از جمله پلی پروپیلن در بازار زیاد و تولید پروپن کم باشد زمینه های افزایش قیمت پروپن نیز فراهم است.

تولید پروپیلن و تکنولوژی های مربوط

۱- فرایند های تولیدی اول شامل روش های معمول تولید پروپیلن هستند که بازدهی کم دارند و درنتیجه تولید مناسب آن را در پی نخواهند داشت. از معمول ترین روش هایی که برای تولید پروپن به کار می روند شامل موارد زیر می باشند که به بررسی آن ها می پردازیم.

• کراکینگ بخار:

با استفاده از این روش پروپن در واقع محصول جانبی محسوب می شود که در کنار اتیلن تولید می شود. هنگامی که برای تولید پروپیلن از این روش استفاده می شود دو نکته مهم را باید در نظر بگیریم. نکته اول این است که در این فرآیند باید به انتخاب خوراک توجه شود. نکته دوم که در کراکینگ بخار باید مورد توجه قرار بگیرد میزان شدت و دشواری عملکرد فرآیند کراکینگ بخار می باشد. بازار به دلیل تولید زیاد اتیلن ، اشباع شده به همین دلیل امروزه تولید آن محدود شده است و تولید کنندگان مواد پتروشیمی برای تولید پروپیلن باید از فرآیند هایی استفاده کنند که کم ترین میزان اتیلن در آن ها تولید شود.

• بازیافت جریان های مربوط به پالایشگاه

در پروپان تولیدی از فرآیند های پالایشی می توان پروپن را به صورت یک ماده رقیق به دست آورد. این فرآیند ها شامل مواردی می باشند که عبارتند از کراکینگ کاتالیزوری که در بستر سیال صورت می گیرد و کراکینگ گرمایی که باعث کاهش گرانروی می شود. میزان وجود پروپان در مقابل پروپیلن به عواملی چون نوع فرایند، خوراک، وضعیت عملکرد فرآیند و نوع کاتالیست بستگی دارد. به طور معمول میزان پروپن حاصل در هر دو فرآیند کراکینگ بخار و روش بازیافت جریان های مربوط به پالایشگاه کم است.

نیاز روز افزون به بنزین باعث می شود ایجاد پالایشگاه ها نیز گسترش یابند، در نتیجه‌ی ساخت پالایشگاه های بزرگ ، میزان تولید پروپن نیز افزایش می یابد. این پروپن در واحدهای FCC تولید می شود. از اصلی ترین مشکلات مربوط به این واحدها این است که تجهیزات مرتبط با بازیافت پروپن را ندارند.

۲- فرایند های تولیدی دوم شامل تکنولوژی های نوین مربوط به تولید پروپن می باشد. استفاده از این روش ها برای تولید ترکیب ارزشمند پروپیلن بازده قابل قبولی دارد. در بخش قبل به این نکته اشاره کردیم که در روش های کراکینگ بخار و بازیافت جریان های مربوط به پالایشگاه میزان پروپن حاصل کم است، از طرف دیگر تولید اتیلن در این روش ها زیاد می شود که به دلیل اشباع بازار، این محصول خیلی مورد توجه قرار نمی گیرد. تکنولوژی های نوین در این زمینه باعث رفع چنین مشکلاتی می شوند.

فرآیند های زیر شامل این تکنولوژی ها هستند:

• روش هیدروژن زدایی از پروپان

هیدروژن زدایی از پروپان روشی است که به آسانی توسط تولید کنندگان مواد پتروشیمی قابل استفاده است. در مناطقی چون خاورمیانه و آسیای شرقی که درصدد عرضه پروپیلن در مدتی کوتاه هستند استفاده از این روش گزینه ای بسیار مناسب است. به طور معمول امروزه این تکنولوژی مورد استفاده بسیاری از صاحبان تولیدی مواد شیمیایی قرار می گیرد. میزان هزینه های مربوط به این روش و تکنولوژی های مرتبط به آن به خوراک و سایر موارد مصرفی بستگی دارد. در صورتی که تولید کنندگان از خوراک فراوان با قیمت پایین تر استفاده کنند، استفاده از این تکنولوژی اقتصادی خواهد بود.

• روش و تکنولوژی مربوط به تحول اولفین ها

 یکی از اصلی ترین ویژگی های مربوط به این روش استفاده از خوراک اتیلن است. در طی این فرآیند اتیلن به پروپیلن تبدیل می شود، هم چنین با استفاده از این تکنولوژی میزان اتیلن اضافی را می توان به پروپن تبدیل کرد. در روش تحول اولفین ها به کراکرها بخار اضافه می شود، از طریق واکنش شیمیایی شکست اتیلن همراه با مخلوط بوتیلن، پروپن حاصل می شود.

• تکنولوژی های مربوط به تبدیل متانول به اولفین و پروپیلن

این روش ها با نام اختصاری MTP و MTO شناخته می شوند. این فرایندها از جمله تکنولوژی هایی هستند که در طی انجام آن ها متانول به اولفین و پروپیلن تبدیل می گردد. این فرآیندها کاتالیست هستند و در کشورهایی چون نیجریه و چین مورد بررسی قرار گرفته اند و این کشورها درصدد استفاده از این تکنولوژی ها می باشند. هر چه منابع گاز بیشتر در دسترس باشند استفاده از این تکنولوژی ها اقتصادی تر خواهد بود. هزینه راه انداختن واحدهای مربوط به این دو فرآیند نیز نسبتا بالا است. هر چه میزان پروپن تولیدی در این روش زیادتر باشد میزان ارزش افزوده گاز طبیعی نیز افزایش می یابد.

• سایر روشهای مربوط به تولید پروپیلن

از جمله این روش ها می توانیم به این موارد اشاره کرد: پیرولیز کاتالیستی ، تبدیل و تحول داخلی اولفین ها ، روش DCC

تولید پروپیلن در ایران

امروزه با وجود به کارگیری انواع مختلف تکنولوژی در زمینه تولید پروپیلن ، صنعت تولید این ترکیب ارزشمند در ایران بازدهی کمی دارد. اما به دلیل بهره مند بودن کشور از منابع ارزشمند و ارزان گاز طبیعی، موقعیت جغرافیایی با ویژگی های مناسب، ایران دارای پتانسیل بالایی در زمینه گسترش و توسعه صنعت تولید پروپن است. عمده تولید این ماده پتروشیمیایی در منطقه خاورمیانه به شیوه کراکینگ بخار می باشد. همان طور که در بخش های قبل نیز اشاره شد در این روش میزانی اتیلن مازاد نیز حاصل می گردد در صورتی که در تولید پروپن از گاز طبیعی در واحدهای کراکینگ از خوراک اتان استفاده می شود. همین موضوع باعث شده است که برخی کشورهای خاورمیانه به بزرگ ترین تولید کنندگان اتیلن و سایر مشتقات آن تبدیل شوند. یکی از دلایل تولید کم پروپیلن در روش استفاده از خوراک اتان این است که به ازای هر تن اتیلن تولید شده در حدود پنج دهم تا شش دهم درصد نفت مورد استفاده قرار می گیرد.