โพรพิลีนออกไซด์ (PO) เป็นตัวกลางสำคัญในห่วงโซ่อุตสาหกรรมโพลียูรีเทน สารลดแรงตึงผิว และโพรพิลีนไกลคอล และโพรพิลีนเป็นวัตถุดิบพื้นฐานที่ขาดไม่ได้สำหรับการผลิตโพรพิลีนออกไซด์ ปัจจุบันเส้นทางการผลิตโพรพิลีนออกไซด์ในประเทศมีความหลากหลาย องค์กรการผลิตหลายแห่งมุ่งเน้นไปที่การปรับตัวเร่งปฏิกิริยาให้เหมาะสมและการปรับกระบวนการเกิดปฏิกิริยา แต่ก็มองข้ามผลกระทบอย่างต่อเนื่องที่เกิดจากคุณภาพของโพรพิลีนโมโนเมอร์ได้อย่างง่ายดาย การติดตามสิ่งเจือปนในโพรพิลีนไม่เพียงแต่ลดอัตราการเปลี่ยนปฏิกิริยา แต่ยังเพิ่มการสร้างผลพลอยได้ เพิ่มการใช้พลังงานในการแก้ไข และส่งผลต่อความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ บทความนี้จะอธิบายสถานการณ์จำลองการใช้งานโพรพิลีนในเส้นทางกระบวนการโพรพิลีนออกไซด์ต่างๆ อย่างเป็นระบบ วิเคราะห์ข้อดีด้านประสิทธิภาพของโพรพิลีนคุณภาพสูง และให้ข้อมูลพื้นฐานอ้างอิงสำหรับการจัดหาวัตถุดิบโดยโรงงานโพรพิลีนออกไซด์
I. สถานการณ์การใช้งานโพรพิลีนในกระบวนการผลิตโพรพิลีนออกไซด์ต่างๆ
ในฐานะที่เป็นโมโนเมอร์ปฏิกิริยาหลัก โพรพิลีนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยาไซคลิกเซชันเพื่อสร้างโพรพิลีนออกไซด์ กระบวนการหลักสามกระบวนการ ได้แก่ กระบวนการคลอโรไฮดริน กระบวนการออกซิเดชันร่วม และกระบวนการออกซิเดชันโดยตรงของ HPPO ล้วนใช้โพรพิลีนเป็นวัตถุดิบ แต่มาตรฐานการควบคุมสิ่งเจือปนของโพรพิลีนแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างเส้นทาง
1. กระบวนการคลอโรไฮดรินโพรพิลีนออกไซด์
หลักการกระบวนการ:โพรพิลีนทำปฏิกิริยากับก๊าซคลอรีนและน้ำเพื่อสร้างคลอโรโพรพานอล ซึ่งจากนั้นจึงถูกซาโปนิไฟด์เพื่อให้ได้โพรพิลีนออกไซด์
บทบาทของโพรพิลีน:ในฐานะที่เป็นวัตถุดิบโครงกระดูกคาร์บอนอินทรีย์ มันเป็นรากฐานของระบบปฏิกิริยาทั้งหมด เส้นทางนี้มีข้อกำหนดปานกลางสำหรับความบริสุทธิ์ของโพรพิลีน แต่ส่วนประกอบที่หนักและสิ่งเจือปนของซัลไฟด์จะเพิ่มแรงกดดันในการบำบัดเกลือเสียและก๊าซเสีย
2. กระบวนการออกซิเดชันร่วม (PO/SM, PO/TBA)
หลักการกระบวนการ:โพรพิลีนเกิดปฏิกิริยาอิพอกซิเดชั่นกับเปอร์ออกไซด์อินทรีย์ ทำให้เกิดสไตรีนหรือเติร์ต-บิวทานอลร่วม
บทบาทของโพรพิลีน:ภายใต้สภาวะตัวเร่งปฏิกิริยา มันถูกเลือกออกซิไดซ์เพื่อสร้างโพรพิลีนออกไซด์ อัลไคน์และไดโอเลฟินในโพรพิลีนวัตถุดิบเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงได้ง่าย ทำให้เกิดน้ำมันดินหนักที่อุดตันท่อและเครื่องปฏิกรณ์
3. กระบวนการออกซิเดชันโดยตรงของ HPPO ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
หลักการกระบวนการ:โพรพิลีนและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สังเคราะห์โพรพิลีนออกไซด์โดยตรงภายใต้การเร่งปฏิกิริยาตะแกรงโมเลกุลไทเทเนียมซิลิกาไลต์ นี่เป็นกระบวนการใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
บทบาทของโพรพิลีน:สารตั้งต้นอีพอกซิเดชันหลักและเส้นทางที่มีความต้องการคุณภาพวัตถุดิบสูงสุด ซัลไฟด์ปริมาณน้อยและสิ่งสกปรกที่มีขั้วเป็นพิษโดยตรงต่อตะแกรงโมเลกุลไทเทเนียมซิลิกาไลต์ ซึ่งจะทำให้วงจรการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาสั้นลงอย่างมาก นี่คือจุดสนใจหลักของการควบคุมวัตถุดิบ
หน่วย HPPO ที่สร้างขึ้นใหม่จำนวนมากประสบปัญหาอัตราการแปลงลดลงหลังจากเปลี่ยนแหล่งโพรพิลีน และสาเหตุหลักส่วนใหญ่มาจากตัวชี้วัดความไม่บริสุทธิ์ของวัตถุดิบที่มากเกินไป
ในฐานะผู้ผลิตแหล่งโพรพิลีนระดับมืออาชีพ ZL Energy สามารถปรับแต่งโซลูชันตัวบ่งชี้สำหรับกระบวนการโพรพิลีนออกไซด์ต่างๆ โดยควบคุมโพรพีน โพรพาไดอีน ซัลเฟอร์ทั้งหมด และส่วนประกอบหนักอย่างเคร่งครัด ใช้การแก้ไขแบบหลายขั้นตอนเพื่อทำให้ส่วนประกอบมีเสถียรภาพ และจัดทำรายงานการทดสอบแก๊สโครมาโทกราฟีที่สมบูรณ์สำหรับแต่ละชุด โดยปรับให้เข้ากับมาตรฐานการตรวจสอบขาเข้าของสายการผลิตโพรพิลีนออกไซด์กระแสหลัก เช่น HPPO และกระบวนการออกซิเดชันร่วม
ครั้งที่สอง ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพหลักของโพรพิลีนคุณภาพสูงในการผลิตโพรพิลีนออกไซด์
โพรพิลีนที่มีสารเจือปนควบคุมและมีองค์ประกอบที่เสถียรสามารถลดปฏิกิริยาข้างเคียง ปกป้องตัวเร่งปฏิกิริยา ปรับปรุงการเลือกโพรพิลีน ลดการใช้พลังงานต่อหน่วยและปริมาณขยะมูลฝอย และบรรลุการทำงานที่เสถียรในระยะยาวของหน่วย
การสังเคราะห์โพรพิลีนออกไซด์เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันแบบเลือกสรรซึ่งมีความไวต่อวัตถุดิบสูงมาก โพรพิลีนคุณภาพสูงให้ประโยชน์ในการผลิตหลายประการ:
ลดพิษจากตัวเร่งปฏิกิริยา ขยายวงจรการทำงาน
ซัลไฟด์และอัลคีนไม่อิ่มตัวเป็นพิษโดยทั่วไปสำหรับตะแกรงโมเลกุลไทเทเนียมซิลิกาไลต์และระบบตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ โพรพิลีนมีสิ่งเจือปนต่ำที่มีความเสถียรสามารถลดความถี่ในการสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาและลดต้นทุนการบำรุงรักษา
ปรับปรุงการคัดเลือกโพรพิลีนออกไซด์ ยับยั้งการสร้างผลพลอยได้
สิ่งเจือปนทำให้เกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันและปฏิกิริยาออกซิเดชัน ทำให้เกิดโพรพินัลดีไฮด์ อะซิโตน และอีเทอร์ทาร์หนัก โพรพิลีนคุณภาพสูงสามารถลดผลผลิตพลอยได้ และลดภาระการแยกสารแก้ไขที่ตามมา
รักษาเสถียรภาพของการโหลดหน่วย ลดความผันผวนของกระบวนการ
ด้วยองค์ประกอบของโพรพิลีนที่มีความเสถียรอย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์ ความดัน และอัตราการแปลงจึงง่ายต่อการรักษาเสถียรภาพ โดยหลีกเลี่ยงการปรับพารามิเตอร์การทำงานบ่อยครั้ง และลดวัสดุทรานซิชันที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด
ปรับให้เข้ากับกระบวนการด้านสิ่งแวดล้อมใหม่ ลดความกดดันในการบำบัดของเสียสามรายการ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกระบวนการสีเขียวของ HPPO ผลพลอยได้คือน้ำเท่านั้น หากโพรพิลีนเจือปนสูง ผลพลอยได้จะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ต้นทุนการบำบัดน้ำเสียและของเหลวของเสียเพิ่มขึ้น
| รายการเปรียบเทียบ | โพรพิลีนอุตสาหกรรมที่ได้มาตรฐาน (เหมาะสำหรับหน่วยโพรพิลีนออกไซด์) | โพรพิลีนที่มีสิ่งเจือปนมากเกินไป | ผลกระทบด้านลบต่อการผลิต |
|---|---|---|---|
| ความบริสุทธิ์ของโพรพิลีนหลัก | มากกว่าหรือเท่ากับ 99.5% | ความบริสุทธิ์ต่ำ ส่วนประกอบหนักสูง | โหลดปฏิกิริยาไม่เสถียร ปริมาณการใช้หน่วยวัตถุดิบเพิ่มขึ้น |
| โพรไพน์, โพรพาดีน | มีการควบคุมขีดจำกัดบนอย่างเข้มงวด | เนื้อหาที่มากเกินไป | สร้างน้ำมันดินหนัก เครื่องปฏิกรณ์อุดตัน และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน |
| ปริมาณซัลเฟอร์ทั้งหมด | มาตรฐานการควบคุมภายในที่มีเนื้อหาต่ำ | ปริมาณซัลเฟอร์ที่มากเกินไป | เป็นพิษอย่างถาวรตัวเร่งปฏิกิริยาตะแกรงโมเลกุลไทเทเนียมซิลิกาไลต์ HPPO |
| การเลือกปฏิกิริยา | ผลผลิตโพรพิลีนออกไซด์ที่เสถียร | การคัดเลือกลดลงอย่างต่อเนื่อง | ผลพลอยได้เพิ่มขึ้น การใช้พลังงานในการแก้ไขเพิ่มขึ้น |
| ความต่อเนื่องของหน่วย | รองรับการทำงานแบบรอบระยะเวลายาวนาน | การปรับเปลี่ยนกระบวนการบ่อยครั้ง การสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ | ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น ระยะเวลาการผลิตที่มีประสิทธิภาพสั้นลง |
III. ข้อกำหนดตัวบ่งชี้ที่สำคัญสำหรับวัตถุดิบโพรพิลีนในกระบวนการโพรพิลีนออกไซด์ต่างๆ
กระบวนการออกซิเดชันโดยตรงของ HPPO มีข้อกำหนดสูงสุด ตามมาด้วยกระบวนการออกซิเดชันร่วม ในขณะที่กระบวนการคลอโรไฮดรินแบบดั้งเดิมมีเกณฑ์ที่ค่อนข้างหลวมกว่า หน่วยกระบวนการสีเขียวที่สร้างขึ้นใหม่ไม่สามารถใช้มาตรฐานการจัดซื้อวัตถุดิบเก่าต่อไปได้
กระบวนการออกซิเดชัน HPPO ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
จุดเน้นหลักในการควบคุมซัลเฟอร์ อัลคีน น้ำ และส่วนประกอบหนักทั้งหมดอย่างเคร่งครัด สารเจือปนปริมาณเล็กน้อยอาจทำให้ตะแกรงโมเลกุลไม่ทำงาน การจัดซื้อจัดจ้างต้องใช้มาตรฐานการควบคุมภายในที่สูงขึ้น
กระบวนการออกซิเดชันร่วม PO/SM, PO/TBA
จำกัดไดโอเลฟินส์และไฮโดรคาร์บอนหนักเพื่อป้องกันการสะสมของน้ำมันดิน ความทนทานต่อตัวบ่งชี้ซัลเฟอร์สูงกว่า HPPO เล็กน้อย
กระบวนการคลอโรไฮดริน
การปฏิบัติตามความบริสุทธิ์ขั้นพื้นฐานก็เพียงพอแล้ว ผลกระทบด้านลบของสิ่งเจือปนจะสะท้อนให้เห็นเป็นผลพลอยได้จากสิ่งแวดล้อมมากขึ้น และความทนทานต่อตัวเร่งปฏิกิริยาก็สูงขึ้น
ตัวบ่งชี้โพรพิลีนทางอุตสาหกรรมทั่วไปทั่วไปในตลาดนั้นมีอย่างกว้างๆ และไม่สามารถตอบสนองความต้องการของกระบวนการ HPPO ใหม่ได้โดยตรง ZL Energy สามารถแยกแยะข้อกำหนดตัวบ่งชี้สิ่งเจือปนสำหรับลูกค้าที่มีกระบวนการต่างกัน โดยมีถังจัดเก็บอิสระสำหรับการจัดเก็บและการขนส่งเพื่อหลีกเลี่ยงการผสมวัสดุ สำหรับองค์กร HPPO โพรพิลีนออกไซด์ จะมีการจัดหาโพรพิลีนที่มีคุณลักษณะเฉพาะที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อลดการสูญเสียตัวเร่งปฏิกิริยาจากแหล่งที่มา
IV. สรุปข้อแนะนำในการจัดหาและใช้โพรพิลีนของโรงงานโพรพิลีนออกไซด์
การจัดหาโพรพิลีนไม่สามารถเน้นเฉพาะราคาต่อหน่วยที่ซื้อเท่านั้น มันจะต้องตรงกับเส้นทางกระบวนการของตนเอง หน่วยที่มีความไวสูง เช่น HPPO ควรให้ความสำคัญกับการล็อคซัพพลายเออร์โพรพิลีนต้นทางที่มีความเจือปนต่ำและชุดการผลิตที่เสถียร
สำหรับสายการผลิตโพรพิลีนออกไซด์ของ HPPO ที่สร้างขึ้นใหม่หรือที่ได้รับการอัพเกรดทางเทคนิค ให้เพิ่มการทดสอบพิเศษสำหรับกำมะถันทั้งหมด อัลคีน และส่วนประกอบหนักในการตรวจสอบที่เข้ามา
ก่อนที่จะเปลี่ยนซัพพลายเออร์โพรพิลีน ให้ดำเนินการทดลองขนาดเล็กหรือระยะสั้นเพื่อประเมินอัตราการแปลงและการเปลี่ยนแปลงการเลือก
ปรับปรุงสิ่งอำนวยความสะดวกในการปรับสภาพโพรพิลีน ซึ่งมีหน่วยดูดซับและอบแห้ง เพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งสกปรกทุติยภูมิที่เกิดขึ้นระหว่างการขนส่ง
องค์กรการผลิตต่อเนื่องในระยะยาวควรจัดลำดับความสำคัญของการลงนามข้อตกลงระยะยาวเพื่อให้แน่ใจว่าองค์ประกอบของโพรพิลีนมีเสถียรภาพ และหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากความผันผวนของอุปทาน
หากองค์กรการผลิตโพรพิลีนออกไซด์กำลังคัดกรองแหล่งก๊าซโพรพิลีนหรือดำเนินการทดสอบเกณฑ์มาตรฐานวัตถุดิบ ZL Energy สามารถให้การทดสอบตัวอย่างและกำหนดโซลูชันการจ่ายก๊าซที่เหมาะสมตามเงื่อนไขกระบวนการต่อหน่วย
