رفتن به مطلب

تبدیل متانول به الفین


ارسال های توصیه شده

  • 2 سال بعد...
سلام دوست عزیز این فایلتون دانلود نمیشه

 

سلام:icon_gol:

لینک در پست اول اصلاح شد

 

به نظرم اومد ممکنه مطالب فایل بالا براتون کافی نباشه، مطالب بیشتری رو تو پست های بعدی میزارم

امیدوارم به دردتون بخوره

لینک به دیدگاه

استفاده از تكنولوژي‌هاي نوين با قابليت‌هاي بيشتر، يكي از روش‌هاي بهبود كيفيت و اقتصاد توليد، برتري در رقابت با ساير توليدكنندگان و در اختيارگرفتن بازار مي‌باشد. در صنايع پتروشيمي، خصوصاً در خاورميانه به دليل وجود توليدكنندگان متعدد و رقابت نزديك كشورهاي توليدكننده مواد پايه، استفاده از تكنولوژي‌هاي نوين بسيار به صرفه خواهد بود. يكي از اين روش‌ها تبديل متانول به الفين مي‌باشد كه علاوه بر نو و اقتصادي‌بودن آن داراي امتيازات ويژه‌اي براي كشورهايي است كه از گاز طبيعي به عنوان خوراك پتروشيمي استفاده مي‌كنند. در اين مطلب به معرفي اين تكنولوژي و مزاياي استفاده از آن اشاره شده است:

اتيلن و پروپيلن مهمترين الفين‌هاي پايه مي‌باشند كه جهت ساخت پليمرهاي مختلف، بازارهاي بزرگي را به خود اختصاص داده‌اند. اين دو مونومر امروزه از طريق كراكينگ گرمايي هيدوركربن‌هاي اشباع‌شده همچون اتان بدست مي‌آيند.

 

تبديل اتاان به الفين‌هايي نظير اتيلن و پروپيلن، در سالهاي آتي با مشكلاتي قابل توجه روبرو شده است. عمده اين مشكلات، تامين اتان براي واحدهاي روبه رشد پتروشيمي از منابع هيدوركربوري و اشباع بازار برخي مشتقات اين مواد نظير پلي‌‌اتيلن و اتيلن مي‌باشد. اين مسائل در كنار يكديگر نياز به تكنولوژي جديدي را كه از محدوديت‌هاي فرآيند كراكينگ گرمايي عاري باشد، ايجاد نموده است.

 

يكي از اين فرآيندها تبديل كاتاليستي تركيبات متوكسي نظير متانول و يا دي‌متيل‌اتر به مخلوط الفين‌ها مي‌باشد. اين پروسه كه MTO يا "متانول به الفين" نام دارد، متانول خام را به اتيلن و پروپيلن تبديل مي‌نمايد. در طي اين فرآيند ابتدا در مرحله اول، گاز طبيعي به متانول خام تبديل مي‌گردد و در مرحله دوم متانول حاصله از طريق يك واكنش كاتاليستي به اتيلن و پروپيلن تبديل مي‌گردد. از عمده ويژگيهاي اين فرآيند تبديل عمده‌ترين جزء گاز طبيعي (متان) به الفين مي‌باشد. متان حدود 90 درصد از گاز طبيعي را تشكيل مي‌دهد, از اين‌رو تبديل آن به الفين بسيار پرصرفه مي‌باشد. اتيلن و پروپيلن توليدي با خلوص بالاي 97 درصد بوده و مي‌توان آنرا به‌راحتي جدا ساخته و به واحد پليمرسازي فرستاد.

 

در شكل زير شمايي از روشهاي موجود توليد اتيلن و پروپيلن و مشتقات آنها ارائه شده است.

+ نوشته شده در ساعت توسط آرمین کاتوزیان | نظر بدهید

مزایای بیوپلیمر

پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند.

 

بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند.

 

پلیمر های متداول امروزی از نفت خام ساخته می شوند كه با توجه به محدود بودن منابع نفتی باید به تدریج با بیوپلیمر ها كه از منابع تجدید شونده ساخته می شوند، جانشین شوند. بیوپلیمر از نظر بیوشیمی دان ها عبارت است از ماكرومولكول های بیولوژی كه از تعداد زیادی زیر واحد كوچك و شبیه به هم كه با اتصال كووالانسی به هم متصل شده اند ویك زنجیره طولانی را ایجاد می كنند، ساخته شده اند.

 

در روند طبیعی، بیوپلیمر ها و یا همان ماكرومولكول ها، تركیبات داخل سلولی هستند كه قابلیت زنده ماندن را به ارگانیسم در شرایط سخت محیطی می دهند.مواد بیوپلیمری در شكل های گوناگونی توسعه یافته اند؛ بنابراین ظرفیت استفاده در صنایع گوناگون را دارند. توسعه مواد بیوپلیمری به چنددلیل اهمیت دارد. اول این كه این مواد بر خلاف پلیمر های امروزی كه از مواد نفتی به دست می آیند، به محیط زیست برگشت پذیر هستند؛ بنابراین موادآلوده كننده محیط زیست به شمار نمی آیند. در این خصوص مواد بیوپلیمری در ساخت پلاستیك ها به دو صورت استفاده قرار می شوند.

 

اول استفاده از پلاستیک هایی كه درآنها یک ماده تخریب پذیر(مانند نشاسته) به یک پلاستیک متداول (مانندپلی اتیلن) اضافه می شود، درنتیجه این ماده به افزایش سرعت تخریب پلاستیک کمک می کند. این مواد چند سالی هست که وارد بازار شده اند و با آن که کمک زیادی به کاهش زباله های پلاستیکی کرده اند، اما به دلیل این که در آنها از همان پلاستیک های متداول تخریب ناپذیر استفاده می شود و استفاده از مقدار زیادی مواد تخریب پذیر در پلاستیک ویژگی آن را تضعیف می کند، موقعیت چندان محکمی ندارند.

 

دوم استفاده از پلاستیک های تخریب پذیر ذاتی است که به دلیل ساختمان شیمیایی خاص به وسیله باکتری ها، آب یا آنزیم ها در طبیعت تخریب می شوند و خیلی سریع تر از نوع اول به محیط زیست بر می گردند، دردرجه دوم اهمیت مواد بیوپلیمری به وسیله موجودات زنده ساخته می شوند و در نتیجه در چرخه ساخت و تجزیه مواد بیولوژیك قرار می گیرند، پس هیچ گاه منابع آن محدود و تمام شدنی نیست، در حالی كه مواد پلیمری و پلاستیكی امروزی از سوخت های فسیلی ساخته می شود كه منابع آن محدود و تمام شدنی است. هر چند این منابع در حال حاضر و به ویژه در كشور ما به وفور یافت می شوند، ولی روزی تمام خواهند شد. سومین مزیت بیوپلیمر ها، اقتصادی بودن این مواد است، زیرا تولید بیوپلیمر نیاز زیادی به كارخانه و صنعت پیشرفته ندارد و با حداقل امكانات می توان به تولید آن مبادرت ورزید. همچنین قیمت بالای نفت خام، كشور ها را به سوی استفاده از این مواد سوق داده است.

 

هر چند امروزه برای کاربردهای بسیار خاص مانند نخ بخیه جراحی(نخ بخیه حل شونده) به کار می روند، ولی دیری نخواهد پایید كه به استفاده گسترده از این پلیمر ها توجه خواهد شد. سه گروه از موجودات زنده می توانند بیوپلیمرها را تولید كنند كه عبارتند از:گیاهان، جانوران و میكروارگانیسم ها كه از این میان گیاهان و میكروارگانیسم ها اهمیت بیشتری دارند.

 

گیاهان تولیدكننده

بیشترین تحقیقات بیوپلیمری روی مهندسی ژنتیك گیاهان تولیدكننده فیبر مانند كتان، كنف و ... متمركز شده است. به عبارت دیگر، توسعه واكنش های مولكولی درون سلولی گیاهان كه به تولید مواد بیوپلیمری منجر می شود، مورد توجه مهندسان ژنتیك و بیوتكنولوژی قرار گرفته است. مواد بیوپلیمری كه در سلول های گیاهی ساخته می شود، بیشتر از جنس پلی هیدروكسی بوتیرات (PHB) است. این ماده از نظر خصوصیات فیزیكی و مكانیكی بسیار شبیه پلی پروپیلن حاصل از مواد نفتی است. امروزه با همسانه سازی كردن ژن تولید كننده پلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات در گیاهان معمولی كه قابلیت تولید بیوپلیمر را ندارند، توانسته اند این محصول پلیمری را به طور انبوه تولید كنند. گیاهان، نیشكر، یونجه، درخت خردل و ذرت برای تولید این بیوپلیمر از طریق مهندسی ژنتیك انتخاب شده اند كه ژن تولید كننده این پلیمر به داخل ژنوم این گیاهان وارد می شود و گیاه یادشده را به ساختن بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات قادرمی سازد.

 

ارگانیه های تولیدكننده بیوپلیمر ها

درحدود ۸۰ سال قبل برای نخستین بار بیوپلیمر پلی هیدروكسی بوتیرات از باكتری باسیلوس مگاتریوم جدا سازی شد. ازآن پس دانشمندان بیوپلیمر به دنبال یافتن راه هایی هستند كه تولیدات بیوپلیمری باكتریایی را توسعه دهند و به صورت تجاری درآورند.

 

بیوپلیمر هایی كه سلول های باكتریایی قادر به تولید آن هستند و از آنها جداسازی شده اند، عبارتند از: پلی هیدروكسی آلكانوات (PHA)، پلی لاكتیك اسید (PLA) و پلی هیدروكسی بوتیرات (PHA). این بیوپلیمر ها از نظر خصوصیات فیزیكی به پلیمر های پلی استیلن و پلی پروپیلن شبیه هستند. بیوپلیمر های میكروبی در طبیعت به عنوان تركیبات داخل سلولی میكروب ها یافت می شوند و بیشتر زمانی كه باكتری ها در شرایط نامساعد محیطی قرار می گیرند، اقدام به تولید این مواد می كنند. این مواد در حالت طبیعی به عنوان یك منبع انرژی راحت و در دسترس عمل می كنند.

 

همچنین هنگامی كه محیط اطراف باكتری غنی از كربن باشد و از نظر دیگر مواد غذایی مورد استفاده باكتری دچار كمبود باشد، باكتری اقدام به ساخت بیوپلیمر های یادشده می كند. باكتری ها برای ساختن بیوپلیمر های PHA و PHB از واكنش های تخمیری استفاده می كنند كه در این واكنش ها نیز ازمواد خام گوناگونی استفاده می شود. PHB به وسیله یك باكتری به نام استافیلوكوكوس اپیدرمیس ساخته می شود كه روی تفاله های حاصل از واكنش های روغن گیری دانه های كنجد رشد می كند و این بیوپلیمر را می سازد.

 

PHB در درون سیتوپلاسم باكتری به صورت دانه های ذخیره ای (اینكلوژن بادی) ذخیره می شود كه این مواد را به وسیله سانتریفیوژ و واكنش های شست وشوی چند مرحله ای می توان استخراج و خالص سازی و ازآن استفاده كرد.در یك نتیجه گیری كلی در مورد استفاده از بیوپلیمر ها به جای پلاستیك ها و پلیمر های نفتی می توان گفت كه با توجه به ماهیت و خصوصیات بیوپلیمر ها كه مواد تجدید شونده و قابل برگشت به محیط زیست و یا به عبارتی دوست محیط زیست هستند، استفاده از آنها كاری معقول و اقتصادی خواهد بود. از سوی دیگر، با توجه به قیمت بالای نفت خام و محدود بودن منابع آن، استفاده از آن برای تولید مواد پلاستیكی كه هم آلوده كننده محیط زیست است و هم در جامعه ما ارزش چندانی ندارد، كاری غیر اقتصادی است. پس امید می رود با توجه به سرعت روز افزون علم در زمینه مواد بیوپلیمری در بیشتر كشورها، دركشور ما نیز به این مقوله توجه بیشتری شود و با جانشین كردن مواد بیوپلیمری با پلیمر های نفتی، طلای سیاه را برای آیندگان به میراث بگذاریم.

 

منبع : http://www.irche.com/article/bio_polymer.asp

لینک به دیدگاه

الفینها (عمدتاً اتیلن و پروپیلن) به عنوان ترکیبات کلیدی در صنایع پتروشیمی محسوب می شوند که به صورت مرسوم از کراگینگ حرارتی نفتا که شامل آلکانهای 12C-5C می باشد تولید می شوند. سنتز الفینهای سبک از متانول با استفاده از کاتالیستهای زئولیتی جدید (که شروع آن به سال 1978 توسط شرکت Mobil بر می گردد) به عنوان یک جایگزین مطلوب برای کراکینگ نفتا پیشنهاد شده است. متانول از گاز سنتز که در اثر فرآیند کراکینگ با بخار گاز طبیعی و یا زغال سنگ تشکیل شده است، بدست می آید. در ادامه، متانول به یک محصول واسطه تعادلی شامل متانول، آب و دی متیل اتر (DME) تبدیل می گردد که این محصول واسطه با توجه به نوع واکنش های کاتالیستی و نوع فرآیند صورت گرفته به بنزین (MTG) و الفین (MTO) و پروپیلن (MTP) تبدیل می شود. در سال 1973 ابداع فرآیند MTG کاملاً به صورت اتفاقی صورت گرفت به طوری که یک گروه از محققان کمپانی Mobile در نیوجرسی که در حال تحقیق بر روی تبدیل متانول به سایر ترکیبات اکسیژن دار به همراه کاتالیست زئولیت بودند به طور ناخواسته به یک سری هیدروکربن دسترسی پیدا کردند. تا اینکه پس از مدتی گروه دیگری از کارشناسان این شرکت در پرینستون با توجه به کارهای صورت گرفته سعی کردند که از متانول به همراه کاتالیست زئولیت به alkylate isobutene برسند که در راستای اجرای این هدف به مخلوطی از پارافین و آروماتیک در محدوده بنزین رسیدند . در سالهای 1983-1984 بعد از کشف زئولیت برای تبدیل متانول به هیدروکربن های سبک و سنگین (MTG و MTO) توجه جدی نسبت به این فرآیند ایجاد شد. در سالهای بعد محققین تبدیل متانول به اولفین های سبکتر را در بستری از 34-SAPO مورد بررسی قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که در این بسترها گزینش پذیری بالایی برای اولفین سبک بدست می آید. در سال 1988 prinz و Rickert درباره تشکیل اتن و پروپن از متانول با کاتالیست زئولیت مطالعاتی انجام دادند. در سال 1995 محققین دریافتند که واکنش MTO بر روی کاتالیست تازه بسیار سریع است و میزان کک تشکیل شده بر روی کاتالیست مهمترین فاکتور برای فعالیت و گزینش پذیری است. در سال 1996 دو شرکت، فرآیند MTO را در بستری از 34-SAPO گسترش دادند براساس تحقیقات آنان، اتیلن و پروپیلن محصولات اصلی تشکیل شده بر روی کاتالیست 34-SAPO می باشد. در سال 2003، Markus Hack به بررسی تولید پروپیلن از متانول پرداختند. اخیرا فرآیند MTP توسط شرکت Lurgi توسعه یافته است [5]. با توجه به مصرف بالای الفین ها، تولید متانول و گاز سنتزی از زغال سنگ در کشورهای مصرف کننده این ماده، مانند چین ،آمریکا و کشور های اروپائی و به منظور مدیریت بازار فروش گاز طبیعی و متانول، همچنین کاهش شیب رکوردی قیمت جهانی الکل مذکور، یکی از فرآیندهای قابل بررسی M.T.O. می باشد بسته به زمان و مکانهای مختلف, بازارهای متفاوتی برای اتیلن و پروپیلن وجود دارد. مثلا در آمریکا و اروپا تقاضا برای اتیلن اغلب بیشتر از پروپیلن می‌باشد در حالیکه در اقیانوسیه تقاضا برای پروپیلن بیشتر از اتیلن است.

تقاضا برای اتیلن در یک بازه زمانی نسبت به تولید کاهش یافته و پس از سالهای2007 و 2008 مجدداً با افزایش روبرو است. در حالیکه در ارتباط با پروپیلن تقاضا در بازه زمانی سال 2002 تا سال 2010 رو به افزایش می‌باشد. از این رو در طول سالهای آتی توان تغییر واحدهای تولیدی اتیلن و پروپیلن، بسته به میزان تقاضای بازار و محل فروش امری حیاتی است. عملکرد فرآیند تبدیل متانول به اولفین از این لحاظ قابل توجه می‌باشد که این فرآیند انعطاف‌پذیر بوده و می‌تواند به نحوی صورت پذیرد که بسته به نیاز، اتیلن و یا پروپیلن بیشتری تولید نموده و نسبت محصولات راتغییر دهد.

این پروسه که MTO یا (متانول به الفین ) نام دارد، متانول خام را به اتیلن و پروپیلن تبدیل می‌نماید. در طی این فرآیند ابتدا در مرحله اول، گاز طبیعی به متانول خام تبدیل می‌گردد و در مرحله دوم متانول حاصله از طریق یک واکنش کاتالیستی به اتیلن و پروپیلن تبدیل می‌گردد. از عمده ویژگیهای این فرآیند تبدیل عمده‌ترین جزء گاز طبیعی (متان) به الفین می‌باشد. متان حدود 90 درصد از گاز طبیعی را تشکیل می‌دهد, از این‌رو تبدیل آن به الفین بسیار پرصرفه می‌باشد. اتیلن و پروپیلن تولیدی با خلوص بالای 97 درصد بوده و می‌توان آنرا به‌راحتی جدا ساخته و به واحد پلیمرسازی فرستاد.

تکنولوژی‌های دیگری نیز برای تبدیل متان به محصولات باارزش بالاتر وجود دارد، اما این فرآیندها در مقایسه با فرآیند MTO از بازده پایین‌تر و صرفه اقتصادی کمتری برخوردار می‌باشند. در فرآیند تبدیل متانول به الفین، چنانچه اتیلن ماده تولیدی اصلی باشد، گرمای مورد نیاز واکنش کمتر از زمانی است که پروپیلن به عنوان جزء اصلی محصولات تولیدی مدنظر قرار می‌گیرد. در این فرآیند جهت تولید پروپیلن بیشتر نسبت به اتیلن، می‌بایست اقداماتی نظیر: زمان تماس خوراک با کاتالیست، دمای واکنش بالاتر و فشار جزئی بیشتر متانول در تماس با کاتالیست را انجام داد تا پروپیلن به عنوان محصول اصلی بدست آید.

بنابراین با تغییرات ساده عملیاتی می‌توان نسبت محصولات تولیدی را به دلخواه تغییر داد.

علاوه بر این مسأله با استفاده از متانول به عنوان خوراک، می‌توان به مزایایی از جمله حمل و نقل آسان‌تر و کم‌هزینه‌تر نسبت به اتان دست یافت.

امتیازات دیگری نظیر: تولید محصولات جانبی محدود در مقایسه با سایر روشهای کراکینگ و در نتیجه ساده بودن سیستم بازیافت و خالص‌سازی، ساده‌تر بودن پلنت مورد استفاده نسبت به واحدهای معمولی بدلیل وجود پارافین کم و عدم نیاز به سیستم‌های جداکننده پروپان/ پروپیلن و اتان/ اتیلن بدلیل تولید پروپیلن و اتیلن با خلوص بیش از 98 درصد، دیگر ویژگیهای این فرآیند می‌باشند. روش تبدیل متانول یا دی‌متیل‌اتر به اولفین‌ها بوسیله شرکت موبیل کشف گردید؛ کشف این روش به طور تصادفی اتفاق افتاد. در حین آزمایش فرآیندی که با هدف تولید نوعی سوخت انجام پذیرفت، مقادیر کمی الفین به صورت محصول جانبی تولید گردید که منجر به جلب توجه متخصصان امر شد. این فرآیند در طول سالهای بعد به دقت مورد تکمیل و اصلاح قرار گرفت و کاتالیست آن به کاتالیست بسترمایع تغییر یافت . کاتالیست مورد استفاده در پروژه M.P.T شرکت پژوهش و فناوری ایران بوسیله شرکت هیدرو، 100-MTO با ترکیب سلیکونیوم فسفات، به صورت غربال مولکولی می‌باشد. این کاتالیست به شدت گزینش‌گر (selective) بوده و بدین وسیله به تولید اتیلن و پروپیلن می‌پردازد.

کاتالیست‌های دیگر مورد استفاده، کاتالیست زئولیتی ZMS-5 به کار رفته توسط شرکت موبیل و کاتالیست SAPO-34 می‌باشند. مراجع: 1- گشتاسبی،‌آ.، "گزارش سفر طراحی واحد صنعتی تبدیل متانول به پروپیلن "

2- Lurgi & NPC-RT, “Operating Manual M.T.P Demo Plant, Introduction Section”, 2007

3- Chang, C. D.; Silvestri, A. J. Conversion of Methanol and other O-Compounds over Zeolite Catalysts. J. Catal.

1977 , 47 , 249-259.

4- C.D. Chang, J.C.W. Kuo, W.H. Lang, S.M. Jacob, J.J. Wise, A.J.Silvestri, Ind. Eng. Chem. Proc. Des. Dev. 17

(1978) 255.

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...