Kömür yolu, metanolden aromatikler üretimini geliştirmeye odaklanıyor — Aromatik üretim teknolojileri analizi (Orta)

Thread Content

Kömür yolu, metanolle aromatiklerin üretilmesinin geliştirilmesine odaklanıyor – Aromatik üretim teknolojileri analizi (Orta) Yazar/Kaynak: Çin Kimya Endüstrisi Gazetesi Tarih: 25-08-2016 Tıklanma sayısı: 9 Kaynak: Metanol aracılığıyla kömürden aromatikler üretilmesi, sektör tarafından aromatiklere olan dışa bağımlılığı azaltmak ve hammadde kaynaklarını çeşitlendirmek için kaçınılmaz bir çözüm olarak görülüyor. China Chemical Industry News muhabiri, 2016 Çin Aromatik Hidrokarbonlar Endüstri Zinciri Geliştirme Konferansı’ndan öğrendiğine göre, kömür tabanlı aromatik hidrokarbon üretiminde kömürden metanol üretimi aşaması nispeten olgunlaşmış durumda; araştırmaların odağı ise esas olarak metolden aromatik hidrokarbon üretimi aşamasında yoğunlaşıyor. Ülkemiz, metanolden aromatikler üretimi konusunda araştırmalar yapan **ilk ülkelerden biridir ve bu alandaki teknolojiler dünya çapında öncü seviyededir. Şu an ülkemizde özgün fikri mülkiyetlere sahip olan başlıca teknolojiler arasında sabit yataklı metanolden aromatikler üretim tekniği, akışkan yataklı metanolden aromatikler üretim tekniği ve toluen/metanol metilasyonu yoluyla aromatikler üretim tekniği yer almaktadır. Sabit yatak prosesi: Ülke içinde en yüksek enerji verimliliğine sahip. Metanolün aromatiklere dönüştürülmesi, metanolün katalizör etkisi altında bir dizi reaksiyondan geçerek sonunda aromatiklere dönüşmesi sürecidir; ürünler esas olarak benzen, toluen ve xilen oluşturur. Çin Bilimler Akademisi Shanxi Kömür Kimyasalları Enstitüsü ve diğer kurumlar tarafından geliştirilen sabit yataklı metanolden aromatik üretim tekniği, büyük ölçekli metanol türevleri üretimi teknolojilerindendir. Bu teknolojide katalizör olarak MoHZSM-5 (iyon değişim) moleküler süzgeci kullanılır; ham madde olarak metanol yer alır ve hedef ürün aromatiklerdir. Ülkede ilk kez sabit yatak koşullarında metanolün tek adımda yüksek kaliteli aromatiklere dönüştürülmesi başarılmıştır. Bu teknoloji, 2012 yılının Şubat ayında, Caiding Şirketi tarafından tasarlanan İç Moğolistan’daki Qinghua Grubu’na ait yıllık 100.000 ton metanolden aromatik üretim tesisinde ilk deneme üretiminde başarıyla uygulanmıştır. Bu, Saiding’in Shanxi Kömür ve Kimya Enstitüsü ile iş birliği içinde geliştirdiği teknolojiyi kullanarak tasarladığı, ülkemizin ilk tek aşamalı metanolden aromatik üretim tesisidir. Shanxi Kömür Kimyasalları Enstitüsü’nün Kömür Dönüşümü **Öncelikli Araştırma Laboratuvarı’ndan Dr. Liu Ping’e göre, bu teknoloji daha sonra Yunnan Xianfeng, Hebei Tangshan, Sincan Xinye gibi yerlerde de kullanılmaya başlandı ve toplam üretim kapasitesi yılda 800 bin ton oldu. Bu yıl Şubat ayında, Shaanxi Baonit Kimya Grubu tarafından inşa edilen yıllık 100.000 ton metanolden aromatik üretim tesisleri başarıyla faaliyete geçti ve günde 300 ton aromatik üretilerek tasarım kapasitesine yaklaşıldı. Ton başına 2,46–2,48 ton metanol tüketilmekte olup, enerji verimliliği ülkenin benzer tesislerindeki en iyi seviyededir. Akışkan yataklı işlem: Ürün, petrol tabanlı yöntemlere göre daha üstündür. Döngüsel akışkan yataklı metanolden aromatik üretim tekniği (FMTA), Tsinghua Üniversitesi tarafından geliştirilen ve büyük ilgi gören bir teknolojidir. 2016 Çin Aromatik Hidrokarbonlar Endüstri Zinciri Geliştirme Konferansı’nda Tsinghua Üniversitesi’nden Profesör Qian Weizhong, bu teknolojinin geliştirilme sürecini ve en son gelişmeleri anlattı. Çözdükleri bir dizi mühendislik zorluğu arasında, katalizörlerin hızlı şekilde inaktif hale gelmesi ve bunun için akışkan yataklı sürekli reaksiyon yenileme teknolojisinin kullanılması yer alıyordu ； Metanolün tek yönlü dönüşümünde, aromatiklere dönüştürülmesi için ayrı bir reaktör gereklidir ； Basınçlı koşullarda reaksiyonun yeniden gerçekleştirilmesi sürecinin karmaşık olması gibi nedenlerden dolayı, sonunda uluslararası alanda metanolden aromatiklerin üretimi için gerekli katalizörler ve büyük ölçekli endüstriyel üretim için uygun olan akışkan yataklı metanolden aromatikler üretimi teknolojisi başarıyla geliştirildi. Ocak 2013’te, bu teknoloji kullanılarlarak dünyada ilk kez 10.000 tonluk metanolden aromatik üretimi için endüstriyel bir test tesisi, Huadian Kömür Endüstrisi’nin Şaanşi Yulin kömür kimya kompleksinde başarıyla devreye alındı. Bu teknolojinin metanol dönüşüm oranı %99,99’dan fazladır; 3,07 ton metanolden 1 ton aromatik üretilir. Tüm işlem süreci kısadır ve ürünler petrol tabanlı yöntemlere kıyasla daha üstündür. Huatian Kömür Endüstrisi Grubu, kısa bir süre önce bu teknoloji kullanılarak inşa edilen milyon tonluk kömür tabanlı metanolden aromatik üretimi konusundaki endüstriyel pilot projenin ön çalışmalarının başarıyla yürütüldüğünü açıkladı. Projenin en önemli bileşeni olan metanolden aromatik üretimi süreci ise Huatian Kömür Endüstrisi Grubu, Tsinghua Üniversitesi ve CNPC Huadong Tasarım Enstitüsü tarafından birlikte geliştirildi. Projenin çevresel değerlendirme raporu yakında Çevre Koruma Bakanlığı’na onay için gönderilecek; su kaynaklarına ilişkin değerlendirme raporu ise zaten onay için gönderilmiştir. On bin tonluk metanolden aromatik üretim tesislerinde 1 ton aromatik üretimi için 3 tonun altında metanol tüketilmektedir. Milyon tonluk tesislerde ise 1 ton aromatik üretimi için metanol tüketiminin 2,5–2,8 ton arasına düşmesi beklenmektedir; aynı zamanda sıvılaştırılmış gaz ve hidrojen gibi yüksek katma değerli ürünler de üretilmektedir. Bunlar arasında, yan ürün olarak elde edilen hidrojen metanol üretim tesisine geri gönderildiğinde metanol üretimi %12 oranında artırılabilir; bu da aromatiklerin toplam maliyetini büyük ölçüde düşürür. O zaman, kömürden üretilen aromatikler sadece petrol tabanlı yöntemlere kıyasla belirgin bir maliyet avantajına sahip olmakla kalmayacak; aromatiklerin fiyatlarının genellikle olefinlerden daha yüksek olması nedeniyle DMTO’ya kıyaslandığında da, ham madde olarak kullanılan metanol tüketiminin DMTO ile aynı seviyede olması sayesinde daha avantajlı hale gelecektir. Metilasyon işlemi: Kömür kimyasalları ile petrol kimyasallarını birleştirerek toluen metanolün metillenmesi yoluyla p-dimetilbenzen (PX) üretimi, kömür kimyasalları ile petrol kimyasallarını organik bir şekilde birleştirerek PX üretiminin sağlandığı yeni bir işlem yoludur. Şu an piyasada metanol fiyatı ton başına 2000 yuanın altında iken, toluenin fiyatı ton başına yaklaşık 5000 yuan. Bu nedenle bu işlem teknolojisinin en büyük avantajı, yüksek konsantrasyonlarda PX üretmek için toluen ve düşük maliyetli metanolü ham madde olarak kullanmasıdır. Toplantıda bazı temsilciler, bu teknolojinin yaygınlaştırılmasının hem ülkedeki metanol üretim kapasitesi fazlalığı sorununu etkili bir şekilde hafifletebileceğini, hem de gelecekte aromatik üretim tesislerinin kapasitesinin artırılması ve aromatik üretim sürecinde hammadde ile ürün yapısında değişiklikler yapılması, böylece aromatik hammaddelerin çeşitlendirilmesi konusunda güçlü bir teknik destek sağlayabileceğini belirtti. 　 2012 yılının 23 Ekim’inde, Çin Bilimler Akademisi Dalian Kimya Enstitüsü tarafından geliştirilen toluen metanolünden PX ve düşük karbonlu olefin üretimi teknolojisi değerlendirme sürecinden geçti. Bu teknoloji, döngüsel fluidize edilmiş yatak işlemini kullanarak, tek bir reaksiyon sistemi ve tek bir katalizör altında aynı anda yüksek seçicilikle PX ve etilen, propilen gibi düşük karbonlu olefinler üretir. Bu teknoloji, mevcut aromatik bileşik üretim tesislerinde teknik iyileştirmeler yapmak için kullanılabilir; böylece PX üretimi artırılır ve tesisin enerji tüketimi azaltılır ； Yeni aromatik bileşik üretim tesislerinde de kullanılabilir; geleneksel PX üretim teknolojilerine kıyasla, disproporze ve izomerizasyon gibi süreçlerle ilgili yatırım ve işletme maliyetlerini azaltır ； Eğer toluen metanolünden PX ve düşük karbonlu olefinlerin üretildiği bağımsız bir tesis kurulursa, pahalı adsorpsiyon ayrıştırma ünitelerinin yerine basit kristalleştirme ayrıştırma üniteleri kullanılabilir ve böylece **PX üretim maliyetleri düşürülebilir.** Muhabirin öğrendiğine göre, Sinopec de toluen metanol metilasyonu yoluyla PX üretimi sürecinin aktif uygulayıcılarından biridir. Mart 2015’te, Çin Petrokimya teknolojisi kullanılarak inşa edilen ve yılda 200.000 ton toluen metanol metilasyonu yoluyla ksilen üreten dünyadaki tek endüstriyel pilot tesis, Yangzi Petrokimya’da başarıyla faaliyete geçti. Bu tesis sadece yüksek konsantrasyonda PX üretmekle kalmadı, aynı zamanda çok az miktarda da fenol ve C9 yan ürünleri oluştu. Yeni süreçte metanolün kullanılması, toluenin verimliliğini artırmıştır; teorik olarak her 1 ton PX üretimi için sadece 1 ton toluen gerekmektedir. Oysa geleneksel toluen disproporzyon sürecinde her 1 ton PX üretimi için yaklaşık 2,5 ton toluen gerekmekte ve yan ürün olarak daha fazla benzen oluşmaktadır. Bu nedenle yeni işlem yüksek verimlilik ve düşük maliyet sunar ve petrokimya ile kömür kimyasallarını birbirine bağlar. Diğer süreçler: Endüstrileşme için detayların geliştirilmesi. Yukarıda bahsedilen teknolojilerin yanı sıra, Henan Coal Chemical Group Araştırma Enstitüsü ve Pekin Kimya Mühendisliği Üniversitesi de kömür bazlı metanolden aromatikler üretme teknolojisini geliştirmek için iş birliği yapıyor ve bu alanda nispeten tam bir teknoloji oluşturulmuş durumda ； Çin Petrokimya Şanghay Petrol ve Kimya Araştırma Enstitüsü, yüklenmiş dehidroksit moleküler süzgeci (ZSM-5) katalizörlerini kullanmaktadır. Şu ana kadar katalizörle ilgili laboratuvar ölçeğinde araştırmalar tamamlanmış olup, tek geçişte aromatiklerin verimi %50’nin üzerindedir ve seçicilik %80’in üzerine ulaşabilmektedir. Şu anda ilgili kurumlarla birlikte metandan aromatik üretimi teknolojisi üzerine pilot ölçekli araştırmalar yürütmektedirler. Kömürden aromatik hidrokarbon üretimi konusunda teknolojik gelişmeler sürekli ilerlemesine rağmen, mevcut endüstrileşme durumu tam olarak tatmin edici değil. Toplantıda bazı temsilciler, bunun esas olarak mevcut düşük petrol fiyatlarının petrol tabanlı yolların aromatikler açısından rekabet gücünü artırmasından kaynaklandığını, buna karşılık kömür tabanlı yolların gelişiminin ise baskı altında kaldığını gazetecilere söyledi. Ancak bazı uzmanlar, ülkemizin kaynak yapısının ve PX’ye olan %57’lik yüksek dışa bağımlılığın, kömürden üretilen aromatiklerin stratejik önemini belirlediğini düşünüyor. Aynı zamanda, petrol yoluyla aromatikler üretilmesine kıyasla metanol kullanılarak aromatikler üretme yöntemi maliyetleri yaklaşık %20 oranında azaltabilir; ayrıca elde edilen aromatiklerin xilen oranı yüksektir, kükürt, azot gibi safsızlık elementleri içermez ve bu da onu PX üretimi için daha uygun hale getirir. Bu nedenle, araştırmacıların acil görevi, ilgili üretim süreçlerinin ayrıntılarını bir an önce geliştirerek endüstrileşme için kapsamlı hazırlıklar yapmaktır.