مقدمه
واحد متانول پتروشیمی مرجان بخشی از صنعت گسترده پتروشیمی ایران است و نقش بسزایی در تولید متانول، یک ماده شیمیایی کلیدی که به عنوان خوراک در تولید سایر مواد شیمیایی، سوخت و مواد مورد استفاده قرار می گیرد، ایفا می کند. فرآیند تولید متانول در این تاسیسات، مانند اکثر کارخانه های پتروشیمی در مقیاس بزرگ، به طور کلی به دو نوع اصلی طبقه بندی می شود: فرآیند سنتی (صنعتی) و روش های مدرن تر، که اغلب شامل فناوری های پیشرفته است.
تولید انبوه و انتشار گازهای گلخانه‌ای، سیاره زمین را بر اساس تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی، تخریب کرده است. دی اکسید کربن به عنوان یکی از مهم‌ترین گازهای گلخانه‌ای شناخته می‌شود. در دهه‌های اخیر، روش‌های مختلفی برای جذب و جداسازی کربن (CCS) به همراه کاهش تولید خالص CO2 توسعه یافته است. سوخت‌های فسیلی، منابع اصلی انتشار دی اکسید کربن هستند. جایگزینی سوخت‌های فسیلی با یک منبع انرژی پاک و تجدیدپذیر مانند هیدروژن، یکی از روش‌های امیدوارکننده برای کنترل انتشار CO2 به جو است.
افزایش تقاضای انرژی در چند دهه گذشته، ذخایر انرژی را کاهش داده است، که تا حد زیادی با مصرف سوخت‌های فسیلی که انتشار گازهای گلخانه‌ای را افزایش داده است، جبران شده است. بنابراین، نیاز به گزینه‌های پاک و پایدار برای رفع کمبود انرژی به طور چشمگیری افزایش یافته است. گازسازی و اصلاح متان با بخار (SMR) فناوری‌های مؤثری هستند که می‌توانند به ترتیب از زغال سنگ و گاز طبیعی، گاز مصنوعی و هیدروژن تولید کنند.
مقایسه
– فرآیند صنعتی: به طور سنتی، متانول با استفاده از گاز طبیعی (متان) به عنوان خوراک اولیه تولید می شود. این فرآیند شامل اصلاح گاز طبیعی با بخار برای تولید گاز سنتز، مخلوطی از هیدروژن، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن است.
– فرآیند مدرن: روش‌های مدرن همچنین در حال بررسی استفاده از مواد اولیه جایگزین، مانند گاز طبیعی تجدیدپذیر، زیست توده، یا حتی دی اکسید کربن (گرفته شده از انتشارات صنعتی) به عنوان بخشی از تاکید فزاینده بر پایداری هستند. این مواد اولیه همچنین می توانند برای تولید گاز سنتز اصلاح شوند، اما این فرآیند ممکن است شامل مراحل اضافی برای اطمینان از خلوص مواد اولیه یا راندمان تبدیل باشد.
تولید گاز سنتز
– فرآیند صنعتی: تولید گاز سنتز به طور سنتی از طریق رفرمینگ متان بخار (SMR) انجام می شود. این یک فرآیند با دمای بالا است که در آن گاز طبیعی با بخار روی یک کاتالیزور واکنش می دهد و گاز سنتز تولید می کند.
– فرآیند مدرن: در حالی که SMR هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، فناوری های جدیدتری مانند اصلاح خودکار گرمایی (ATR) یا اکسیداسیون جزئی (POX) در حال استفاده هستند. این روش‌ها می‌توانند انرژی کارآمدتری داشته باشند و ممکن است ادغام بهتری با فناوری‌های جذب کربن ارائه دهند. به عنوان مثال، ATR هر دو واکنش گرماگیر و گرمازا را برای کاهش مصرف انرژی ترکیب می کند.
سنتز متانول
– فرآیند صنعتی: در روش سنتی، گاز سنتز در فشار و دمای بالا از روی کاتالیزور مبتنی بر مس عبور داده می شود تا متانول تولید شود. واکنش معمولاً در یک راکتور با بستر ثابت انجام می شود.
– فرآیند مدرن: کاتالیزورهای پیشرفته و طرح‌های راکتور در نیروگاه‌های مدرن برای افزایش نرخ تبدیل و بهره‌وری انرژی اجرا می‌شوند. فن آوری هایی مانند راکتورهای فاز دوغاب یا راکتورهای بستر سیال برای مدیریت حرارت بهتر و بهبود سینتیک واکنش مورد بررسی قرار می گیرند. علاوه بر این، ادغام سیستم‌های جذب نوسان فشار (PSA) برای تصفیه گاز سنتز، کارایی کلی فرآیند را افزایش می‌دهد.
مصرف انرژی و بهره وری
– فرآیند صنعتی: تولید متانول سنتی انرژی بر است، به ویژه در مراحل اصلاح و فشرده سازی. بهره وری کلی انرژی اغلب توسط فناوری آن زمان محدود می شود.
– فرآیند مدرن: کارخانه های مدرن با در نظر گرفتن ادغام انرژی طراحی شده اند. نوآوری هایی مانند سیستم های بازیابی گرما، تولید همزمان و بهبود مدیریت حرارتی مصرف انرژی در هر واحد متانول تولید شده را به میزان قابل توجهی کاهش داده است. برخی از کارخانه ها نیز در حال بررسی استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر برای کاهش بیشتر ردپای کربن هستند.
ملاحظات زیست محیطی
– فرآیند صنعتی: از نظر تاریخی، نگرانی های زیست محیطی در تولید متانول ثانویه بود. این فرآیند انتشار گازهای گلخانه ای قابل توجهی را به خصوص از مرحله اصلاح تولید می کند.
– فرآیند مدرن: تمرکز زیادی بر کاهش اثرات زیست محیطی وجود دارد. امکانات مدرن اغلب از فن آوری های جذب و ذخیره کربن (CCS) برای کاهش انتشار CO2 استفاده می کنند.
کیفیت محصول و بازده
– فرآیند صنعتی: در کارخانه‌های قدیمی‌تر، بازده و خلوص متانول اغلب به دلیل محدودیت‌های فناوری‌های موجود محدود می‌شد. دستیابی به خلوص بالا مستلزم مراحل تصفیه اضافی است.
– فرآیند مدرن: پیشرفت های تکنولوژیکی منجر به بهبود قابل توجهی در عملکرد و خلوص شده است. کاتالیزورها و راکتورهای مدرن برای به حداکثر رساندن تبدیل گاز سنتز به متانول و در عین حال به حداقل رساندن محصولات جانبی طراحی شده‌اند. تکنیک های تصفیه پیشرفته تضمین می کند که متانول تولید شده با استانداردهای صنعتی سختگیرانه با مراحل اضافی کمتر مطابقت دارد.
آنالیز حسایست
آنالیز حسایست انجام شده و کلیه نمودار ها در نرم افزار اوریجین لب پرو طراحی شده است.
نتیجه گیری
تغییر از فرآیندهای سنتی تولید متانول به مدرن در تاسیساتی مانند واحد متانول پتروشیمی مرجان نشان دهنده روندهای گسترده تری در صنعت پتروشیمی است: تمرکز بر پایداری، کارایی و یکپارچگی فناوری. در حالی که فرآیندهای صنعتی پایه و اساس تولید متانول در مقیاس بزرگ را ایجاد کردند، پیشرفت های مدرن تضمین می کند که این فرآیندها سازگارتر با محیط زیست، مقرون به صرفه تر و سازگارتر با چشم اندازهای انرژی آینده هستند.
این پروژه توسط شرکت آنیل پارس از روی مقالات زیر انجام شده است.
- تولید همزمان گاز سنتز و هیدروژن از منابع فسیلی و زیستی با استفاده از CO2
- آنالیز ترمودینامیکی تولید همزمان H2 و گاز سنتز از CO2
طراحی مفهومی یک فرآیند تولید گاز سنتز و مقایسه آن با پتروشیمی مرجان توسط شرکت آنیل پارس انجام گردید.
- شبیه سازی کامل واحد متانول پتروشیمی مرجان
- طراحی مفهومی یک فرآیند نوین به منظور تولید گاز سنتز، هیدروژن و جذب کربن دی اکسید
- مقایسه فرآیند تولید گاز سنتز و صنعتی واحد متانول پتروشیمی مرجان
مقایسه فرآیند تولید گاز سنتز و صنعتی واحد متانول پتروشیمی مرجان
در این پروژه مقایسه فرآیند تولید گاز سنتز و صنعتی واحد متانول پتروشیمی مرجان انجام شده است. جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.