14384

بررسي و شبيه سازي هاي فرآيند هيدروژن زدايي پروپان براي توليد پروپيلن

1402

دكتر شاهرخ شاه حسيني

صنعت پتروشيمي شاخهاي از صنايع شيميايي است كه از مواد اوليه به شكل نفت و گاز براي توليد محصولات صنعتي استفاده ميكند. در اين مسير انواع فرايندهاي شيميايي يا فيزيكي براي توليد محصول بهينه بهكار گرفته ميشود. از محصولات كليدي و راهبردي در صنعت پتروشيمي ميتوان به پروپيلن و پليپروپيلن اشاره كرد. هيدروژنزدايي پروپان (PDH-Propane Dehydrogenation) فناوري كاتاليزوري پربازدهي است كه براي تبديل پروپان به پروپيلن و نهايتا پليپروپيلن استفاده شده و امروزه مورد توجه گستردهاي قرار گرفته است. پروپيلن يكي از محصولات مياني است كه در بسياري از كاربردهاي پتروشيمي مانند ساخت رزينهاي پليپروپيلن، اسيدهاي اكريليك، پروپيلنگليكول، آكريلونيتريل، كومن/فنل و ساير محصولات صنعتي، استفاده ميشود. معمولاً، پروپيلن از شكستن نفتاي مشتق شده از نفت به دست مي آيد و محصول جانبي توليد اتيلن است، اما در حال حاضر به منظور توليد گسترده تر پروپيلن، از فرايند هيدروژنزدايي پروپان استفاده ميشود. با افزايش تقاضاي جهاني براي پروپيلن در بخش خودرو، توليد درب بطري، پارچه، مواد بسته بندي و توليد مواد شيميايي، صنعت پتروشيمي لاجرم با سرعت فزايندهاي به سمت توليد هدفمند پروپيلن، در حال حركت است. اين هدف عمدتا از طريق هيدروژنزدايي پروپان، كه در آن پروپان بهطور انتخابي هيدروژنه ميشود )حذف هيدروژن از جريان پروپان(، قابل دستيابي خواهد بود. بررسيهاي حاصل از اين پژوهش علاوه بر مشخص كردن روش مناسبتر توليد پروپيلن از پروپان ) Oleflex يا Catofin (، نشاندهنده اين موضوع است كه اجراي طرح هاي PDH در كشور، علاوه بر تأمين نياز صنايع داخلي، تكميل زنجيرههاي ارزش را هم براي صنعت پتروشيمي كشور به ارمغان خواهد آورد. علاوه بر اين تحقيق حاضر به بررسي جامع فناوري‌هاي پيشرفته در فرآيند هيدروژن‌زدايي پروپان (PDH) و ايزوبوتان به ‌منظور توليد پروپيلن و ايزوبوتن مي‌پردازد. مطالعه تطبيقي واحدهاي صنعتي ، نشان‌دهنده تنوع فناوري‌هاي موجود و تفاوت‌هاي كليدي در بازده و كارايي آن‌هاست. بهبود عملكرد كاتاليزورهاي مختلف به‌ويژه كاتاليزورهاي Pt-Sn/Al2O3 و كاتاليزورهاي هسته-پوسته در اين فرآيندها از اهميت بالايي برخوردار است. اين مطالعات شامل بهينه‌سازي شرايط عملياتي براي افزايش گزينش‌پذيري محصولات و كاهش تشكيل كك، همراه با استفاده از افزودني‌هاي مختلف براي بهبود عملكرد كاتاليزورها است .از ديگر دستاوردهاي مهم اين تحقيق، بررسي شبيه سازي هاي مرتبط با طراحي و مدل‌سازي راكتورهاي بستر متحرك با جريان شعاعي براي هيدروژن‌زدايي پروپان و ايزوبوتان است كه بهينه‌سازي توليد پروپيلن و ايزوبوتن را هدف قرار داده است. مدل‌هاي سينتيكي براي تحليل دقيق‌تر سينتيك تشكيل كك و غيرفعال‌سازي كاتاليزور نيز ارائه شده‌اند. همچنين، تحليل‌هاي ترموديناميكي و اقتصادي فرآيندهاي PDH و بررسي روش‌هاي نوين كنترل فرآيند، نظير سيستم‌هاي كنترل آنلاين براي مديريت بهينه غيرفعال‌سازي كاتاليست، نشان از تلاش براي بهبود بهره‌وري اين واحدها دارد. پيشرفت‌هاي اخير در كاتاليزورهاي مبتني بر پلاتين و فناوري‌هاي نوين مانند TMK-PRO، كارايي بالاتري در توليد پروپيلن با خلوص بالا ارائه مي‌دهند. بهينه‌سازي روش‌هاي اكسيداتيو و استفاده از كاتاليزورهاي جديد براي افزايش كارايي و گزينش‌ پذيري نيز از ديگر موارد مورد بحث است. در نهايت، مطالعاتي در زمينه استفاده از مواد جديد مانند MOFها براي جداسازي پروپيلن از پروپان، و مدل‌سازي دقيق‌تر فرآيندهاي مرتبط، زمينه‌ساز توسعه بيشتر اين صنعت شده است. اين تحقيق، نگاهي جامع به چالش‌ها و فرصت‌هاي پيش رو در توليد پروپيلن و الفين‌هاي سبك از طريق هيدروژن‌ زدايي پروپان ارائه مي‌دهد.

12/18/2024 12:00:00 AM

85504

1403/10/14

Analysis and Simulations of the Propane Dehydrogenation Process for Propylene Production

پروپيلن، هيدوژن زدايي پروپان، فرآيند، شبيه سازي، كاتاليزور

Propylene, Propane Dehydrogenation, Process, Simulation, Catalyst