Etilena este un element constitutiv esențial pentru industria petrochimică și este unul dintre cei mai produși compuși organici. De obicei, este produsă în unități de cracare cu abur dintr-o gamă de materii prime pe bază de petrol, cum ar fi nafta, și este utilizată la fabricarea mai multor derivați majori.

Procesul

Procesul prezentat în figura 1 este un proces de cracare cu abur pentru producerea de etilenă dintr-un amestec de etan-propan. Procesul poate fi împărțit în trei părți principale: cracare și stingere; comprimare și uscare; și separare.

Figura 1. Această diagramă de proces prezintă un proces de producere a etilenei prin cracarea unui amestec de etan-propan

Cracare și stingere. Inițial, un amestec de etan-propan este introdus în cuptoare în care, în condiții de mare severitate, este cracat, formându-se etilenă, propilenă și alți subproduse. Fluxul de ieșire din cuptoare este ulterior alimentat la un turn de stingere pe bază de apă, pentru a preveni alte reacții și formarea de subproduse nedorite.

Dintr-un decantor aflat în aval de turnul de stingere, se elimină substanțele grele, aburul de diluție condensat, gudronul și cocsul. Gazul cracat de la stingere este apoi dirijat spre comprimare și separare.

Comprimare și uscare. Comprimarea gazului cracat se realizează în cinci etape. După cea de-a treia etapă de comprimare, dioxidul de carbon și sulful sunt îndepărtate din gazul cracat prin spălare cu sodă caustică și apă într-un spălător caustic. Gazul de cracare comprimat se răcește și ulterior se usucă cu ajutorul unor site moleculare care elimină cea mai mare parte a apei.

Separare. Gazul de cracare uscat este alimentat într-o cutie rece pentru îndepărtarea hidrogenului și a hidrocarburilor ușoare, minimizând în același timp pierderile de etilenă.

În acest punct, condensatele din trenul de răcire sunt alimentate către o serie de coloane de separare. În prima coloană (demetanizator), metanul este obținut din partea superioară și este utilizat în continuare în cutia rece, în timp ce curentul inferior este alimentat într-o a doua coloană (deetanizator).

Cea superioară a deetanizatorului, compusă în principal din etilenă și etan, este alimentată la un convertor de acetilenă și apoi fracționată în separatorul C2. În această coloană, luminițele sunt îndepărtate din capetele de sus și reciclate către sistemul de comprimare, în timp ce etilena de calitate polimerică (PG) este extrasă din coloană ca un flux secundar. Etanul, provenit din reziduurile de la separatorul C2, este reciclat către cuptoarele de cracare.

Curentul de fond al deetanizatorului este alimentat la un depropanizator, care distilează componentele C3 din capetele de linie. Acest curent de capătul de linie este hidrotratat catalitic pentru îndepărtarea metil-acetilenei și a propadienei, iar apoi este alimentat la separatorul C3. În această coloană, luminile sunt îndepărtate din frunți și reciclate către compresoare, în timp ce propilena de calitate polimerică (PG) este extrasă din coloană ca un flux secundar. Propanul din reziduurile de la C3-splitter este reciclat către cuptoarele de cracare. Un flux C4+ este obținut din reziduurile depropanizatorului.

Performanțe economice

S-a efectuat o evaluare economică a procesului pe baza datelor din primul trimestru al anului 2015, luând în considerare o instalație cu o capacitate nominală de 1 700 000 tone/an de etilenă construită pe Coasta Golfului SUA.

Cheltuielile de capital estimate (total investiții fixe, capital de lucru și cheltuieli inițiale) pentru construirea instalației sunt de aproximativ 2,37 miliarde de dolari, în timp ce cheltuielile de exploatare sunt estimate la aproximativ 360 de dolari pe tona de etilenă produsă.

Perspectivă globală

Cu o capacitate nominală globală de aproximativ 155 milioane de tone/an, etilena se numără printre principalele produse petrochimice produse la nivel mondial. Cea mai mare parte a producției de etilenă este consumată în fabricarea polietilenei, dar etilena este, de asemenea, aplicată în producția de oxid de etilenă, diclorură de etilenă și etilbenzen (figura 2).

Figura 2. Etilena este transformată într-o multitudine de produse

Nota editorului: Conținutul acestei rubrici este furnizat de Intratec Solutions LLC (Houston; www.intratec.us) și editat de Chemical Engineering. Analizele și modelele prezentate sunt pregătite pe baza unor informații publice și neconfidențiale. Conținutul reprezintă doar opiniile Intratec. Mai multe informații despre metodologia de pregătire a analizelor pot fi găsite, împreună cu termenii de utilizare, la www.intratec.us/che.

.