Оксид пропілену (PO) є ключовим проміжним продуктом у виробництві поліуретану, поверхнево-активних речовин і пропіленгліколю, а пропілен є незамінною основною сировиною для виробництва пропіленоксиду. В даний час вітчизняні маршрути виробництва оксиду пропілену різноманітні. Багато виробничих підприємств зосереджуються на оптимізації каталізатора та налагодженні процесу реакції, але легко не помічають постійного впливу якості пропіленового мономеру. Мікродомішки в пропілені не тільки знижують швидкість конверсії реакції, але також збільшують утворення побічних продуктів, збільшують споживання енергії на ректифікацію та впливають на чистоту продукту. У цій статті систематично пояснюються сценарії застосування пропілену в різних технологічних процесах пропіленоксиду, аналізуються переваги продуктивності високоякісного пропілену та надається довідкова основа для закупівлі сировини заводами з пропіленоксиду.
I. Сценарії застосування пропілену в різних процесах виробництва пропіленоксиду
Як мономер основної реакції, пропілен бере участь у реакціях окислення та циклізації з утворенням пропіленоксиду. Три основні процеси — хлоргідриновий процес, процес спільного окислення та процес прямого окислення HPPO — усі використовують пропілен як сировину, але стандарти контролю домішок пропілену суттєво відрізняються між маршрутами.
1. Хлоргідриновий процес Окис пропілену
Принцип процесу:Пропілен реагує з газоподібним хлором і водою з утворенням хлорпропанолу, який потім омилюється з отриманням пропіленоксиду.
Роль пропілену:Будучи органічним вуглецевим скелетним матеріалом, він є основою всієї реакційної системи. Цей шлях має помірні вимоги до чистоти пропілену, але важкі компоненти та сульфідні домішки підвищать тиск відпрацьованої солі та очищення відпрацьованого газу.
2. Процес спільного окислення (PO/SM, PO/TBA)
Принцип процесу:Пропілен вступає в реакцію епоксидування з органічними пероксидами, утворюючи стирол або трет-бутанол.
Роль пропілену:В умовах каталізатора він вибірково окислюється з утворенням пропіленоксиду. Алкіни та діолефіни в сировині пропілену легко вступають у побічні реакції, утворюючи важкі смоли, які закупорюють трубопроводи та реактори.
3. HPPO Процес прямого окислення пероксиду водню
Принцип процесу:Пропілен і перекис водню безпосередньо синтезують пропіленоксид під час каталізу молекулярного сита з титанового силікату. Це новий екологічний процес.
Роль пропілену:Основний реагент епоксидування, а також маршрут з найвищими вимогами до якості сировини. Сліди сульфідів і полярні домішки безпосередньо отруюють молекулярне сито титаносилікату, значно скорочуючи цикл регенерації каталізатора. Це ключовий напрямок контролю сировини.
Багато новозбудованих установок HPPO зазнають зниження коефіцієнта конверсії після зміни джерела пропілену, і першопричиною цього здебільшого є надмірні показники домішок сировини.
Як професійний виробник джерела пропілену, ZL Energy може налаштувати індикаторні рішення для різних процесів пропіленоксиду, суворо контролюючи пропін, пропадієн, загальну сірку та важкі компоненти. Він використовує багатоступеневу ректифікацію для стабілізації компонентів і надає повний звіт про випробування газової хроматографії для кожної партії, адаптуючись до вхідних стандартів перевірки основних ліній виробництва оксиду пропілену, таких як HPPO та процеси спільного окислення.
II. Основні переваги продуктивності високоякісного пропілену у виробництві пропіленоксиду
Пропілен з контрольованими домішками та стабільним складом може зменшити побічні реакції, захистити каталізатори, покращити селективність пропілену, зменшити споживання енергії одиницею та вихід твердих відходів, а також досягти тривалого циклу стабільної роботи установки.
Синтез пропіленоксиду є реакцією селективного окислення з надзвичайно високою чутливістю до сировини. Високоякісний пропілен має численні виробничі переваги:
Зменшення отруєння каталізатора, подовження робочого циклу
Сульфіди та ненасичені алкіни є типовими отрутами для молекулярних сит із силікату титану та металевих каталітичних систем. Стабільний пропілен з низьким вмістом домішок може зменшити частоту регенерації каталізатора та знизити витрати на обслуговування.
Покращує вибірковість пропіленоксиду, пригнічує утворення побічних продуктів
Домішки викликають побічні реакції полімеризації та окислення, утворюючи пропіональдегід, ацетон і важкий ефірний дьоготь. Високоякісний пропілен може зменшити вихід побічних продуктів і полегшити подальше навантаження ректифікаційного розділення.
Стабілізація одиничного навантаження, зменшення коливань процесу
Завдяки постійному стабільному складу пропілену температуру, тиск і швидкість конверсії в реакторі легше підтримувати стабільними, уникаючи частого коригування робочих параметрів і зменшуючи кількість невідповідного перехідного матеріалу.
Адаптація до нових екологічних процесів, зменшення тиску переробки трьох відходів
Особливо для екологічного процесу HPPO побічним продуктом є лише вода; якщо домішки пропілену високі, побічні продукти збільшуються, підвищуючи витрати на очищення стічних вод і відходів.
| Елемент порівняння | Сумісний промисловий пропілен (підходить для установок з пропіленоксиду) | Пропілен з надлишковими домішками | Негативний виробничий вплив |
|---|---|---|---|
| Основна чистота пропілену | Більше або дорівнює 99,5% | Низька чистота, висока важкість компонентів | Нестійке реакційне навантаження, підвищена витрата одиниці сировини |
| Пропін, Пропадієн | Строго контрольовані верхні межі | Надмірний вміст | Утворює важку смолу, засмічує реактори та теплообмінники |
| Загальний вміст сірки | Стандарт внутрішнього контролю з низьким вмістом | Надмірний вміст сірки | Постійно отруює HPPO титаносилікалітовий молекулярно-ситовий каталізатор |
| Вибірковість реакції | Стабільний вихід пропіленоксиду | Постійно знижується вибірковість | Збільшення побічних продуктів, збільшення витрат енергії на ректифікацію |
| Безперервність одиниць | Підтримує довготривалу роботу | Часті налаштування процесу, регенерація каталізатора | Збільшення витрат на виробництво, скорочення ефективного часу виробництва |
III. Вимоги до ключових показників для пропіленової сировини в різних процесах одержання пропіленоксиду
Процес прямого окислення HPPO має найвищі вимоги, а потім процес спільного окислення, тоді як традиційний процес хлоргідрину має відносно менші порогові значення. Новозбудовані екологічні технологічні установки не можуть продовжувати використовувати старі стандарти закупівлі сировини.
HPPO Процес окислення пероксиду водню
Основний акцент на суворому контролі загального вмісту сірки, алкінів, води та важких компонентів. Слідові домішки можуть спричинити дезактивацію молекулярного сита. Закупівлі повинні впроваджувати вищі стандарти внутрішнього контролю.
Процес спільного окислення PO/SM, PO/TBA
Обмежте кількість діолефінів і важких вуглеводнів, щоб запобігти накопиченню смоли; толерантність індикатора сірки трохи вище, ніж HPPO.
Хлоргідриновий процес
Достатня базова відповідність чистоті. Негативний вплив домішок більше відбивається на екологічних побічних продуктах, а толерантність каталізатора вище.
Звичайні загальні промислові показники пропілену на ринку є широкими і не можуть безпосередньо задовольнити потреби нових процесів HPPO. ZL Energy може диференціювати вимоги до індикаторів домішок для клієнтів різних процесів, за допомогою окремих резервуарів для зберігання та транспортування, щоб уникнути змішування матеріалів. Для підприємств HPPO з пропіленоксиду він забезпечує оптимізовану специфікацію пропілену для зменшення втрат каталізатора з джерела.
IV. Резюме рекомендацій щодо закупівлі та використання пропілену заводами з виробництва оксиду пропілену
Закупівля пропілену не може зосереджуватися лише на закупівельній ціні за одиницю; він повинен відповідати власному маршруту процесу. Пристрої з високою чутливістю, такі як HPPO, повинні надавати пріоритет блокуванню постачальників вихідного пропілену з низьким вмістом домішок і стабільними партіями.
Для новозбудованих або технічно модернізованих ліній виробництва пропіленоксиду HPPO додайте спеціальне тестування на загальну кількість сірки, алкінів і важких компонентів під час вхідної перевірки;
Перш ніж змінити постачальника пропілену, проведіть маломасштабні або короткострокові випробування, щоб оцінити коефіцієнт конверсії та зміни селективності;
Удосконалити засоби попередньої обробки пропілену, обладнані адсорбційними та осушувальними установками, щоб уникнути вторинних домішок, що вводяться під час транспортування;
Підприємства з довгостроковим безперервним виробництвом повинні віддати перевагу підписанню довгострокових угод, щоб забезпечити стабільний склад пропілену та уникнути ризиків коливань поставок.
Якщо підприємство з виробництва оксиду пропілену перевіряє джерела газу пропілену або проводить порівняльні випробування сировини, ZL Energy може забезпечити випробування зразків і сформулювати відповідні рішення для постачання газу на основі умов технологічного процесу.
