پروپیلن: استراتژیهای تولید و ضرورت توسعه زنجیره ارزش

پروپیلن یکی از محصولات بسیار مهم و استراتژیک در صنعت پتروشیمی می باشد که محصولات ارزشمندی از آن مشتق می شوند. با توجه به اینکه در حال حاضر کشور با کمبود پروپیلن مواجه است، وزارت نفت و شرکت ملی صنایع پتروشیمی یکی از اولویت های کشور را تولید پروپیلن و محصولات پایین دست آن در قالب طرحهای پیشران صنعت پتروشیمی قرار داده اند.

در حال حاضر پروپیلن غالباً به ‌عنوان یک محصول جانبی از پالایش نفت خام و در کنار تولید اتیلن از طریق واکنش کراکینگ با بخار تولید می‌شود. اگرچه پروپیلن به عنوان محصول اصلی واکنش نیز تولید می شود (نظیر تولید پروپیلن از واکنش هیدروژن‌زدایی از پروپان، تبدیل متانول به پروپیلن و غیره). این ماده عمدتاً به عنوان یک خوراک میانی در تولید انواع محصولات پتروشیمی استفاده می گردد که در این میان، بیشترین کاربرد پروپیلن (حدود ۶۵ تا ۶۸%) در تولید پلی پروپیلن می باشد. هم اکنون میزان تولید پروپیلن کشور حدود ۹۵۰ هزار تن در سال می باشد که شرکت های تولید کننده آن عبارتند از: پتروشیمی های جم، امیرکبیر، بندر امام، شازند، مارون، تبریز و پالایشگاه های شازند و آبادان.

طرح های مختلفی از سال های قبل برای تولید پروپیلن در کشور تعریف گردید ولی متاسفانه به دلایل مختلف هیچیک از آنها به بهره برداری نرسیدند. در حال حاضر یکی از سیاست های کشور، پرداختن به دو روش جدید تولید پروپیلن از طریق خوراک پروپان (فرآیند PDH) و نیز از طریق خوراک متانول (فرآیند MTO و MTP) می باشد و شرکت های مختلفی نیز سعی در اجرای این طرح ها دارند. بهرحال هنوز استارت هیچ پروژه ای به روش MTO در کشور نخورده است ولی چندین شرکت مطرح در کشور در حال فعالیت روی پروژه PDH با تکنولوژی UOP و یا تکنولوژی های چینی می باشند. همچنین وزارت نفت در صدد تجاری سازی طرح MTP بر اساس واحد دموی راه اندازی شده توسط شرکت پژوهش فناوری پتروشیمی می باشد. از آنجا که تولید متانول در ایران رو به افزایش است و حجم بالای تولید متانول و لذا فزونی عرضه بر تقاضای جهانی این محصول، مشکلات جدی برای تولیدکنندگان ایجاد کرده است لذا سیاست تبدیل متانول به الفین ها نیز، به شرط لحاظ کردن مسایل فنی، می تواند سیاست مناسبی برای آینده کشور باشد.

بهرحال بایستی توجه کرد که تولید پروپیلن، به عنوان یک پیشران برای تولید محصولات زنجیره آن می باشد. فلذا در ابتدا باید توجه جدی و برنامه ریزی دقیقی توسط نهادهای ذیربط برای تولید پروپیلن از روش های امکانپذیر در کشور صورت پذیرد.

پروپیلن با توجه به کیفیت و خلوص معمولاً در سه گرید تولید و عرضه می گردد:

الف. گرید پلیمری با درجه خلوص ۹۹٫۵ %

ب. گرید شیمیایی با درجه خلوص %۹۶-۹۰

ج. گرید پالایشگاهی با درجه خلوص %۷۰-۵۰

روشهای مختلف تولید پروپیلن، به سه طبقه بندی عمده تقسیم می گردند که دو طبقه اول بعنوان “روشهایی با بازدهی پایین پروپیلن” و طبقه سوم بعنوان “روشهایی با بازدهی بالای پروپیلن” شناخته می شوند.

الف) واحدهای کراکینگ با بخار: عموماً واحدهای الفین مبتنی بر خوراک نفتا و اتان می باشند که همچنان بیشترین سهم در منابع تولید پروپیلن را دارند. در این واحدها پروپیلن بعنوان محصول جانبی تولید اتیلن، تولید می گردد.

ب) کراکینگ کاتالیستی بستر سیال (FCC) در پالایشگاه های نفت خام: تولید پروپیلن در واحدهای FCC پالایشگاه های نفت خام، دومین منبع عمده عرضه پروپیلن در جهان می باشد.

ج) مجموعه روشهای به اصلاح “هدف-پروپیلن”: در این روشها بازدهی تولید پروپیلن بالا بوده و در واقع محصول اصلی و یا تنها محصول تولیدی، پروپیلن می باشد که شامل روشهای زیر می باشند:

الف. هیدروژن زدایی از پروپان (PDH)

ب. تبدیل زغال سنگ به پروپیلن (CTP)

ج. تبدیل زغال سنگ به الفین (CTO)

د. تبدیل متانول به پروپیلن (MTP)

ه. تبدیل متانول به الفین ها (MTO) که در این روش پروپیلن و اتیلن تولید می گردند.

و. فرایند جانشینی متقابل (تبدیل اتیلن به پروپیلن)

ز. سایر روشهای متفرقه شامل نظیر پیرولیز کاتالیستی، تبدیل داخلی اولفین‌ها، ..

نمودار زیر بیانگر پیش بینی سهم روش های مختلف تولید پروپیلن در سال ۲۰۲۱ می باشد. چنانچه ملاحظه می شود پس از روش های کراکینگ، روش هیدروژن زدایی از پروپان سهم قابل توجهی را به خود اختصاص داده است. همچنین روش های تولید پروپیلن از متانول نیز (از مسیر زغال سنگ یا گاز طبیعی) سهم قابل ملاحظه ای دارند.

گریدهای مختلف پروپیلن کاربردهای متفاوتی دارند. مصرف عمده پروپیلن گرید پالایشگاهی که از فرایندهای پالایش نفت خام در واحدهای کاتالیستی بستر سیال (FCC) بدست می‌آید، مصرف عمده‌اش در سوخت LPG است که برای مصارف گرمایی استفاده می‌شود و همچنین به عنوان عامل بهبود دهنده عدد اکتان در بنزین موتورها استفاده می‌شود. اگرچه از گرید پالایشگاهی در تولید کیومن و ایزوپروپیل الکل نیز استفاده می گردد معهذا مهمترین بازار آن، تبدیل آن از طریق تخلیص به به پروپیلن گرید شیمیایی یا گرید پلیمری برای تولید پلی‌پروپیلن، آکریلونیتریل، اکسو الکل‌ها و اکسید پروپیلن است. زیرا گستره کاربردهای این دو گرید بیش از کاربردهای گرید پالایشگاهی است.

پروپیلن دارای محصولات متنوع بسیار ارزشمندی در پایین دست خود می باشد. مهمترین این محصولات در نمودار زیر قابل مشاهده است.

نمودار زیر نیز الگوی مصارف پروپیلن در پایین دست آن در جهان را نشان می دهد.

بهرحال با توجه به کمبود پروپیلن و دیگر خوراک های مورد نیاز، و نیز با در نظر گرفتن وضعیت بازار و دسترسی به تکنولوژی، پرداختن به تمام محصولات پایین دست پروپیلن در کشور میسر نمی باشد. مرکز پیشرفته توسعه زنجیره ارزش، مطالعات و بررسی های جامع روی زنجیره ارزش پروپیلن انجام داده است و به جنبه های گوناگون هر یک از مسیرهای پایین دست پروپیلن واقف می باشد ضمن آنکه برگزاری همایش بین المللی زنجیره ارزش پروپیلن را در سال جاری در برنامه برگزاری دارد. این مرکز معتقد است که در حال حاضر اولویت پرداختن به زنجیره پروپیلن با محصولاتی همچون پلی پروپیلن، آکریلونیتریل، اکریلیک اسید، پروپیلن اکساید و هگزن۱ می باشد. گزارشات تحلیلی مرکز در خصوص هر یک از این محصولات بزودی منتشر خواهد شد. برای دسترسی به گزارشات با ما در تماس باشید.