گرین سورا یکی از شرکت‌های حرفه‌ای در زمینه تامین پد جاذب روغن و بوم جاذب روغن در منطقه خاورمیانه است که با هدف مبارزه با آلودگی‌های دریایی تاسیس شده است. از جمله ترکیب‌های اصلی محصولات پایه در صنعت پتروشیمی ترکیب پروپیلن یا پروپن است که در ساخت محصولات پتروشیمی مرتبط با هدف این شرکت تاثیر بسزایی دارد.
روش تولید متفاوت و خاص این ماده سبب شده عرضه و تقاضا هم شرایطی متفاوت داشته باشد؛ اگر چه این ماده در نسبت به ماده اتیلن کمتر تولید می‌شود اما امروزه به دلیل درخواست بالای مصرف‌کننده‌ها تولید این ماده افزایش یافته؛ در این راستا بیشتر تولیدکننده‌های صنایع پتروشیمی تشویق به استفاده از این ماده در تکنولوژی‌های نوین شده‌اند.
در این مقاله قصد داریم به این مساله بپردازیم که پروپیلن چیست و چه کاربردی دارد و در تولید چه محصولاتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پروپیلن چیست و چه کاربردی دارد؟
همانطور که گفته شد یکی از اساسی‌ترین ترکیب‌هایی که در صنعت پتروشیمی در محصولات پایه و انواع پلیمر مورد استفاده قرار می‌گیرد پروپیلن است. پروپیلن به عنوان یک ترکیب پایه، دارای مشتقات مختلف و متنوعی است. مشتقات این ماده به قرار زیر است:
- آکریلونیتریل
- پروپیلن اکسید
- فنول
- اکسوالکل
- اسید آکریلیک
- ایزوپروپیل الکل
- الیگومرها
این ترکیب برای تولید محصولات میانی و محصولاتی که نقش واسطه را ایفاد می‌کنند مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فراورده‌ها در صنایع گوناگونی چون
- الکترونیک
- خودرو سازی
- ساختمان سازی
- بسته بندی
- و… استفاده می‌شود.
مقدار تولید پروپیلن در برابر تقاضای مصرف کننده
در سال 1980 تقاضای مصرف‌کننده برای تولید پروپیلن در سطح جهانی 16 میلیون تن بوده؛ این در حالی است که در سال 1990 این میزان به حدود 30 میلیون رسید و در سال 2000 به 52 میلیون رسید. اگر بخواهیم این افزایش را علت یابی کنیم باید سری به فراورده‌های پروپیلن بزنیم. امروزه و در سال‌های اخیر مصرف پلی پروپیلن که از جمله مهم‌ترین مشتقات ترکیب پروپیلن است در صنایع پتروشیمی بسیار مورد استفاده قرار گرفته است.
البته با این تفاسیر باز هم امروز حدود 25 درصد از طرح‌‌های کراکینگ در جهان محصولاتی را تولید می‌کنند که پایه اصلی آن نه پروپیلن بلکه اتان است؛ از این رو می‌توان نتیجه گرفت که تا هنگامی که تولید پروپیلن کم باشد و تقاضا از جانب بازار زیاد، قیمت پروپیلن رو به افزایش خواهد بود.
پروپیلن چگونه تولید می‌شود؟
فرایند تولید پروپیلن به دو دسته تقسیم می‌شود؛ فرایندهای تولیدی دسته اول که روش‌های معمول و متداول پروپیلن هستند؛ این روش‌ها توانایی کمی در نتیجه دادن دارند و از این رو تولید پروپیلن به آن روش‌ها مناسب نیست و بازدهی خوبی به همراه ندارد این روش‌ها به قرار زیر هستند:
- روش کراکینگ بخار
- روش بازیافت جریانهای مربوط به پالایشگاه
و فرایندهای تولیدی دسته دوم که تکنولوژی‌های جدید تولید پروپیلن را شامل می‌شوند.
- هیدروژن‌زدایی از پروپان
- تکنولوژی مربوط به تحول اولفین‌ها
- تکنولوژی‌های مربوط به تبدیل متانول به اولفین و پروپیلن
- پیرولیز کاتالیستی
- تبدیل و تحول داخلی اولفین‌ها
- روش DCC
این روش‌ها برای تولید پروپیلن بازدهی بالایی دارند و در تلاش هستند مشکلاتی را که در دو روش قبل یعنی روش کراکینگ بخار و روش بازیافت جریانهای مربوط به پالایشگاه وجود دارد از سر راه برداشته و بازدهی بالایی را به همراه داشته باشند. در ادامه به بررسی هر یک از این روش‌ها خواهیم پرداخت:
فرایندهای تولیدی گروه اول:
متداول‌ترین روش‌هایی که برای ساخت پروپیلن استفاده می‌شود به قرار زیر است:
کراکینگ بخار
در روش کراکینگ بخار ترکیب پروپیلن یک محصول جانبی است و در کنار ترکیب اتیلن ساخته می‌شود. زمانی که می‌خواهیم پروپیلن را با این روش تولید کنیم باید دو نکته اساسی را در نظر داشته باشیم.
نکته نخست این است که در فرایند تولید باید انتخاب خوراک را مورد توجه قرار داد و نکته دوم توجه به میزان شدت کارکرد کراکینگ بخار است. در حال حاضر بازار به دلیل تولید بالای اتیلن به حداکثر ظرفیت خودش رسیده است از این رو تولید آن محدود شده است؛ بنابراین تولیدکننده‌های پتروشیمی باید در هنگام تولید پروپیلن از روش‌هایی استفاده کنند که به میزان کمی اتیلن نیاز باشد.
بازیافت کردن جریانهای مربوط به پالایشگاه
در این روش پروپیلن به صورت یک ماده رقیق تولید می‌شود. این فرایندها شامل موارد زیر هستند:
- کراکینگ کاتالیزوری
- کراکینگ گرمایی
در این روش از پروپان هم استفاده می‌شود. میزان پروپان نسبت به پروپیلن به فاکتورهایی مانند خوراک، کاتالیست نوع عملکرد فرایند و شرایط آن بستگی دارد. به طور کلی می‌توان گفت که میزان پروپنی که در دو فرایند شرح داده شده تولید می‌شود کم است و بازدهی خوبی ندارد.
فرایندهای تولیدی گروه دوم:
فرایندهای تولیدی این دسته را تکنولوژی‌های نوین تشکیل می‌دهند. در ادامه با آن‌ها آشنا خواهیم شد:
هیدروژن‌زدایی از پروپان
تولیدکنندگان مواد شیمیایی می‌توانند به راحتی از این روش استفاده کنند. در مناطق آسیای شرقی و خاورمیانه استفاده از این روش گزینه مناسبی خواهد بود. هزینه‌های این روش به خوراک مصرفی و سایر مواد مصرفی بستگی دارد؛ اگر تولید کننده‌ها از خوراک زیاد با قیمت پایین بهره ببرند این تکنولوژی یک تکنولوژی بهینه و اقتصادی خواهد بود.
این روش امروزه توسط صاحبان تولید مواد شیمیایی بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تحول اولفین‌ها
استفاده از خوراک اتیلن ویژگی اصلی این روش است. در این فرایند اتیلن جای خود را به پروپیلن می‌دهد؛ از این رو میزان اتیلن اضافی را هم می‌توان به پروپیلن تبدیل کرد. در این روش به کراکرها بخار اضافه خواهد شد و با واکنش‌های شیمیایی پروپیلن ساخته می‌شود.
تبدیل متانول به اولفین و پروپیلن
این تکنولوژی‌ها که با نام اختصاری MTO و MTP شناخته شده‌اند در کشورهای چین و نیجریه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته‌اند. در طی فرایند این تکنولوژی متانول به پروپیلن و اولفین تبدیل می‌شود. هزینه راه‌اندازی این تکنولوژی‌ها بسیار بالا است اما اگر منابع گاز بیشتری در دسترس باشد استفاده از این تکنولوژی اقتصادی‌تر خواهد بود.
روش‌های دیگری چون پیرولیز کاتالیستی، بدیل و تحول داخلی اولفین‌ها ، روش DCC نیز وجود دارند که می‌توان از طریق آن پروپیلن را تولید کرد.