وینیل کلراید

145 صفحه ورد میباشد

چكيده…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1

فصل اول – كليات                                                                                                             

• مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………….. 3

2-1- تاريخچه وينيل كلرايد…………………………………………………………………………………………………………… 4

3-1- مشخصات فيزيكي و شيميايي وينيل كلرايد…………………………………………………………………………… 5

4-1- كاربردهاي EDC/VCM……………………………………………………………………………………………………… 6

5-1- جايگاه EDC در بازارهاي جهاني………………………………………………………………………………………….. 8

6-1- جايگاه VCM در بازارهاي جهاني……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13

7-1- مونومر وينيل كلرايد و محيط زيست……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

8-1- PVC بعنوان هدف اصلي از توليد VCM……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

1-8-1- تارخچه PVC……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

2-8-1- جايگاه PVC در بازار جهاني……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

3-8-1- PVC و انواع آن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

4-8-1- كاربردهاي PVC ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 21

5-8-1- فرآيند هاي توليد PVC…. 22

1-5-8-1- پليمريزاسيون بالك (جرمي) 22

2-5-8-1- پليمريزاسيون امولسيون 22

3-5-8-1- پليمريزاسيون سوسپانسيوني 22

 

فصل دوم – روشهاي مختلف توليد مونومر وينيل كلرايد

1-2- توليد VCM از استيلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 24

2-2- توليد VCM بر پايه اتيلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 25

1-2-2- اتيلن دي كلرايد به روش كلريناسيون مستقيم اتيلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 25

1-1-2-2- شيمي فرآيند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

2-1-2-2- مروري بر فرآيند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

3-1-2-2- كاتاليست……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 26

4-1-2-2- خوراك راكتور ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 26

5-1-2-2- راكتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 27

6-1-2-2- محيط واكنش……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 27

7-1-2-2- بازيافت محصول……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 27

8-1-2-2- فرآيند هاي پيشنهادي صاحبان ليسانس……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 28

9-1-2-2- مقايسه فرآيندهاي مختلف توليد اتيلن دي كلرايد به روش

 كلراسيون مستقيم اتيلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30

2-2-2- اتيلن دي كلريد به روش اكسي كلريناسيون اتيلن………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 31

1-2-2-2- شيمي فرآيند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

2-2-2-2- مروري بر فرآيند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

3-2-2-2- كاتاليست……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 32

4-2-2-2- خوراك راكتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 32

5-2-2-2- راكتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 33

6-2-2-2- پارامترهاي واكنش……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 34

7-2-2-2- بازيافت محصول……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 34

8-2-2-2- مروري بر فرآيند پيشنهادي صاحبان ليسانس……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 35

9-2-2-2- مقايسه فرآيندهاي مختلف توليد اتيلن دي كلرايد به روش

 اكسي كلراسيون اتيلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 37

3-2-2- پيروليز اتيلن دي كلرايد جهت توليد وينيل كلرايد ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 38

1-3-2-2- شيمي فرآيند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 38

2-3-2-2- مروري بر فرآيند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

3-3-2-2- خوراك راكتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

4-3-2-2- راكتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

5-3-2-2- بازيافت حرارت……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

6-3-2-2- جداسازي……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 40

7-3-2-2- خالص سازي محصول……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 40

8-3-2-2- خالص سازي خوراك……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 40

9-3-2-2- مروري بر فرآيند پيشنهادي صاحبان ليسانس……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 41

10-3-2-2- مقايسه فرآيندهاي مختلف توليد وينيل كلرايد از پيروليز

 اتيلن دي كلرايد……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 43

4-2-2- فرآيند متوازن (Balanced Process ) براي توليد VCM ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 44

1-4-2-2- وينيل كلرايد از فرآيند متوازن ، Vinnolit /Uhde ‌‌……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 44

3-2- توليد VCM بر پايه اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 56

4-2- ديگر فرآيند‌ها……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 57   

 

فصل سوم – توليد مونومر وينيل كلرايد در ايران

1-3- پتروشيمي بندر امام……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 59

1-1-3- كلريناسيون مستقيم ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 59

2-1-3- اكسي كلريناسيون………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 60

3-1-3- كراكينگ EDC ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 62

4-1-3- خالص سازي VCM………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 62

2-3- پتروشيمي آبادان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 63

1-2-3- راكتور………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 63

2-2-3- سيكلون‌ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 64

3-3- طرح توليد وينيل كلرايد ، پتروشيمي اروند……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

1-3-3- كلريناسيون مستقيم………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

2-3-3- اكسي كلريناسيون………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

3-3-3- خالص سازي  EDC………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 66

4-3-3- كراكينگ EDC………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 67

5-3-3- خالص سازي VCM………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 68

6-3-3- سوزاندن ضايعات ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 69

4-3- مقايسه واحدهاي توليد اتيلن دي كلرايد و وينيل كلرايد در ايران……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 71

 

فصل چهارم- اتان بعنوان منبع جديد توليد مونومر وينيل كلرايد

1-4- بررسي اقتصادي فرآيند توليد وينيل كلرايد از اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 79

2-4- مطالعات انجام شده در زمينه توليد وينيل كلرايد از اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 80

1-2-4- توليد تركيبات كلرينه بوسيله كلراسيون و اكسي كلراسيون اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 80

2-2-4- توليد وينيل كلرايد بوسيله اكسي كلراسيون اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 85

3-2-4- فرآيند Lummus………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 88

1-3-2-4- شرح فرآيند Lummus………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 89

4-2-4- فرآيند B.F.Goodrich………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 98

5-2-4- فرآيند Inovyl ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 99

1-5-2-4- اكسي كلراسيون……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 100

2-5-2-4- كلراسيون……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 101

3-5-2-4- هيدروژناسيون……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 101

3-4- EVC و توليد مونومر وينيل كلرايد از اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 103

1-3-4- اتحاديه وينيل اروپا………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 103

2-3-4- واحد تبديل اتان به وينيل كلرايد………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 103

3-3-4- تاسيسات توليد VCM در ويلهلم شاون آلمان………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 104

4-3-4- كمپاني Bechtel………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 104

5-3-4- واحد صنعتي توليد VCM بر پايه اتان………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 104

1-5-3-4- شرح فرآيند Inovyl……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 105

2-5-3-4- مباحث فرآيندي……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 115

3-5-3-4- برآورد هزينه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 115

4-4- مقايسه فرآيندهاي توليد وينيل كلرايد بر پايه اتان و اتيلن ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 123

5-4- مقايسه فرآيندهاي توليد وينيل كلرايد بر پايه اتان، اتيلن و استيلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 126

6-4- نتيجه‌گيري……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 128

 

منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 130

پيوست

 

 

چكيده

 

صنعت توليد VCM در ابتدا با استفاده از خوراك استيلن و اسيد كلريدريك توسعه پيدا كرده و از دهه 1950 به دليل فراواني منابع اتيلن به سمت استفاده از خوراك اتيلن و كلر متمايل شد. به طوري كه در پايان سال 1988 ، 94% از توليد جهاني وينيل كلرايد در كارخانه‌هايي كه از اين روش استفاده مي‌كردند انجام مي‌شد. در روش توليد با استفاده از استيلن، اسيد كلريدريك و استيلن در يك راكتور بستر شناور حاوي كاتاليست (ذرات كربن فعال تلقيح شده با كلريد جيوه ) واكنش مي‌دهند. دماي واكنش با عبور سيالي به عنوان محيط انتقال حرارت (HTM) از لوله هاي داخل راكتور، در 130 تا 200 درجه سانتيگراد كنترل مي‌شود. درصد تبديل استيلن 96 تا 5/98 درصد و انتخاب پذيري استيلن به VCM ، 98 تا 99 درصد مي‌باشد.

در روش توليد بر اساس اتيلن، VCM از پيروليز حد واسط EDC به وجود مي‌آيد. EDC نيز از واكنش كلر و اتيلن در كلريناسيون مستقيم يا از اسيد كلريدريك و اتيلن در اكسي كلريناسيون توليد مي‌شود. ليسانسورهاي مطرح فرآيندهاي توليد EDC/VCM ، شركت هاي Oxy Vinyls ، Inovyl (زير مجموعه‌اي از EVC ) ،Vinnolit , Mitsui Chemicals مي‌باشند.

روش معمول تهيه VCM از اتيلن به دمايي در حدود 0C200 تا 0C 250 احتياج دارد. دماي واكنش در توليد VCM بخاطرتأثير آن در سرعت خوردگي واحد از اهميت بالايي برخوردار است. از مدتها قبل توليد وينيل كلرايد به روش كلراسيون مستقيم اتان بعنوان ساده‌ترين روش توليد VCM شناخته شده است. هرچند كه شركتهاي توليدي قادر نبودند دماي اين واكنش را در زير 0C 500  نگه دارند بنابراين خوردگي ناشي از كلراسيون مستقيم اتان غير قابل كنترل شده و لذا فرآيند توليد VCM از اتيلن بسيار اقتصادي‌تر بنظر مي رسيد؛ تا اينكه اتحاديه بين المللي وينيل اروپا EVC توانست با ابداع دسته‌اي از كاتاليست‌هاي با پايه مس و گروه لانتانيم و فلزات قليايي به اين هدف دست يابد. EVC  موفق شد وينيل كلرايد را در دماي
 0C 470- 450 از اتان توليد نمايد. آنها به همين منظور پايلوتي با ظرفيت t/year 1000 در آلمان با موفقيت برپا كردند و كمپاني بكتل عهده‌دار فروش تكنولوژي اين فرآيند گرديد.

با توجه به اينكه قيمت اتان حدود يك سوم قيمت اتيلن مي‌باشد، اين تكنولوژي قادر خواهد بود تا قيمت وينيل كلرايد را از /t$415 به /t$255 كاهش دهد. انتظار بر اين است كه تكنولوژي جديد بتواند تا 20 سال آينده جايگزين تكنولوژي توليد VCM از اتان شود؛ همانطور كه تكنولوژي توليد VCM بر پايه اتيلن در طي همين مدت جايگزين فرآيند توليد بر پايه استيلن شد.