Etylen je důležitým stavebním prvkem petrochemického průmyslu a patří mezi nejvíce vyráběné organické sloučeniny. Obvykle se vyrábí v jednotkách parního krakování z řady surovin na bázi ropy, jako je například nafta, a používá se při výrobě několika hlavních derivátů.

Proces

Proces znázorněný na obrázku 1 je proces parního krakování pro výrobu ethylenu ze směsi ethan-propan. Proces lze rozdělit na tři hlavní části: krakování a hašení; stlačování a sušení; a separace.

Obrázek 1. Tento procesní diagram znázorňuje proces výroby ethylenu krakováním směsi ethan-propan

Krakování a ochlazování. Zpočátku se směs etanu a propanu přivádí do pecí, v nichž se za podmínek vysoké rychlosti krakuje za vzniku ethylenu, propylenu a dalších vedlejších produktů. Výstupní proud z pece je následně veden do kalicí věže na bázi vody, aby se zabránilo dalším reakcím a tvorbě nežádoucích vedlejších produktů.

Z dekantéru za kalicí věží se odstraňují těžké látky, kondenzovaná ředicí pára, dehet a koks. Krakování plynu z kalicí věže pak směřuje ke kompresi a separaci.

Komprese a sušení. Komprese krakovaného plynu probíhá v pěti stupních. Po třetím stupni komprese se z krakovaného plynu odstraní oxid uhličitý a síra praním kaustickou sodou a vodou v kaustické pračce. Stlačený krakovaný plyn se ochladí a následně vysuší pomocí molekulárních sít, která odstraní většinu vody.

Separace. Vysušený krakovaný plyn se přivádí do chladicího boxu pro odstranění vodíku a lehkých uhlovodíků při minimalizaci ztrát ethylenu.

V tomto bodě se kondenzáty z chladicího vlaku přivádějí do řady separačních kolon. V první koloně (demethanizátor) se z horní části získává metan, který se dále používá v chladicím boxu, zatímco spodní proud se přivádí do druhé kolony (deethanizátor).

Vrchní část deethanizátoru, složená především z ethylenu a ethanu, se přivádí do konvertoru acetylenu a poté se frakcionuje v C2-splitru. V této koloně jsou světla odebírána ze svrchních vrstev a recyklována do kompresního systému, zatímco ethylen polymerní kvality (PG) je z kolony odebírán jako vedlejší proud. Etan ze dna C2-splitru se recykluje do krakovacích pecí.

Denní proud z deetanizátoru se přivádí do depropanizátoru, který destiluje C3 složky ve svrchních vrstvách. Tento horní proud se katalyticky hydrogenuje za účelem odstranění methylacetylenu a propadienu a poté se přivádí do C3-splitru. V této koloně se ze svrchních vrstev odstraňují světla a recyklují se do kompresorů, zatímco propylen polymerní kvality (PG) se z kolony odebírá jako vedlejší proud. Propan ze dna C3-splitru se recykluje do krakovacích pecí. Ze dna depropanizéru se získává proud C4+.

Ekonomická výkonnost

Bylo provedeno ekonomické hodnocení procesu na základě údajů z prvního čtvrtletí roku 2015, přičemž se uvažovalo o zařízení s nominální kapacitou 1 700 000 t/rok ethylenu postaveném na pobřeží Mexického zálivu v USA.

Odhadované kapitálové výdaje (celkové fixní investice, provozní kapitál a počáteční náklady) na výstavbu závodu činí přibližně 2,37 miliardy USD, zatímco provozní náklady se odhadují na přibližně 360 USD na tunu vyrobeného ethylenu.

Globální perspektiva

S celosvětovou nominální kapacitou přibližně 155 milionů tun/rok patří ethylen mezi hlavní petrochemické výrobky vyráběné na celém světě. Většina produkce ethylenu se spotřebovává při výrobě polyethylenu, ale ethylen se uplatňuje také při výrobě ethylenoxidu, ethylendichloridu a ethylbenzenu (obrázek 2)

Obrázek 2. Z ethylenu se vyrábí celá řada produktů

Poznámka redakce: Obsah této rubriky dodala společnost Intratec Solutions LLC (Houston; www.intratec.us) a upravila ji společnost Chemical Engineering. Předkládané analýzy a modely jsou zpracovány na základě veřejně dostupných a nedůvěrných informací. Obsah představuje pouze názory společnosti Intratec. Další informace o metodice přípravy analýz naleznete spolu s podmínkami použití na adrese www.intratec.us/che.

.