Основные процессы нефтехимии
Покупка
Издательство:
Профессия
Редактор:
Мейерс Р. А.
Пер. под. ред.:
Голубева Ирина Александровна
Год издания: 2015
Кол-во страниц: 752
Дополнительно
Вид издания:
Справочная литература
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-91884-070-2
Артикул: 631080.02.99
Подробно рассмотрены более 50 лицензионных технологий производства важнейших нефтехимических продуктов от крупнейших нефтехимических концернов и ведущих научных центров нефтехимической отрасли. Каждая технология реализована на практике и включает подробное описание процесса: технологическую схему, сведения об уникальных или ключевых элементах оборудования, химию и конструкцию установок, используемые катализаторы, свойства основных и побочных продуктов, безопасность процесса и его экономические показатели. Отдельные разделы книги посвящены мерам по улучшению экологических показателей работы технологических установок, снижению выбросов и отходов.
Справочник предназначен для инженерно-технических работников предприятий нефтепереработки и нефтехимии, проектировщиков, научных сотрудников, преподавателей и студентов профильных специальностей.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 18.03.01: Химическая технология
- 21.03.01: Нефтегазовое дело
- ВО - Магистратура
- 18.04.01: Химическая технология
- 21.04.01: Нефтегазовое дело
- ВО - Специалитет
- 21.05.05: Физические процессы горного или нефтегазового производства
- 21.05.06: Нефтегазовые техника и технологии
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Роберт А. Мейерс (ред.) ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ НЕФТЕХИМИИ Cправочник Перевод с английского языка под редакцией И. А. Голубевой Санкт-Петербург 2015 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
УДК 665.63 ББК 35.514 О72 Подробно рассмотрены более 50 лицензионных технологий производства важней ших нефтехимических продуктов от крупнейших нефтехимических концернов и ведущих научных центров нефтехимической отрасли. Каждая технология реализована на практике и включает подробное описание процесса: технологическую схему, сведения об уникальных или ключевых элементах оборудования, химию и конструкцию установок, используемые катализаторы, свойства основных и побочных продуктов, безопасность процесса и его экономические показатели. Отдельные разделы книги посвящены мерам по улучшению экологических показателей работы технологических установок, снижению выбросов и отходов. Справочник предназначен для инженерно-технических работников предпри ятий нефте переработки и нефтехимии, проектировщиков, научных сотрудников, преподавате лей и студентов профильных специальностей. УДК 665.63 ББК 35.514 Copyright © 2005 The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав. Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги. © The McGraw-Hill Companies, Inc., 2005 © ЦОП «Профессия», 2015 © Перевод, оформление: ЦОП «Профессия», 2015 ISBN 0-07-141042-7 (англ.) ISBN 978-5-91884-070-2 О72 Р. А. Мейерс (ред.). Основные процессы нефтехимии. Справочник : пер. с англ. яз. / [Р. А. Мейерс и др.] ; под ред. И. А. Голубевой. — СПб. : ЦОП «Профессия», 2015. — 752 с., ил. ISBN 978-5-91884-070-2 ISBN 0-07-141042-7 (англ.) ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие к русскому изданию ....................................................................................25 Предисловие ......................................................................................................................26 Соавторы ............................................................................................................................28 Благодарности ...................................................................................................................30 Часть I. УКСУСНАЯ КИСЛОТА .................................................................................. 31 Глава 1.1. Процесс ACETICA® компании Chiyoda ............................................................ 33 Введение .............................................................................................................................33 Химия процесса .................................................................................................................34 Основные реакции.........................................................................................................34 Приготовление катализатора ........................................................................................35 Образование побочных продуктов ................................................................................36 Регенерация иодида .......................................................................................................37 Особенности ......................................................................................................................37 Описание ............................................................................................................................38 Секция реактора ............................................................................................................38 Секция дистилляции .....................................................................................................40 Секция извлечения иодидов .........................................................................................41 Характеристики продукта .................................................................................................41 Выход продукта и отходы ..................................................................................................42 Экономические характеристики технологии ACETICA ....................................................42 Комплекс услуг, оказываемых компанией Chiyoda...........................................................43 Опыт промышленной эксплуатации ................................................................................43 Литература .........................................................................................................................44 Часть II. АНИЛИН ......................................................................................................45 Глава 2.1. Анилиновый процесс DuPont/KBR ...................................................................47 Введение .............................................................................................................................47 Обзор анилинового рынка ................................................................................................48 Химия процесса .................................................................................................................49 Описание ............................................................................................................................49 Получение мононитробензола ......................................................................................49 Получение анилина .......................................................................................................50 Особенности технологии ...................................................................................................50 Расход сырья и энергоносителей ......................................................................................51 Качество продукта .............................................................................................................51 Отходы и выбросы .............................................................................................................52 Литература .........................................................................................................................52 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Часть III. 1,3-БУТАДИЕН ........................................................................................... 53 Глава 3.1. Технология экстракции бутадиена компании BASF .......................................... 55 Введение .............................................................................................................................55 Перспективы процесса ......................................................................................................55 Описание ............................................................................................................................56 Экономические показатели ..............................................................................................59 Сырье .............................................................................................................................59 Качество и выход продукта ...........................................................................................59 Расход энергоносителей ................................................................................................59 Расход химреагентов ......................................................................................................60 Экология ............................................................................................................................60 Особенности ......................................................................................................................61 Глава 3.2. Процесс KLP компании UOP для гидрирования ацетиленов до 1,3-бутадиена ......................................................................................................... 62 Введение .............................................................................................................................62 Бутадиен .............................................................................................................................62 Процесс KLP ......................................................................................................................63 Химия процесса .................................................................................................................64 Опыт промышленного применения .................................................................................65 Экономические показатели ..............................................................................................65 Часть IV. КУМОЛ ....................................................................................................... 67 Глава 4.1. Технология производства кумола CDCumene® компании CDTECH .................................................................................................... 69 Введение .............................................................................................................................69 Перспективы процесса ......................................................................................................70 Химия процесса .................................................................................................................70 Описание ............................................................................................................................71 Алкилирование ..............................................................................................................71 Переалкилирование.......................................................................................................73 Перегонка ......................................................................................................................73 Экономические показатели ..............................................................................................74 Расход сырья и энергоносителей ..................................................................................75 Катализаторы .................................................................................................................75 Отходы процесса ............................................................................................................76 Краткий перечень особенностей ......................................................................................76 Глава 4.2. Процесс Q-Max™ компании UOP ................................................................... 77 Введение .............................................................................................................................77 Химия процесса .................................................................................................................78 Переалкилирование ДИПБ ...........................................................................................79 Побочные реакции ........................................................................................................79 Описание ............................................................................................................................80 Влияние примесей в сырье ................................................................................................82 Влияние примесей в сырье на чистоту кумола .............................................................82 Влияние каталитических ядов ......................................................................................83 Показатели .........................................................................................................................84 Капитальные и эксплуатационные затраты .....................................................................85 Опыт промышленной эксплуатации ................................................................................85 Литература .........................................................................................................................86 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Часть V. ЭТИЛБЕНЗОЛ .............................................................................................. 87 Глава 5.1. Жидкофазный процесс EBOne (Lummus/UOP) и процесс CDTECH EB® (Lummus/CR&L) .......................................................................................................... 89 Введение .............................................................................................................................89 Перспективы процессов ....................................................................................................90 Химия .................................................................................................................................92 Описание ............................................................................................................................92 Процесс EBOne ..............................................................................................................92 Процесс CDTECH EB .....................................................................................................95 Экономические показатели ..............................................................................................96 Капитальные затраты ....................................................................................................96 Сырье .............................................................................................................................96 Выход продукта и его качество .....................................................................................97 Катализаторы .................................................................................................................98 Отходы процессов ..........................................................................................................99 Расход сырья и энергоносителей ..................................................................................99 Краткий перечень особенностей процессов ....................................................................99 Технология EBOne ..........................................................................................................99 Технология CDTECH EB ..............................................................................................100 Глава 5.2. Этилбензольный процесс компании Polimeri Europa ........................................101 Введение ...........................................................................................................................101 Химия процесса ...............................................................................................................102 Катализатор .....................................................................................................................103 Потеря активности катализаторов ..............................................................................103 Описание процесса ..........................................................................................................104 Преимущества процесса и катализатора ........................................................................106 Технология процесса ...................................................................................................106 Семейство катализаторов PBE ....................................................................................108 Показатели процесса .......................................................................................................108 Опыт промышленной эксплуатации ..............................................................................108 Глава 5.3. Технология EBMaxSM компаний ExxonMobil и Badger ......................................109 Введение ...........................................................................................................................109 Производство этилбензола ..............................................................................................109 Свойства этилбензола .....................................................................................................112 Катализаторы процесса EBMax .......................................................................................112 Химия процесса и характеристики катализатора EBMax ..............................................114 Описание процесса ..........................................................................................................117 Адаптация и оптимизация ...............................................................................................120 Варианты процесса для переработки разбавленного этилена .......................................121 Перевод установок на технологию EBMax и увеличение их производительности .......122 Качество этилбензола ......................................................................................................123 Расход сырья и энергоносителей ....................................................................................124 Потребность в катализаторах ..........................................................................................125 Конструкция установки EBMax ......................................................................................125 Литература .......................................................................................................................126 Часть VI. ЭТИЛЕН ....................................................................................................127 Глава 6.1. Получение этилена по технологии SRT® компании ABB Lummus Global ............129 Введение ...........................................................................................................................129 История разработки и промышленного применения ....................................................129 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Химия процесса ...............................................................................................................131 Образование и отложение кокса .................................................................................134 Печи пиролиза .................................................................................................................136 Технологическая схема этиленового процесса ...............................................................138 Описание процесса ......................................................................................................138 Интеграция этиленового завода с НПЗ ..........................................................................142 Последние достижения в области технологии ...............................................................142 Реакции метатезиса олефинов ....................................................................................143 Технология каталитического дистилляционного гидрирования CDHydro® ..............143 Интеграция газовых турбин с печами пиролиза ........................................................144 Технология охлаждения двух- и трехкомпонентными хладагентами ........................145 Высокопроизводительные печи пиролиза .................................................................145 Проектирование печей и горелок с низким уровнем выброса NOx с применением вычислительной механики сплошных сред ......................................145 Промышленное применение технологии .......................................................................146 Экономические аспекты производства этилена ............................................................147 Глава 6.2. Этиленовая технология компании Stone & Webster ..........................................148 Введение ...........................................................................................................................148 Экономические факторы ................................................................................................148 История разработки: система пиролиза .........................................................................151 История разработки: система разделения продуктов ....................................................155 Описание процесса ..........................................................................................................158 Пиролиз газообразного сырья ....................................................................................158 Пиролиз жидкого сырья ..............................................................................................166 Вопросы проектирования крупных заводов ...................................................................175 Реализация проектов .......................................................................................................178 Литература .......................................................................................................................181 Глава 6.3. Этиленовая технология SCORE™ компании KBR ...........................................182 История разработки и применения ................................................................................182 Технология высокоселективного пиролиза ....................................................................183 Влияние времени контакта на выход этилена ............................................................183 Экономические показатели пиролиза с малым временем контакта .........................185 Особенности печей SC-1 .............................................................................................186 Оптимальная схема разделения продуктов ....................................................................189 Особенности схемы с деэтанизацией на входе системы разделения .........................189 Особенности схемы с депропанизацией на входе системы разделения ....................191 Перспективы развития технологии ................................................................................194 Часть VII. МЕТАНОЛ ................................................................................................195 Глава 7.1. Технология MegaMethanol® компании Lurgi ...................................................197 История развития технологии ........................................................................................197 Технология MegaMethanol ................................................................................................198 Описание процесса ..........................................................................................................199 Обессеривание .............................................................................................................199 Сатурация.....................................................................................................................199 Предварительная конверсия .......................................................................................201 Автотермическая конверсия .......................................................................................201 Комбинированная конверсия .....................................................................................203 Утилизация отходящего тепла .....................................................................................205 Синтез метанола ..........................................................................................................206 Секция синтеза метанола ............................................................................................207 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Ректификация метанола ..............................................................................................211 Последние метанольные проекты Lurgi ..........................................................................211 Часть VIII. ПОЛУЧЕНИЕ СПИРТОВ МЕТОДОМ ОКСОСИНТЕЗА...........................213 Глава 8.1. Производство спиртов по технологии компании Johnson Matthey .....................215 Введение ...........................................................................................................................215 Описание процесса ..........................................................................................................216 Гидроформилирование ................................................................................................216 Извлечение родия ........................................................................................................217 Гидрирование ...............................................................................................................218 Ректификация и гидроочистка ...................................................................................218 Однократное и двукратное гидроформилирование ...................................................219 Технологическая схема процесса ....................................................................................219 Достоинства технологии компании Johnson Matthey ......................................................219 Эффективность использования сырья .......................................................................219 Гибкость процесса ........................................................................................................221 Оперативное переключение на другой продукт .........................................................221 Безопасность для окружающей среды ........................................................................221 Требования к сырью ........................................................................................................222 Общие требования .......................................................................................................222 Диены и пероксиды .....................................................................................................222 Сера ..............................................................................................................................222 Хлор ..............................................................................................................................223 Экономические показатели процесса .............................................................................224 Капитальные затраты ......................................................................................................225 Опыт промышленного применения ...............................................................................225 Литература .......................................................................................................................226 Часть IX. ФЕНОЛ И АЦЕТОН ...................................................................................227 Глава 9.1. Производство фенола из кумола по технологии компании Polimeri Europa ...........................................................................................................229 Введение ...........................................................................................................................229 Технология производства кумола ....................................................................................229 Химия процесса ...........................................................................................................230 Особенности процесса ................................................................................................231 Описание процесса ......................................................................................................232 Выход продукта и баланс материалов .........................................................................233 Экономические показатели процесса.........................................................................233 Отходы и выбросы .......................................................................................................234 Технология производства фенола ...................................................................................234 Химия процесса ...........................................................................................................234 Особенности процесса ................................................................................................235 Описание процесса ......................................................................................................235 Выход продукта и баланс материалов .........................................................................237 Экономические показатели процесса.........................................................................238 Отходы и выбросы .......................................................................................................238 Глава 9.2. Фенольный процесс компаний Sunoco и UOP ..................................................239 Введение ...........................................................................................................................239 Получение кумола ...........................................................................................................239 Получение фенола ...........................................................................................................241 Способ получения фенола окислением кумола .............................................................241 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Общее описание и химия процесса ................................................................................241 Технологическая схема и внесенные улучшения ...........................................................242 Секция окисления .......................................................................................................242 Усовершенствования в секции окисления .................................................................244 Секция концентрирования .........................................................................................245 Усовершенствования в секции концентрирования ...................................................245 Секция разложения .....................................................................................................246 Усовершенствования в секции разложения ...............................................................247 Секция нейтрализации и внесенные в нее усовершенствования ..............................247 Секция очистки ацетона и внесенные в нее усовершенствования ...........................248 Секция фракционирования и очистки фенола ..........................................................250 Усовершенствования в секции фракционирования и очистки фенола ....................251 Секция гидрирования α-метилстирола ......................................................................254 Крекинг смолы ............................................................................................................255 Безопасность процесса ................................................................................................255 Вывод ...............................................................................................................................256 Литература .......................................................................................................................257 Глава 9.3. Фенольный процесс компании KBR ...............................................................258 Введение ...........................................................................................................................258 История развития технологии ........................................................................................259 Структура производства и потребления фенола ............................................................259 Объемы производства по регионам мира ...................................................................259 Структура целевого потребления фенола ...................................................................259 Химия процесса ...............................................................................................................261 Описание процесса ..........................................................................................................262 Окисление ....................................................................................................................263 Концентрирование кумола .........................................................................................265 Реакция разложения ....................................................................................................265 Нейтрализация ............................................................................................................266 Отделение ацетона .......................................................................................................266 Отделение фенола и удаление тяжелых компонентов ...............................................268 Извлечение, гидрирование и очистка α-метилстирола .............................................269 Дефеноляция сточных вод ..........................................................................................269 Газоотводная система и аварийный скруббер ............................................................269 Характеристики сырья и продуктов ................................................................................269 Кумол ...........................................................................................................................269 Фенол ...........................................................................................................................270 Ацетон ..........................................................................................................................270 α-Метилстирол ............................................................................................................271 Выход продуктов ..............................................................................................................271 Расход энергоносителей ..................................................................................................271 Хранение и отгрузка продуктов ......................................................................................272 Экологические аспекты ...................................................................................................272 Газообразные выбросы ................................................................................................272 Жидкие органические отходы .....................................................................................273 Сточные воды ..............................................................................................................273 Вопросы безопасности ....................................................................................................273 Секция окисления .......................................................................................................273 Секция концентрирования .........................................................................................274 Секция разложения .....................................................................................................274 Экономические показатели ............................................................................................274 Капитальные затраты и влияние масштабов производства ...........................................276 Убыточность производства ацетона ................................................................................276 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Достоинства технологии KBR .........................................................................................277 Литература .......................................................................................................................278 Глава 9.4. Производство высокочистого бисфенола А по технологии QBIS™ ...................279 Общие сведения ...............................................................................................................279 Высокая избирательность к бисфенолу А ..................................................................279 Низкие капитальные затраты ......................................................................................279 Высокое качество продукта .........................................................................................279 Форма выпуска продукта .............................................................................................280 Низкий расход энергии ...............................................................................................280 Низкие затраты на обслуживание ...............................................................................280 Низкий уровень выбросов в окружающую среду .......................................................280 Высокий уровень технологической поддержки .........................................................280 Малая потребность в персонале ..................................................................................280 Масштабность производства .......................................................................................280 Описание процесса ..........................................................................................................282 Реакция получения бисфенола ...................................................................................282 Реакция перегруппировки ..........................................................................................282 Кристаллизация аддукта .............................................................................................282 Извлечение ацетона и отделение воды .......................................................................282 Отделение фенола ........................................................................................................283 Кристаллизация продукта ...........................................................................................283 Сушка продукта ...........................................................................................................283 Гранулирование ...........................................................................................................283 Извлечение бисфенола ................................................................................................283 Извлечение фенола из сточных вод (дефеноляция) ..................................................284 Отделение фенольной смолы ......................................................................................284 Опыт промышленного применения ...............................................................................285 Отходы и выбросы ...........................................................................................................286 Газообразные выбросы ................................................................................................286 Сточные воды ..............................................................................................................286 Отходы органических жидкостей ...............................................................................287 Твердые отходы ............................................................................................................287 Экономические показатели ............................................................................................287 Часть X. ПРОПИЛЕН И ЛЕГКИЕ ОЛЕФИНЫ ..........................................................289 Глава 10.1. Технология MTP® компании Lurgi ...............................................................291 Введение ...........................................................................................................................291 Общие сведения о процессе ............................................................................................291 Подробное описание процесса .......................................................................................292 Реактор диметилового эфира ......................................................................................292 Реактор MTP ................................................................................................................295 Закалка продукта и отделение метанола от воды .......................................................296 Компримирование .......................................................................................................297 Разделение ...................................................................................................................297 Продукты, отходы и выбросы .........................................................................................298 Продукт ........................................................................................................................298 Попутные и побочные продукты ................................................................................298 Отходы .........................................................................................................................298 Выбросы .......................................................................................................................298 Состояние технологии .....................................................................................................299 Экономические показатели процесса .............................................................................300 Литература .......................................................................................................................302 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Глава 10.2. Технология MTO компаний UOP и Norsk Hydro ............................................303 Введение ...........................................................................................................................303 Технология MTO ..............................................................................................................306 Экономические показатели ............................................................................................309 Капитальные затраты ......................................................................................................310 Сравнение экономических показателей .........................................................................312 Чувствительность экономических показателей к ценам на нефть ................................315 Выводы .............................................................................................................................316 Литература .......................................................................................................................317 Глава 10.3. Процесс Oleflex™ компании UOP ................................................................318 Введение ...........................................................................................................................318 Описание процесса ..........................................................................................................318 Реакторная секция .......................................................................................................318 Секция разделения продуктов ....................................................................................319 Секция регенерации катализатора ..............................................................................319 Установки дегидрирования .............................................................................................320 Пропиленовая установка .............................................................................................320 Этерификационный комплекс....................................................................................321 Экономические показатели производства пропилена ...................................................322 Материальный баланс .................................................................................................322 Расход энергоносителей ..............................................................................................323 Себестоимость производства пропилена....................................................................323 Капитальные затраты ..................................................................................................324 Общие экономические показатели .............................................................................324 Глава 10.4. Получение пропилена реакцией метатезиса олефинов по технологии OCT компании ABB Lummus Global ......................................................................................325 Введение ...........................................................................................................................325 История разработки и промышленного применения ....................................................326 Химия процесса ...............................................................................................................326 Описание ..........................................................................................................................327 Подготовка сырья ........................................................................................................328 Проведение реакций и регенерация катализатора .....................................................328 Секция разделения продуктов ....................................................................................328 Экономические показатели ............................................................................................329 Краткий перечень особенностей процесса.....................................................................331 Вывод ...............................................................................................................................331 Глава 10.5..Производство пропилена дегидрированием пропана по технологии CATOFIN® ............................................................................................332 Введение ...........................................................................................................................332 Химия процесса ...............................................................................................................333 Описание ..........................................................................................................................333 Реакционная секция ....................................................................................................333 Секция компримирования ..........................................................................................335 Секция разделения ......................................................................................................336 Секция очистки продукта ...........................................................................................336 Экономические показатели процесса .............................................................................336 Расход сырья и энергоносителей ....................................................................................336 Качество пропилена и побочные продукты ...................................................................338 Расход катализаторов и химреагентов ............................................................................338 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Выбросы в окружающую среду .......................................................................................339 Краткий перечень особенностей процесса.....................................................................339 Часть XI. СТИРОЛ.....................................................................................................341 Глава 11.1. Стирольные процессы компаний Lummus и UOP ...........................................343 Введение ...........................................................................................................................343 Общие сведения ...............................................................................................................343 Химия процессов .............................................................................................................346 Описание процессов ........................................................................................................347 Классический стирольный процесс............................................................................347 Стирольный процесс SMART ......................................................................................349 Экономические показатели ............................................................................................350 Капитальные затраты ..................................................................................................350 Сырье ...........................................................................................................................350 Качество и выход продукта .........................................................................................351 Расход сырья и энергоносителей ................................................................................351 Краткий перечень особенностей процессов ..................................................................351 Глава 11.2. Стирольный процесс компании Stone & Webster (Badger) ...............................353 Введение ...........................................................................................................................353 Обзор отрасли ..................................................................................................................353 Применение стирола в качестве мономера ....................................................................354 Свойства ...........................................................................................................................355 Получение стирола ..........................................................................................................355 Химия процесса ...............................................................................................................356 Описание процесса ..........................................................................................................359 Характеристики продукта ...............................................................................................364 Расход сырья и энергоносителей ....................................................................................365 Глава 11.3. Производство стирола по технологии компании Polimeri Europa ....................367 Введение ...........................................................................................................................367 Химия процесса ...............................................................................................................367 Описание ..........................................................................................................................369 Реакционная секция ....................................................................................................369 Ректификационная секция .........................................................................................371 Особенности технологического и механического проектирования ..............................374 Опыт исследований и эксплуатации ..........................................................................374 Аспекты технологического проектирования ..............................................................374 Аспекты механического проектирования...................................................................375 Показатели процесса .......................................................................................................375 Опыт промышленной эксплуатации ..............................................................................376 Часть XII. ТЕРЕФТАЛЕВАЯ КИСЛОТА ......................................................................377 Глава 12.1. Производство терефталевой кислоты по технологии Lurgi, Eastman и SK ..............................................................................................................379 Введение ...........................................................................................................................379 Химия процесса и свойства продукта .............................................................................380 Описание процесса ..........................................................................................................381 Технологические емкости ...........................................................................................381 Окисление п-ксилола и осушка ..................................................................................381 Обработка отходящего газа .........................................................................................383 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Отделение кислоты-сырца ..........................................................................................383 Доокисление и кристаллизация ..................................................................................384 Отделение и осушка продукта .....................................................................................384 Обработка фильтрата и извлечение катализатора ......................................................385 Особенности и достоинства технологии EPTA ...............................................................385 Мягкие условия окисления .........................................................................................385 Реакторы окисления ....................................................................................................385 Система извлечения катализатора ..............................................................................385 Энергетическая интеграция ........................................................................................386 Система обработки отходящего газа ...........................................................................386 Очистка продукта ........................................................................................................386 Минимальное воздействие на окружающую среду ....................................................386 Высокая надежность ....................................................................................................386 Дополнительные выгоды .............................................................................................386 Экономические показатели процесса EPTA ...................................................................387 Удельный расход сырья, катализатора и химреагентов ..............................................387 Себестоимость производства EPTA ............................................................................388 Опыт промышленного применения ...............................................................................388 Часть XIII. КСИЛОЛЫ ..............................................................................................391 Глава 13.1. Производство п-ксилола из толуола по технологии PxMaxSM компании ExxonMobil ..................................................................................................393 Введение ...........................................................................................................................393 Химия процесса ...............................................................................................................394 Описание процесса ..........................................................................................................395 Эксплуатационные характеристики ...............................................................................397 Модернизация и расширение производства внедрением технологии PxMax...............398 Ароматический комплекс и установка PxMax ................................................................398 Вариант 1: новая установка PxMax ..................................................................................398 Вариант II: модернизация установки STDP до PxMax ...................................................401 Вариант III: модернизация установки TDP до PxMax ....................................................403 Заключение ......................................................................................................................404 Глава 13.2. Технология изомеризации ксилолов XyMaxSM компании ExxonMobil .................................................................................................................406 Введение ...........................................................................................................................406 Химия процесса ...............................................................................................................407 Описание процесса ..........................................................................................................408 Эксплуатационные показатели .......................................................................................409 Длительность срока службы катализаторов XyMax ........................................................411 Опыт промышленного применения ...............................................................................412 Глава 13.3. Производство п-ксилола по технологии Parex™ компании UOP ............................................................................................................413 Введение ...........................................................................................................................413 Сравнение процесса Parex и кристаллизационного извлечения ...................................414 Показатели процесса .......................................................................................................416 Сырье ...............................................................................................................................416 Описание процесса ..........................................................................................................417 Оборудование ..................................................................................................................418 Пример типичной установки ..........................................................................................419 Опыт промышленного применения ...............................................................................420 Литература .......................................................................................................................420 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Часть XIV. ПОЛИЭТИЛЕН ........................................................................................421 Глава 14.1. Производство ЛПЭНП и ПЭВП по технологии Spherilene компании Basell ..........................................................................................................423 Общее описание процесса ...............................................................................................423 Химия и термодинамика процесса .................................................................................423 Линейный полиэтилен ................................................................................................423 Обзор процесса Spherilene ................................................................................................427 Разработка процесса ....................................................................................................427 Важнейшие особенности процесса .............................................................................428 Описание процесса ..........................................................................................................428 Продукты и их применение.............................................................................................430 Линейный полиэтилен низкой плотности .................................................................430 Переход с ПЭНП на ЛПЭНП .....................................................................................431 Полиэтилен высокой плотности .................................................................................431 Высокосортные полимерные продукты .....................................................................432 Эксплуатационные и экономические показатели .........................................................433 Надежность процесса ..................................................................................................433 Расход материалов и энергоносителей .......................................................................433 Глава 14.2. Производство ЛПЭНП и ПЭВП по технологии Borstar компании Borealis .......................................................................................................434 Описание процесса ..........................................................................................................434 Общие сведения ...........................................................................................................434 Секция синтеза ............................................................................................................434 Секция сухой переработки ..........................................................................................439 Автоматизированная система управления .....................................................................440 Введение .......................................................................................................................440 Особенности BorAPC ...................................................................................................441 Автоматизированное управление процессом .............................................................441 Базовые технологические расчеты ..............................................................................442 Заводы по производству полиэтиленов Borstar ..............................................................442 Полиэтиленовые продукты Borstar .................................................................................442 Пленочный полиэтилен ..............................................................................................444 Полиэтилен для выдувного формования ...................................................................445 Литьевой полиэтилен ..................................................................................................446 Трубный полиэтилен ...................................................................................................447 Полиэтилен для кабельно-проводной продукции .....................................................449 Полиэтилен для экструзионных покрытий ................................................................449 Экономические показатели процесса .............................................................................450 Отходы и выбросы .......................................................................................................450 Глава 14.3. Производство линейного полиэтилена в суспензионном петлевом реакторе по технологии компании Chevron Phillips .......................................................................451 История разработки ........................................................................................................451 Описание процесса ..........................................................................................................452 Общие сведения ...........................................................................................................452 Катализаторы, применяемые в суспензионно-петлевом процессе CPChem .............453 Хромосиликатные катализаторы ................................................................................454 Титано-магниевые катализаторы ................................................................................455 Металлоорганические катализаторы ..........................................................................455 Суспензионный петлевой реактор ..................................................................................455 Подготовка сырья ........................................................................................................455 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Реакционная секция ....................................................................................................456 Извлечение полимера ..................................................................................................456 Регенерация разбавителя.............................................................................................457 Система управления ....................................................................................................457 Модификация полимера, его гранулирование и упаковка ............................................457 Энергоносители ...............................................................................................................457 Технологические преимущества процесса в суспензионном петлевом реакторе .........458 Эффективное расходование мономеров .....................................................................458 Эффективный теплоотвод ...........................................................................................458 Однородность содержимого реактора ........................................................................459 Безотказность ..............................................................................................................459 Быстрый переход на производство продукта другой марки ......................................459 Отсутствие ограничений на молекулярную массу и плотность полимера ................460 Отсутствие нежелательных побочных продуктов ......................................................461 Возможность работы на высокоактивных катализаторах ..........................................461 Меньшие затраты на оборудование ............................................................................462 Легко наращиваемая производительность .................................................................462 Высокая прибыльность ...............................................................................................464 Вывод ...............................................................................................................................464 Глава 14.4. Получение ПЭНП по технологии высокого давления ExxonMobil ..................465 Введение ...........................................................................................................................465 Механизм реакций ..........................................................................................................466 Описание процесса ..........................................................................................................468 Процесс в трубчатом реакторе ....................................................................................469 Процесс в автоклавном реакторе ................................................................................471 Влияние параметров процесса на свойства полимера ...............................................471 Безопасность процесса ................................................................................................473 Сравнение процессов высокого и низкого давления .....................................................474 Ассортимент продуктов ...................................................................................................475 Целевые рынки полиэтилена низкой плотности ...........................................................476 Достоинства технологии ExxonMobil ...............................................................................477 Вывод ...............................................................................................................................479 Литература .......................................................................................................................479 Глава 14.5. Технологии полиэтилена высокого давления Polimeri Europa .........................480 Введение ...........................................................................................................................480 Торговые марки полиэтилена Polimeri Europa .................................................................481 Riblene® .........................................................................................................................481 GREENFLEX® ...............................................................................................................482 FLEXIRENE® ................................................................................................................482 CLEARFLEX® ................................................................................................................482 Химия и термодинамика .................................................................................................482 Реакторы высокого давления ..........................................................................................484 Описание процесса ..........................................................................................................486 Система аварийной разгрузки реактора .........................................................................488 Экономические показатели процесса .............................................................................490 Воздействие на окружающую среду ................................................................................490 Глава 14.6. Производство бимодального ПЭВП по технологии Hostalen компании Basell ..........................................................................................................492 Общее описание процесса ...............................................................................................492 Химия процесса ...............................................................................................................492 Механизм реакций ......................................................................................................492 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Общие сведения ...............................................................................................................494 Предыстория ................................................................................................................495 Важнейшие особенности процесса .............................................................................495 Описание ..........................................................................................................................496 Приготовление катализатора ......................................................................................496 Полимеризация ...........................................................................................................496 Сушка полимерного порошка и отделение разбавителя ...........................................498 Экструдирование и гранулирование ...........................................................................498 Блок извлечения гексана .............................................................................................499 Блок извлечения бутена ..............................................................................................499 Резервуарный блок ......................................................................................................499 Вопросы безопасности и охраны окружающей среды ...............................................499 Возможности процесса ................................................................................................500 Ассортимент и назначение продуктов ............................................................................502 Общие сведения ...........................................................................................................502 Зависимость свойств ПЭВП от структуры .................................................................503 Области применения продуктов процесса Hostalen ...................................................503 Экономические показатели процесса .............................................................................506 Низкая стоимость катализатора ..................................................................................506 Сырье ...........................................................................................................................506 Расход сырья и энергоносителей ................................................................................506 Глава 14.7. Производство ПЭВП и ПЭСП по технологии Lupotech G компании Basell ..........................................................................................................508 Общие сведения ...............................................................................................................508 Химия и термодинамика процесса .................................................................................508 Перспективы процесса ....................................................................................................511 Описание ..........................................................................................................................511 Подготовка сырья ........................................................................................................511 Полимеризация и обработка полимерного порошка .................................................512 Компримирование циркулирующего газа и отделение углеводородов.....................512 Контроль содержания азота в системе циркулирующего газа ...................................512 Дезодорирование полимерного порошка ...................................................................513 Характеристики продукта ...............................................................................................513 Экономические показатели процесса .............................................................................514 Глава 14.8. Получение ПЭНП и сополимеров ЭВА по технологии Lupotech T компании Basell ..........................................................................................................515 Общие сведения ...............................................................................................................515 Химия и термодинамика процесса .................................................................................515 Механизм реакций ......................................................................................................515 Сополимеризация ........................................................................................................518 Контроль температуры ................................................................................................518 Контроль свойств продукта .........................................................................................519 Обзор ................................................................................................................................522 История разработки процесса .....................................................................................522 Важнейшие особенности процесса .............................................................................523 Описание ..........................................................................................................................524 Этапы процесса ...........................................................................................................524 Безопасность процесса ................................................................................................528 Продукты .........................................................................................................................529 Общая характеристика продуктов ..............................................................................529 Применения ПЭВП .....................................................................................................531 Экономические показатели ............................................................................................531 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Глава 14.9. Газофазный процесс UNIPOL™ ...................................................................533 Введение ...........................................................................................................................533 Предыстория ....................................................................................................................534 Опыт Univation в газофазной полимеризации этилена ..............................................534 Общее описание процесса ...............................................................................................536 Подготовка сырья ........................................................................................................536 Катализатор .................................................................................................................537 Полимеризация ...........................................................................................................537 Обработка, усреднение, хранение, упаковка и отгрузка ............................................539 Управление ...................................................................................................................539 Программное обеспечение системы управления .......................................................539 Перспективы ....................................................................................................................540 Характеристики продуктов .............................................................................................541 Продукты UNIPOL .......................................................................................................541 Отходы..............................................................................................................................543 Система выгрузки продукта ........................................................................................543 Дегазация полимера и извлечение углеводородов .....................................................544 Экономика .......................................................................................................................544 Капитальные затраты на процесс ...............................................................................544 Составляющие себестоимости ....................................................................................544 Катализаторы Univation ...............................................................................................545 Эволюция катализаторов ............................................................................................545 Рыночные цели UNIPOL PE ........................................................................................546 Катализаторы ...............................................................................................................546 Арсенал катализаторов Univation .................................................................................549 Краткая характеристика полиэтиленового процесса UNIPOL ..................................549 Глава 14.10. Производство ЛПЭНП и ПЭВП по технологии SCLAIRTECH™ компании Nova Chemicals.............................................................................................552 Введение ...........................................................................................................................552 Химия и катализ ..............................................................................................................553 Общее описание процесса ...............................................................................................556 Секция полимеризации ...............................................................................................556 Секция дистилляции ...................................................................................................557 Секция обработки продукта ........................................................................................557 Достоинства технологии SCLAIRTECH ...........................................................................559 Преимущества двухреакторной схемы .......................................................................559 Минимальное время перехода на другую марку ........................................................559 Показатели безопасности мирового уровня ...............................................................560 Низкие затраты на сырье .............................................................................................560 Возможности расширения мощности ........................................................................560 Экономические показатели ............................................................................................561 Ассортимент продукции ..................................................................................................561 Промышленные установки .............................................................................................562 Выводы .............................................................................................................................566 Часть XV. ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТ ...................................................................569 Глава 15.1. Получение полиэтилентерефталата полимеризацией в твердой фазе по технологии UOP Sinco .............................................................................................571 Введение ...........................................................................................................................571 Полимеризация в фазе расплава .....................................................................................573 Химия процесса твердофазной полимеризации ............................................................575 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Побочные реакции ......................................................................................................576 Кристаллизация полиэтилентерефталата .......................................................................577 Склонность полиэтилентерефталата к слипанию ..........................................................578 Описание процесса ..........................................................................................................579 Предварительная кристаллизация ..............................................................................579 Кристаллизация ...........................................................................................................580 Поликонденсация в твердой фазе ...............................................................................580 Охлаждение продукта ..................................................................................................581 Очистка азота ...............................................................................................................581 Реакции в системе каталитической очистки азота .........................................................581 Блок окисления ...........................................................................................................581 Установка обезвоживания ...........................................................................................582 Окисление полиэтилентерефталата ................................................................................582 Параметры процесса........................................................................................................582 Свойства сырья ................................................................................................................583 Свойства продукта ...........................................................................................................584 Выход продукта ................................................................................................................584 Отходы..............................................................................................................................585 Энергоносители ...............................................................................................................585 Оборудование ..................................................................................................................585 Опыт промышленного применения ...............................................................................585 Литература .......................................................................................................................586 Часть XVI. ПОЛИПРОПИЛЕН ..................................................................................587 Глава 16.1. Производство полипропилена по технологии Spheripol компании Basell ..........................................................................................................589 Общая информация .........................................................................................................589 Химия и термодинамика процесса .................................................................................589 Гомополимеры .............................................................................................................589 Статистические сополимеры ......................................................................................595 Гетерофазные сополимеры ..........................................................................................596 Предыстория процесса Spheripol .....................................................................................597 Описание процесса ..........................................................................................................599 Ключевые особенности процесса Spheripol ................................................................601 Безопасность процесса ................................................................................................601 Возможности процесса ................................................................................................602 Экономические показатели ............................................................................................602 Надежность и операбельность ....................................................................................602 Расход сырья и энергоносителей ................................................................................603 Продукты и их применение.............................................................................................603 Гомополимеры .............................................................................................................605 Статистические сополимеры и терполимеры ............................................................606 Гетерофазные сополимеры ..........................................................................................606 Глава 16.2. Производство полипропилена по технологии Spherizone компании Basell ..........................................................................................................607 Общая информация .........................................................................................................607 Химия и термодинамика процесса .................................................................................607 Гомополимеры .............................................................................................................607 Статистические сополимеры ......................................................................................613 Гетерофазные сополимеры ..........................................................................................614 Перспективы ....................................................................................................................615 Описание ..........................................................................................................................615 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Экологические факторы ..............................................................................................621 Модульная концепция ................................................................................................621 Универсальность ..........................................................................................................621 Экономические показатели ............................................................................................622 Надежность процесса ..................................................................................................622 Расход сырья и энергоносителей ................................................................................622 Продукты и их применение.............................................................................................623 Глава 16.3. Полипропиленовая технология компании Borstar .........................................625 Введение ...........................................................................................................................625 Технологические особенности процесса Borstar.............................................................627 Модульность ................................................................................................................627 Выгоды комбинирования петлевого и газофазного реакторов .................................627 Описание процесса ..........................................................................................................628 Секция полимеризации ...............................................................................................628 Секция сухой переработки ..........................................................................................630 Циклы производства и переключение между марками .................................................631 Автоматизированная система управления .....................................................................632 Введение .......................................................................................................................632 Автоматизированное управление процессом .............................................................633 Катализатор .....................................................................................................................633 Выбросы и отходы ...........................................................................................................633 Выбросы в атмосферу ..................................................................................................633 Выбросы летучих углеводородных соединений .........................................................633 Жидкие отходы ............................................................................................................634 Твердые отходы ............................................................................................................634 Расход сырья и энергоносителей ....................................................................................634 Продукты .........................................................................................................................634 Гетерофазные сополимеры ..........................................................................................637 Гомополимеры .............................................................................................................639 Статистические сополимеры ......................................................................................639 Выводы .........................................................................................................................641 Глава 16.4. Полипропиленовый процесс UNIPOL™ ........................................................642 Общая информация и краткое описание процесса ........................................................642 Общие сведения ...........................................................................................................642 Описание процесса ......................................................................................................643 Выход продукта ............................................................................................................645 Химия процесса ...............................................................................................................645 История разработки и химия процесса ......................................................................645 Продуктивность и избирательность каталитической системы ..................................646 Перспективы ....................................................................................................................646 Развитие технологии ...................................................................................................646 Действующие заводы UNIPOL ....................................................................................647 Передача технологии ...................................................................................................649 Программа поддержки подрядчиков ..........................................................................649 Продукты .........................................................................................................................649 Гомополимеры .............................................................................................................650 Статистические сополимеры ......................................................................................650 Блочные сополимеры ..................................................................................................650 Регулирование реологических свойств .......................................................................650 Особенности продуктов UNIPOL ....................................................................................650 Пленочные марки ........................................................................................................650 Текстильные марки ......................................................................................................651 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Марки для формования и экструзии ..........................................................................652 Отходы..............................................................................................................................653 Экономические показатели ............................................................................................653 Капитальные затраты ..................................................................................................653 Затраты на сырье и энергоносители ...........................................................................654 Численность персонала ...............................................................................................655 Глава 16.5. Газофазный полипропиленовый процесс Chisso .............................................656 История разработки ........................................................................................................656 Механизм полимеризации и тип полимера ....................................................................656 Гомополимеры .............................................................................................................657 Статистические сополимеры ......................................................................................657 Блочные сополимеры ..................................................................................................658 Особенности процесса ....................................................................................................658 Уникальная конструкция реактора .............................................................................659 Минимальный объем некондиционной переходной продукции ..............................659 Энергоэффективность .................................................................................................659 Катализатор .................................................................................................................659 Безопасность и экологичность....................................................................................660 Универсальность продукции .......................................................................................660 Конкурентоспособные капитальные и производственные затраты ..........................661 Описание процесса ..........................................................................................................661 Очистка мономера .......................................................................................................661 Приготовление и подача катализатора .......................................................................661 Полимеризация ...........................................................................................................661 Нейтрализация и отделение полимерного зерна .......................................................663 Гранулирование ...........................................................................................................663 Безопасность и экологичность ........................................................................................663 Продукты .........................................................................................................................664 Свойства продуктов лицензионных марок .................................................................664 Области применения продуктов .................................................................................664 Широкие возможности регулирования свойств продуктов ......................................664 Экономические показатели ............................................................................................665 Действующие и сооружаемые установки ........................................................................665 Часть XVII. ПОЛИСТИРОЛ .......................................................................................667 Глава 17.1. Производство пенополистирола по технологии BP/Lummus .........................669 Введение ...........................................................................................................................669 Действующие заводы .......................................................................................................669 Химия процесса ...............................................................................................................670 Описание процесса ..........................................................................................................670 Требования к сырью и свойства продукта ......................................................................671 Сырье ...........................................................................................................................671 Свойства продукта и его применение .........................................................................671 Отходы..............................................................................................................................671 Экономические показатели ............................................................................................672 Краткая характеристика особенностей процесса ...........................................................673 Литература .......................................................................................................................673 Глава 17.2. Производство полистирола общего назначения и ударопрочного полистирола по технологии BP/Lummus ...............................................674 Введение ...........................................................................................................................674 Действующие заводы .......................................................................................................674 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Химия процесса ...............................................................................................................675 Описание процесса ..........................................................................................................676 Переход на другую марку продукта .............................................................................677 Требования к сырью и свойства продукта ......................................................................677 Сырье ...........................................................................................................................677 Свойства и применения продукта ...............................................................................678 Отходы..............................................................................................................................678 Экономические показатели ............................................................................................678 Краткая характеристика процесса ..................................................................................681 Литература .......................................................................................................................682 Глава 17.3. Получение полистирола общего назначения по технологии Polimeri Europa ....683 Введение ...........................................................................................................................683 Химия процесса ...............................................................................................................684 Термическое разложение инициатора ........................................................................684 Инициирование цепи ..................................................................................................684 Рост цепи......................................................................................................................684 Обрыв цепи ..................................................................................................................685 Побочные реакции образования олигомеров.............................................................686 Описание процесса ..........................................................................................................686 Особенности процесса ....................................................................................................687 Технологические показатели процесса ...........................................................................688 Производительность завода ............................................................................................688 Опыт промышленной эксплуатации ..............................................................................689 Линейка полистиролов общего назначения Edistir ........................................................689 Глава 17.4. Получение пенополистирола по технологии компании Polimeri Europa ...........690 Введение ...........................................................................................................................690 Химия процесса ...............................................................................................................691 Термическое разложение инициатора ........................................................................691 Инициирование цепи ..................................................................................................691 Рост цепи......................................................................................................................691 Обрыв цепи ..................................................................................................................692 Остаточное содержание летучих соединений ............................................................693 Покрытие зерен ...........................................................................................................693 Описание ..........................................................................................................................693 Особенности ....................................................................................................................694 Технологические показатели ...........................................................................................695 Производительность завода ............................................................................................695 Опыт промышленной эксплуатации ..............................................................................695 Линейка пенополистиролов Extir....................................................................................695 Глава 17.5. Получение ударопрочного полистирола по технологии компании Polimeri Europa ...........................................................................................................697 Введение ...........................................................................................................................697 Химия процесса ...............................................................................................................697 Обращение фаз ............................................................................................................698 Реакция прививки .......................................................................................................698 Механизм сшивания ....................................................................................................699 Описание ..........................................................................................................................699 Особенности ....................................................................................................................700 Технологические показатели ...........................................................................................701 Производительность завода ............................................................................................702 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Опыт промышленной эксплуатации ..............................................................................702 Линейка ударопрочных марок полистирола Edistir ........................................................702 Часть XVIII. ВИНИЛХЛОРИД И ПОЛИВИНИЛХЛОРИД .........................................703 Глава 18.1. Производство винилхлорида и поливинилхлорида по технологиям компании Vinnolit ........................................................................................................705 О компании ......................................................................................................................705 Перспективы ....................................................................................................................705 Производство винилхлорид-мономера ..........................................................................706 Общее описание ..........................................................................................................706 Требования к продукту ................................................................................................708 Отходы .........................................................................................................................708 Экономические показатели ........................................................................................709 Опыт промышленного применения ...........................................................................710 Прямое хлорирование .....................................................................................................711 Описание......................................................................................................................711 Химия и рабочие параметры .......................................................................................712 Процесс в реакторе с термосифонной циркуляцией .................................................713 Важные особенности процесса ...................................................................................714 Требования к сырью ....................................................................................................714 Отходы .........................................................................................................................714 Оксихлорирование ..........................................................................................................715 Общие сведения о процессе ........................................................................................715 Химия и рабочие параметры .......................................................................................716 Описание процесса ......................................................................................................717 Важные особенности процесса ...................................................................................719 Требования к сырью и продукту..................................................................................720 Отходы .........................................................................................................................721 Пиролиз 1,2-дихлорэтана до винилхлорида ...................................................................721 Общие сведения о процессе ........................................................................................721 Химия и рабочие параметры .......................................................................................722 Описание процесса ......................................................................................................722 Важные особенности процесса ...................................................................................724 Получение суспензионного поливинилхлорида по технологии Vinnolit .......................724 Общие сведения о процессе ........................................................................................724 Химия и рабочие параметры .......................................................................................725 Описание процесса ......................................................................................................725 Важные особенности процесса ...................................................................................733 Требования к сырью и продуктам ...............................................................................734 Отходы и выбросы .......................................................................................................735 Экономические показатели ........................................................................................736 Опыт промышленного применения ...........................................................................736 Литература .......................................................................................................................737 Глава 18.2. Получение поливинилхлорида суспензионным методом и отделение винилхлорид-мономера по технологиям компании Chisso ...............................................738 Технология получения поливинилхлорида ....................................................................738 Введение .......................................................................................................................738 Описание процесса ......................................................................................................738 Расход сырья и энергоносителей и марки продукта ..................................................739 Производственные потребности .................................................................................742 Заводы ПВХ, работающие по лицензии Chisso ...........................................................743 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Оглавление Технология отделения винилхлорид-мономера .............................................................744 Введение .......................................................................................................................744 Метод отделения винилхлорид-мономера .................................................................744 Особенности процесса ................................................................................................745 Потребность в капиталовложениях ............................................................................745 Патенты и лицензии ....................................................................................................746 Установки, действующие по технологии Chisso ..........................................................746 ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ Предлагаемая российскому читателю книга содержит ряд обзоров, написанных разными авторами и посвященных современным технологиям производства важнейших нефтехимических продуктов: уксусной кислоты, анилина, бутадиена, кумола, метанола, фенола, олефинов и др. Так как большинство авторов обзоров — граждане США, здесь описаны в основном технологии, принадлежащие североамериканским компаниям. Впрочем, в книге представлены и другие технологии, разработанные в Японии, Германии, Италии и ряде других стран. Так, например, главы, посвященные описанию и анализу технологий производства полимеров (полиэтилена, полипропилена, полистирола), написаны авторами из США, Японии, Канады, Германии, Финляндии, Италии, что дает читателю возможность сравнить предлагаемые технологии, оценить их особенности и достоинства. При несомненной пользе, которую несет читателю ознакомление с подобными обзорами, необходимо отметить одну их особенность: тематика различных глав иногда неизбежно пересекается. В результате один и тот же материал в какой-то своей части излагается в разных обзорах. К сожалению, среди авторов нет российских ученых. Как следствие, в книге нет опи сания отечественных разработок. Это объясняется, с одной стороны, недостаточным знанием за рубежом российских работ по нефтехимии, с другой — малым числом конкурентоспособных российских разработок в данной сфере. Впрочем, у российского читателя все же есть прекрасная возможность воспользо ваться багажом знаний, накопленным ведущими учеными разных стран в области нефтехимии. Книга дает представление и о степени реализации разработанных технологий: так, в ряде обзоров приводится перечень заводов, на которых внедрена та или иная технология, с указанием года внедрения и производительности установки. Очевидное достоинство книги — подробное описание предлагаемых технологий. Оно включает в себя историю анализируемого процесса, его химию, термодинамику и технологическую схему. Рассматриваются конструкция основных аппаратов и используемые катализаторы. Представлены ассортимент продукции, ее свойства и области применения; эксплуатационные и экономические показатели; безопасность процесса и его воздействие на окружающую среду. Излагаемый материал отличается полнотой охвата рассматриваемых тем и представ ляет собой отличное подспорье для ученых, работающих в области нефтехимии, для работников проектных и производственных организаций, а также преподавателей вузов. Хочется верить, что книга сыграет важную роль в разработке отечественных нефте- и газохимических продуктов, организации их производства и применении. Д-р хим. наук, профессор И. А. Голубева ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящая книга — единственный источник, который детально описывает совре менные методы получения нефтехимических продуктов (полуфабрикатов, мономеров и пластмасс), их свойства и экономику их производства. Основным предметом повествования выступают наиболее важные нефтехимические продукты (суммарный рынок которых достигает 200 млрд долл.): уксусная кислота, анилин, 1,3-бутадиен, кумол, этилбензол, этилен, метанол, спирты оксосинтеза, фенолы и ацетон, пропилен и легкие олефины, стирол, терефталевая кислота, ксилолы, линейный полиэтилен низкой плотности, полимеры низкой и высокой плотности, сополимеры этилена, полиэтилентерефталат, полистирол, полипропилен, винилхлорид и поливинилхлорид. Задавшись целью дать адекватное представление о глобальной технологической базе нефтехимии, авторы настоящего сборника запросили у ведущих лицензиаров технологий сведения о наиболее передовых процессах, а также об их экономике. При этом излагаемый материал следовало представить в едином формате, позволяющем проводить наглядное сравнение рассматриваемых технологий. В итоге были отобраны 53 технологии, предоставленные 18 крупнейшими компаниями, занимающимися лицензионной деятельностью в области нефтехимии и представляющими значительную часть мирового нефтехимического производства. Сведения, содержащиеся в справочнике, позволят инженерам составить примерное представление о вариантах технологий для новых производств. Студенты химико-технологических специальностей получат возможность поупражняться в сравнении различных характеристик наиболее распространенных современных технологий. Авторы каждой главы обязались как можно точнее придерживаться единого форма та, излагая материал в следующем порядке: • общее описание процесса, включая характеристику сырья, выход продуктов и упро щенную технологическую схему; • химия и термодинамика процесса для всех главных технологических узлов; • перспективы процесса (компании-владельцы, местоположение и характеристи ки всех опытных и промышленных установок, краткосрочные и долгосрочные планы); • подробное описание процесса (технологическая схема с материальным и энергети ческим балансами для основных вариантов процесса; особенности процессов; сырье для уникального или ключевого оборудования); • характеристики основных и побочных продуктов, зависящие от вариантов перера ботки и специфики сырья; • отходы (твердые, жидкие и газообразные технологические отходы, а также выбро сы в окружающую среду, выбор которых определяется вариантами переработки и сырьем); ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Предисловие • экономические показатели процесса (капитальные затраты с учетом монтажа по ос новным секциям, общие капитальные затраты, эксплуатационные затраты, капитальные затраты в годовом исчислении и ценовые диапазоны для продуктов). Эта книга является дополнением к третьему изданию справочника по процессам нефтепереработки (Handbook of Petroleum Refining Processes), опубликованному недавно [в 2005 г.] издательством McGraw-Hill 1. Материал справочника был сведен в 61 главу, каждая из которых посвящалась отдельной технологии переработки нефти в бензин и другие топлива, а также в сырье для нефтехимии. (Опубликованные справочники в совокупности дают исчерпывающий обзор технологий для превращения сырой нефти в топлива, промежуточные продукты, химические продукты широкого потребления и основные виды пластмасс.) Особого внимания заслуживает раздел, посвященный процессам нефтепереработки, где раскрываются особенности технологий переработки газа в жидкие продукты, а также производства метанола. Немаловажен и раздел, освещающий комплексы по производству ароматических соединений: он предоставляет дополнительные сведения о лицензируемых нефтехимических технологиях. Д-р Роберт А. Мейерс 1 Основные процессы нефтепереработки. Справочник : пер. с англ. 3-го изд. / [Р. А. Мейерс и др.] ; под ред. О. Ф. Глаголевой, О. П. Лыкова. СПб. : Профессия, 2011. — Примеч. отв. ред. ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
СОАВТОРЫ Джеймс М. Андерсен, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 10.2) Хенрик Андтсьё, Borealis Polymers O/Y, Порвоо, Финляндия (гл. 14.2) В. К. Арора, ABB Lummus Global, Блумфилд, Нью-Джерси (гл. 10.5) Фабио Ассандри, исследовательский центр C. Buonerba, Мантуя, Италия (гл. 5.2) Кир Ахмадзаде, Basell Polyolefine GmbH, Франкфурт, Германия (гл. 14.7) Франко Балестри, исследовательский центр C. Buonerba, Мантуя, Италия (гл. 17.5) Джейн Батчер, Johnson Matthey Catalysts, Биллингхэм, Англия (гл. 8.1) Елена Бенцини, исследовательский центр C. Buonerba, Мантуя, Италия (гл. 5.2) Гуннар Берггрен, Borealis Polymers O/Y, Порвоо, Финляндия (гл. 14.2) Гийс тен Берге, Basell Polyolefine GmbH, Франкфурт, Германия (гл. 14.1, 14.6–14.8, 16.1, 16.2) Кэтрин А. Берра, ABB Lummus Global, Хьюстон, Техас (гл. 10.4) Рональд Биркхофф, Kellogg Brown & Root, Inc. (KBR), Хьюстон, Техас (гл. 2.1, 9.3) Стивен Борсос, Kellogg Brown & Root, Inc. (KBR), Хьюстон, Техас (гл. 6.3) Колин П. Боуэн, Stone & Webster, Inc., Хьюстон, Техас (гл. 6.2) Терри У. Брэдли, ExxonMobil Chemical Company, Бейтаун, Техас (гл. 13.1, 13.2) Роберт Брюммер, ABB Lummus Global, Блумфилд, Нью-Джерси (гл. 3.1) Дэниел Вей, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 10.3) Ульрих Войке, Vinnolit GmbH & Co. KG, Исманинг, Германия (гл. 18.1) Эрик У. Вонг, Kellogg Brown & Root, Inc. (KBR), Хьюстон, Техас (гл. 2.1) Джеймс Т. К. Ву, ABB Lummus Global, Хьюстон, Техас (гл. 10.4) Армандо Галеотти, исследовательский центр C. Buonerba, Мантуя, Италия (гл. 11.3) Дарио Гидони, исследовательский центр C. Buonerba, Мантуя, Италия (гл. 17.4) Хельге Гранде, Borealis Polymers O/Y, Порвоо, Финляндия (гл. 16.3) Джозеф Грегор, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 10.3) Маурицио Дорини, Basell Polyolefine GmbH, Франкфурт, Германия (гл. 14.1, 16.1) Маурицио Жирардини, Polimeri Europa, Сан-Донато, Милан, Италия (гл. 9.1) Риккардо Инглезе, исследовательский центр C. Buonerba, Мантуя, Италия (гл. 17.3, 17.4) Петер Каммерхофер, Vinnolit GmbH & Co. KG, Исманинг, Германия (гл. 18.1) Санджив Капур, ABB Lummus Global, Хьюстон, Техас (гл. 6.1) Фрэнк Кастильо-Уэлтер, Lurgi Oel Gas Chemie GmbH, Франкфурт-на-Майне, Германия (гл. 12.1) Марди Маккаун Каус, Univation Technologies LLC, Хьюстон, Техас (гл. 14.9) Джуни Кивела, Borealis Polymers O/Y, Порвоо, Финляндия (гл. 16.3) Скотт Е. Комиссарис, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 13.3) Тарья Корвенойя, Borealis Polymers O/Y, Порвоо, Финляндия (гл. 14.2, 16.3) Стив Крупа, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 3.2) ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
Соавторы Д-р Рейнхард Кюэль, Basell Polyolefine GmbH, Франкфурт, Германия (гл. 14.6) Вальдемар Либнер, Lurgi AG, Франкфурт-на-Майне, Германия (гл. 10.1) Брайан Майерц, Badger Licensing LLC, Кембридж, Массачусетс (гл. 5.3) Джеймс Ф. Макги, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 15.1) Стивен Макколл, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 3.2) Стефен М. Метро, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 15.1) Джордж Миньин, Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган (гл. 9.4) Мауро Мирра, Polimeri Europa, Милан, Италия (гл. 14.5) Алан Мур, Kellogg Brown & Root, Inc. (KBR), Хьюстон, Техас (гл. 9.3) Клаус Нифорс, Borealis Polymers O/Y, Порвоо, Финляндия (гл. 14.2) Франческо Паскуали, исследовательский центр C. Buonerba, Мантуя, Италия (гл. 17.3, 17.5) Гэри А. Петерсон, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 4.2) Стивен Пол, ABB Lummus Global, Блумфилд, Нью-Джерси (гл. 4.1, 5.1, 11.1) Питер Р. Пуджадо, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 10.2) Санджив Рам, ABB Lummus Global, Блумфилд, Нью-Джерси (гл. 4.1, 5.1, 11.1) Джефф Рейнольдс, Johnson Matthey Catalysts, Биллингхэм, Англия (гл. 8.1) Риккардо Ринальди, Basell Polyolefine GmbH, Франкфурт, Германия (гл. 16.2) Стефен Ронци, Kellogg Brown & Root, Inc. (KBR), Хьюстон, Техас (гл. 6.3) Моррис Смит, Badger Licensing LLC, Кембридж, Массачусетс (гл. 5.3) Майк Смит, Chevron Phillips Chemical Company LP, Кингвуд, Техас (гл. 14.3) Роберт Степаньян, ABB Lummus Global, Блумфилд, Нью-Джерси (гл. 17.1, 17.2) Маурицио Тампьери, Polimeri Europa, Сан-Донато, Милан, Италия (гл. 9.1) Минори Тасаки, Chiyoda Corporation, Иокогама, Япония (гл. 1.1) Леонардо Трентини, исследовательский центр C. Buonerba, Мантуя, Италия (гл. 11.3) Кейт Уайзман, NOVA Chemicals Corporation, Калгари, Альберта, Канада (гл. 14.10) Сэйихи Ушида, Chisso Corporation, Токио, Япония (гл. 18.2) Винсент Уэлш, Badger Licensing LLC, Кембридж, Массачусетс (гл. 11.2) Дон Уэст, Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган (гл. 9.4) Андре-Арман Финетт, Basell Polyolefine GmbH, Франкфурт, Германия (гл. 14.8) Тим Фоли, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 3.2) Александр Фрай, Lurgi Oel Gas Chemie GmbH, Франкфурт-на-Майне, Германия (гл. 7.1) Эд Фрайни, Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган (гл. 9.4) Такеши Хираиши, Chisso Corporation, Токио, Япония (гл. 16.5) Ясуо Хосоно, Chiyoda Corporation, Иокогама, Япония (гл. 1.1) Роберт Дж. Шмидт, UOP LLC, Дес-Плейнс, Иллинойс (гл. 4.2, 9.2) Чарльз Е. Шустер, ExxonMobil Chemical Company, Бейтаун, Техас (гл. 14.4) Барри Р. Энгл, Dow Chemical Company, Данбери, Коннектикут (гл. 16.4) ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru
БЛАГОДАРНОСТИ Благодарю за прекрасную работу группу из 72 авторитетных инженеров, подгото вивших 53 главы настоящей книги. Хочу также выразить признательность тем 18 компаниям, что ведут научно-исследовательскую и лицензионную деятельность в области нефте химии, развивая и продвигая рассматриваемые здесь технологии. Отдельная благодарность моей супруге Айлин, подвигнувшей меня на компиляцию этого справочника. Д-р Роберт А. Мейерс ©ЭБС «Неaфть и Газ», 2021 © ЦОП «Профессия», 2009–2021. Все права защищены. www.epcprof.ru