سناریوهای کاربرد و مزایای عملکرد پروپیلن در اکریلونیتریل

اکریلونیتریل (AN) یک واسطه شیمیایی کلیدی برای سنتز رزین ABS، فیبر اکریلیک، لاستیک نیتریل و لخته‌سازهای تصفیه آب است و پروپیلن اصلی‌ترین ماده خام مونومر برای تولید صنعتی اکریلونیتریل است. در حال حاضر، مسیر اصلی تولید آکریلونیتریل در جهان، روش آموکسیداسیون پروپیلن است. بسیاری از شرکت‌های تولیدی بر تنظیم دمای واکنش و نسبت هوا به آمونیاک تمرکز می‌کنند، اما به راحتی تأثیر مداوم ناشی از کیفیت مواد خام پروپیلن را نادیده می‌گیرند. ناخالصی های ردیابی در پروپیلن باعث کاهش انتخاب کاتالیزور، افزایش محصولات جانبی مانند استونیتریل، سیانید هیدروژن و اکسیدهای کربن و افزایش مصرف انرژی بخش جداسازی می شود. این مقاله سناریوهای کاربرد پروپیلن در تولید اکریلونیتریل را سازماندهی می کند، مزایای فرآیند پروپیلن با کیفیت بالا را تجزیه و تحلیل می کند و مبنای انتخاب برای تهیه مواد خام توسط کارخانه های اکریلونیتریل را فراهم می کند.

I. سناریوهای کاربرد پروپیلن در فرآیندهای تولید اکریلونیتریل

پروپیلن تحت واکنش آموکسیداسیون با گاز آمونیاک و هوا تحت اثر کاتالیزورهای مولیبدن-بیسموت برای تولید آکریلونیتریل قرار می گیرد. کل فرآیند به مواد خام حساس است و پایداری ترکیب پروپیلن به طور مستقیم نرخ تبدیل واحد و سطح عملیات ایمن را تعیین می کند.

فرآیند اصلی صنعتی، روش آموکسیداسیون پروپیلن سوهیو، با جریان واکنش کامل است:

پروپیلن، گاز آمونیاک و هوای فشرده به نسبت وارد راکتور بستر سیال شده و تحت شرایط بالاتر از 400 درجه با کاتالیزورهای مولیبدن-بیسموت برای تولید آکریلونیتریل خام تحت واکنش آموکسیداسیون قرار می‌گیرند.

مخلوط گاز واکنش برای به دست آوردن اکریلونیتریل خام به سرعت سرد، جذب و دفع می شود.

از طریق یکسوسازی پیوسته چند ستونی، ناخالصی هایی مانند استونیتریل، سیانید هیدروژن و آب برای تولید اکریلونیتریل تصفیه شده جدا می شوند و در پایین دست به خطوط تولید الیاف ABS و اکریلیک عرضه می شود.

پروپیلن به عنوان اسکلت منبع کربن در واکنش اصلی شرکت می کند. پروپین و پروپادین در مواد خام به راحتی تحت اکسیداسیون عمیق قرار می گیرند و رسوب کربن را در سطح کاتالیزور تشدید می کنند. سولفیدها به طور مداوم سایت های فعال کاتالیزور را از بین می برند. بسیاری از واحدها چرخه های بازسازی کاتالیزور کوتاه شده و نوسانات غیرعادی در خروجی هیدروژن سیانید محصول جانبی را تجربه می کنند که علت اصلی آن عمدتا ناخالصی های بیش از حد در مواد خام پروپیلن است.

ZL Energy به‌عنوان تولیدکننده منبع پروپیلن، شاخص‌های کنترل داخلی محصول را با توجه به ویژگی‌های فرآیند آموکسیداسیون اکریلونیتریل بهینه می‌کند، برای تثبیت خلوص پروپیلن بر یکسوسازی چند مرحله‌ای تکیه می‌کند، پروپین، پروپادین، گوگرد کل و C4+ را به شدت محدود می‌کند، و گزارش کاملی از تطبیق با هر آزمایش کروماتچ‌نگاری بزرگ ارائه می‌کند. واحدهای آکریلونیتریل بستر سیال و پشتیبانی از ضمانت تامین مداوم چرخه طولانی برای واحدها.

II. مزایای عملکرد اصلی پروپیلن با کیفیت بالا در تولید اکریلونیتریل

پروپیلن صنعتی با خلوص پایدار و ناخالصی های کم می تواند رسوب کربن کاتالیزور و مسمومیت را کاهش دهد، انتخاب پذیری اکریلونیتریل را بهبود بخشد، شرایط راکتور را تثبیت کند، بار جداسازی یکسوسازی را کاهش دهد و چرخه عملیات واحد را گسترش دهد.

آموکسیداسیون پروپیلن یک واکنش انتخابی شدیدا گرمازا است. کاتالیزورهای مولیبدن-بیسموت تحمل محدودی نسبت به ناخالصی های مختلف دارند. پروپیلن با کیفیت بالا مزایای متعددی را به همراه دارد:

غیرفعال سازی آهسته کاتالیست، کاهش فرکانس بازسازی

سولفیدها باعث آسیب فعالیت دائمی به کاتالیزورها می شوند. آلکین های غیر اشباع به راحتی پلیمریزه می شوند و کربن محل های فعال را پوشش می دهند. پروپیلن کم ناخالصی می تواند عمر مفید کاتالیزور را افزایش داده و هزینه های بازسازی خاموشی را کاهش دهد.

بهبود عملکرد اکریلونیتریل، کنترل خروجی محصول جانبی

ناخالصی ها باعث اکسیداسیون عمیق می شوند و مقادیر زیادی CO، CO2 و استونیتریل تولید می کنند. پروپیلن واجد شرایط می تواند گزینش محصول هدف را بهبود بخشد، فشار تصفیه محصول جانبی را کاهش دهد و مصرف واحد مواد خام پروپیلن را کاهش دهد.

حالت واکنش بستر سیال را تثبیت کنید، از خطرات نقطه داغ اجتناب کنید

نوسانات زیاد در ترکیب پروپیلن به راحتی باعث گرم شدن بیش از حد راکتور محلی می شود و خطرات ایمنی را به همراه دارد. پروپیلن با نشانگرهای پایدار، کنترل فرآیند را تسهیل می کند و بار بستر سیال را ثابت نگه می دارد.

کاهش بار سیستم پالایش، تثبیت کیفیت محصول نهایی

افزایش محصولات جانبی دشواری جداسازی برج اصلاح را افزایش می دهد. ورود مداوم ناخالصی ها نیز به راحتی باعث نوسانات رنگ اکریلونیتریل و شاخص های بازدارنده پلیمریزاسیون می شود که بر کیفیت رزین ABS پایین دست تأثیر می گذارد.

III. الزامات سخت برای شاخص های کلیدی مواد خام پروپیلن در فرآیندهای آموکسیداسیون اکریلونیتریل

فرآیند بستر سیال آموکسیداسیون اکریلونیتریل به ناخالصی های غیر اشباع حساس است و پروپیلن مخلوط ممنوع است. سه شاخص اصلی پروپین + پروپادین، گوگرد کل و اجزای سنگین، نقاط کنترل اصلی هستند. واحد اکریلونیتریل مورد نیاز مواد خام بین پلی پروپیلن و پروپیلن اکسید HPPO قرار دارد، اما کنترل آلکین به ویژه حیاتی است:

پروپین، پروپادین:بسیار مستعد پلیمریزاسیون و کک شدن در بستر سیال با دمای بالا، چسبیدن به سطوح ذرات کاتالیزور و کاهش اثر سیال شدن و راندمان تبادل حرارتی است.

گوگرد کل:سولفیدهای ردیابی به طور مداوم تجمع می یابند و به طور مداوم مراکز فعال کاتالیزوری را از بین می برند.

اجزای سنگین C4:تحت واکنش های ترک خوردگی و اکسیداسیون، افزایش محصولات جانبی و بار جداسازی بعدی.

پروپیلن مخلوط با قیمت پایین در بازار دارای نوسانات ترکیب غیرقابل کنترل است. کوتاه مدت ممکن است به نظر در هزینه های تدارکات صرفه جویی کند، اما در درازمدت باعث تلفات پنهانی مانند افزایش مصرف کاتالیزور و مصرف انرژی می شود. پروپیلن ZL Energy از تولید تصحیح مستقل و ذخیره مخزن پارتیشن بندی شده استفاده می کند که اختلاط اجزای خارجی را حذف می کند و می تواند نیازهای تامین گاز پایدار واحدهای اکریلونیتریل در مقیاس بزرگ را برآورده کند.

IV. خلاصه عملی توصیه‌ها برای تهیه و استفاده از پروپیلن توسط شرکت‌های اکریلونیتریل

خرید پروپیلن نمی تواند به سادگی قیمت ها را مقایسه کند. باید شاخص های ناخالصی و پایداری دسته ای را به طور جامع ارزیابی کند. قبل از تغییر منابع گاز، ردیابی وضعیت کار میان مدت و بلند مدت باید انجام شود.

برای واحدهای آکریلونیتریل تازه ساخته یا راه اندازی مجدد پس از تعمیر، به طور معمول گوگرد کل پروپیلن، آلکین و شاخص های اجزای سنگین را آزمایش کنید.

هنگام تعویض تامین کنندگان پروپیلن، تغییرات در نرخ تبدیل، گزینش پذیری، و خروجی استونیتریل و هیدروژن سیانید محصول جانبی را به طور مداوم نظارت کنید.

بهبود امکانات پیش تصفیه پروپیلن، مجهز به واحدهای فیلتراسیون و خشک کردن، برای جلوگیری از ناخالصی های ثانویه وارد شده در طول حمل و نقل.

خطوط تولید مستمر بزرگ باید امضای قراردادهای بلندمدت تامین گاز را برای مقاومت در برابر شوک های تولید ناشی از نوسانات عرضه در بازار در اولویت قرار دهند.