สถานการณ์การใช้งานและข้อดีด้านประสิทธิภาพของโพรพิลีนในอะคริโลไนไตรล์

อะคริโลไนไตรล์ (AN) เป็นสารเคมีตัวกลางที่สำคัญในการสังเคราะห์เรซิน ABS เส้นใยอะคริลิก ยางไนไตรล์ และสารตกตะกอนสำหรับบำบัดน้ำ และโพรพิลีนเป็นวัตถุดิบโมโนเมอร์หลักที่สุดสำหรับการผลิตอะคริโลไนไตรล์ทางอุตสาหกรรม ปัจจุบัน เส้นทางการผลิตอะคริโลไนไตรล์กระแสหลักทั่วโลกคือวิธีโพรพิลีนแอมมซิเดชัน องค์กรการผลิตหลายแห่งมุ่งเน้นไปที่การควบคุมอุณหภูมิของปฏิกิริยาและอัตราส่วนของอากาศต่อแอมโมเนีย แต่มองข้ามผลกระทบต่อเนื่องที่เกิดจากคุณภาพของวัตถุดิบโพรพิลีนได้อย่างง่ายดาย สารเจือปนในโพรพิลีนช่วยลดการเลือกใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เพิ่มผลพลอยได้ เช่น อะซิโตไนไตรล์ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ และคาร์บอนออกไซด์ และเพิ่มการใช้พลังงานในส่วนการแยก บทความนี้จะเรียบเรียงสถานการณ์การใช้งานโพรพิลีนในการผลิตอะคริโลไนไตรล์ วิเคราะห์ข้อดีของกระบวนการของโพรพิลีนคุณภาพสูง และให้ข้อมูลพื้นฐานในการคัดเลือกสำหรับการจัดหาวัตถุดิบโดยโรงงานอะคริโลไนไตรล์

I. สถานการณ์การใช้งานโพรพิลีนในกระบวนการผลิตอะคริโลไนไตรล์

โพรพิลีนผ่านปฏิกิริยาแอมออกซิเดชันกับก๊าซแอมโมเนียและอากาศภายใต้การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดีนัม-บิสมัทเพื่อสร้างอะคริโลไนไตรล์ กระบวนการทั้งหมดมีความอ่อนไหวต่อวัตถุดิบ และความเสถียรขององค์ประกอบของโพรพิลีนจะเป็นตัวกำหนดอัตราการแปลงหน่วยและระดับการทำงานที่ปลอดภัยโดยตรง

กระบวนการกระแสหลักทางอุตสาหกรรมคือวิธีการแอมมซิเดชันของโพรพิลีน Sohio โดยมีการไหลของปฏิกิริยาที่สมบูรณ์:

โพรพิลีน ก๊าซแอมโมเนีย และอากาศอัดเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ฟลูอิไดซ์เบดตามสัดส่วน และรับปฏิกิริยาแอมออกซิเดชันภายใต้สภาวะที่สูงกว่า 400 องศาด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดีนัม-บิสมัทเพื่อสร้างอะคริโลไนไตรล์ดิบ

ส่วนผสมของก๊าซปฏิกิริยาผ่านการทำความเย็น การดูดซึม และการกำจัดอย่างรวดเร็วเพื่อให้ได้อะคริโลไนไตรล์ดิบ

ด้วยการแก้ไขอย่างต่อเนื่องแบบหลายคอลัมน์ สิ่งเจือปน เช่น อะซีโตไนไตรล์ ไฮโดรเจนไซยาไนด์ และน้ำ จะถูกแยกออกเพื่อผลิตอะคริโลไนไตรล์ที่ผ่านการกลั่นแล้ว จากนั้นจะถูกส่งต่อไปยังสายการผลิต ABS และเส้นใยอะคริลิกต่อไป

โพรพิลีนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาหลักในฐานะโครงกระดูกแหล่งคาร์บอน โพรไพน์และโพรพาไดอีนในวัตถุดิบเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นลึกได้ง่าย ส่งผลให้การสะสมของคาร์บอนบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยาแย่ลง ซัลไฟด์จะทำลายตำแหน่งที่ใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่อง หลายหน่วยประสบกับวงจรการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาที่สั้นลง และความผันผวนที่ผิดปกติในผลผลิตไฮโดรเจนไซยาไนด์ที่เป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้ โดยสาเหตุหลักมาจากมีสิ่งเจือปนมากเกินไปในวัตถุดิบโพรพิลีน

ในฐานะผู้ผลิตแหล่งผลิตโพรพิลีน ZL Energy เพิ่มประสิทธิภาพตัวบ่งชี้การควบคุมภายในของผลิตภัณฑ์ตามคุณลักษณะของกระบวนการแอมมซิเดชันของอะคริโลไนไตรล์ อาศัยการแก้ไขแบบหลายขั้นตอนเพื่อรักษาเสถียรภาพของความบริสุทธิ์ของโพรพิลีน จำกัดโพรไพน์ โพรพาไดอีน ซัลเฟอร์ทั้งหมด และส่วนประกอบหนัก C4+ อย่างเคร่งครัด และจัดทำรายงานการทดสอบแก๊สโครมาโตกราฟีที่สมบูรณ์ในแต่ละชุด โดยปรับให้เข้ากับมาตรฐานการตรวจสอบขาเข้าของหน่วยอะคริโลไนไตรล์ฟลูอิไดซ์เบดขนาดใหญ่และส่วนรองรับ รับประกันการจัดหาอย่างต่อเนื่องในระยะยาวสำหรับหน่วย

ครั้งที่สอง ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพหลักของโพรพิลีนคุณภาพสูงในการผลิตอะคริโลไนไตรล์

โพรพิลีนอุตสาหกรรมที่มีความบริสุทธิ์คงที่และมีสิ่งเจือปนต่ำสามารถชะลอการสะสมคาร์บอนของตัวเร่งปฏิกิริยาและการเป็นพิษ ปรับปรุงการเลือกอะคริโลไนไตรล์ ทำให้สภาวะของเครื่องปฏิกรณ์มีความเสถียร ลดภาระการแยกตัวแก้ไข และขยายรอบการทำงานของหน่วย

โพรพิลีนแอมมออกซิเดชันเป็นปฏิกิริยาคัดเลือกแบบคายความร้อนอย่างรุนแรง ตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบดีนัม-บิสมัทมีความทนทานต่อสิ่งเจือปนต่างๆ ที่จำกัด โพรพิลีนคุณภาพสูงให้ประโยชน์หลายประการ:

การปิดใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยาช้า ลดความถี่ในการสร้างใหม่

ซัลไฟด์ทำให้เกิดความเสียหายต่อตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างถาวร อัลคีนที่ไม่อิ่มตัวจะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์และสะสมคาร์บอนได้ง่ายในบริเวณที่มีการใช้งาน โพรพิลีนมีสิ่งเจือปนต่ำสามารถยืดอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาและลดต้นทุนการฟื้นฟูการปิดระบบ

ปรับปรุงผลผลิตอะคริโลไนไตรล์ ควบคุมผลผลิตพลอยได้

สิ่งเจือปนจะกระตุ้นให้เกิดออกซิเดชันแบบลึก ทำให้เกิด CO, CO₂ และอะซิโตไนไตรล์จำนวนมาก โพรพิลีนที่ผ่านการรับรองสามารถปรับปรุงการเลือกผลิตภัณฑ์เป้าหมาย ลดแรงกดดันในการบำบัดด้วยผลิตภัณฑ์ และลดการใช้หน่วยวัตถุดิบโพรพิลีน

ทำให้สถานะปฏิกิริยาฟลูอิไดซ์เบดเสถียร หลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากฮอตสปอต

ความผันผวนอย่างมากในองค์ประกอบโพรพิลีนทำให้เครื่องปฏิกรณ์ในท้องถิ่นเกิดความร้อนสูงเกินไป ทำให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย โพรพิลีนที่มีตัวบ่งชี้ที่เสถียรช่วยอำนวยความสะดวกในการควบคุมกระบวนการและรักษาภาระฟลูอิไดซ์เบดให้คงที่

ลดภาระของระบบการกลั่น รักษาคุณภาพผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปให้คงที่

ผลพลอยได้ที่เพิ่มขึ้นเพิ่มความยากในการแยกหอแก้ไข การแนะนำสิ่งเจือปนอย่างต่อเนื่องยังทำให้เกิดความผันผวนของสีอะคริโลไนไตรล์และตัวบ่งชี้ตัวยับยั้งการเกิดพอลิเมอไรเซชันได้อย่างง่ายดาย ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของเรซิน ABS ปลายน้ำ

III. ข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับตัวชี้วัดวัตถุดิบโพรพิลีนที่สำคัญในกระบวนการอะคริโลไนไตรล์แอมม็อกซิเดชัน

กระบวนการฟลูอิไดซ์เบดของอะคริโลไนไตรล์แอมออกซิเดชั่นมีความไวต่อสิ่งเจือปนที่ไม่อิ่มตัว และห้ามผสมโพรพิลีน ตัวชี้วัดหลักสามประการของโพรไพน์ + โพรพาไดอีน ซัลเฟอร์ทั้งหมด และส่วนประกอบที่หนักคือจุดควบคุมหลัก ความต้องการวัตถุดิบของหน่วยอะคริโลไนไตรล์อยู่ระหว่างโพลีโพรพีลีนกับโพรพิลีนออกไซด์ของ HPPO แต่การควบคุมอัลไคน์มีความสำคัญอย่างยิ่ง:

โพรไพน์, โพรพาดีน:มีแนวโน้มที่จะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันและถ่านโค้กในฟลูอิไดซ์เบดอุณหภูมิสูง ยึดติดกับพื้นผิวอนุภาคตัวเร่งปฏิกิริยา และลดผลกระทบของฟลูอิไดเซชันและประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน

กำมะถันทั้งหมด:ติดตามซัลไฟด์สะสมอย่างต่อเนื่องทำลายศูนย์กลางตัวเร่งปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่อง

ส่วนประกอบหนัก C4:ทนต่อปฏิกิริยาแคร็กและออกซิเดชัน เพิ่มผลพลอยได้และภาระในการแยกสารที่ตามมา

โพรพิลีนผสมราคาต่ำในตลาดมีความผันผวนขององค์ประกอบที่ไม่สามารถควบคุมได้ ในระยะสั้นอาจดูเหมือนช่วยลดต้นทุนการจัดซื้อ แต่ในระยะยาวจะทำให้เกิดการสูญเสียที่ซ่อนอยู่ เช่น การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เพิ่มขึ้นและการใช้พลังงาน โพรพิลีนของ ZL Energy ใช้การผลิตแบบเรียงกระแสที่เป็นอิสระและการจัดเก็บถังแบบแบ่งส่วน ซึ่งช่วยลดการผสมส่วนประกอบภายนอก และสามารถตอบสนองความต้องการการจ่ายก๊าซที่มั่นคงของหน่วยอะคริโลไนไตรล์ขนาดใหญ่

IV. สรุปข้อแนะนำที่เป็นประโยชน์สำหรับการจัดหาและการใช้โพรพิลีนโดยบริษัทอะคริโลไนไตรล์

การจัดหาโพรพิลีนไม่สามารถเปรียบเทียบราคาได้เพียงอย่างเดียว ควรประเมินตัวบ่งชี้สิ่งเจือปนและความเสถียรของแบทช์อย่างครอบคลุม ก่อนที่จะเปลี่ยนแหล่งก๊าซ จะต้องดำเนินการติดตามสภาพการทำงานระยะกลางและระยะยาว

สำหรับยูนิตอะคริโลไนไตรล์ที่สร้างขึ้นใหม่หรือรีสตาร์ทหลังการบำรุงรักษา ให้ทดสอบตัวบ่งชี้ซัลเฟอร์รวมของโพรพิลีน อัลไคน์ และส่วนประกอบหนักเป็นประจำ

เมื่อเปลี่ยนซัพพลายเออร์โพรพิลีน ให้ติดตามการเปลี่ยนแปลงของอัตราการแปลง ความสามารถในการคัดเลือก และผลพลอยได้จากอะซิโตไนไตรล์และผลผลิตไฮโดรเจนไซยาไนด์อย่างต่อเนื่อง

ปรับปรุงสิ่งอำนวยความสะดวกในการปรับสภาพโพรพิลีน ซึ่งมีหน่วยกรองและอบแห้ง เพื่อป้องกันสิ่งสกปรกทุติยภูมิที่เกิดขึ้นในระหว่างการขนส่ง

สายการผลิตต่อเนื่องขนาดใหญ่ควรให้ความสำคัญกับการลงนามในข้อตกลงการจัดหาก๊าซในระยะยาว เพื่อป้องกันผลกระทบจากการผลิตที่เกิดจากความผันผวนของอุปทานในตลาด