پتروشیمی

صنعت پتروشیمی

   پتروشيمي به عنوان صنعت مهم و مادر كشور يكي از بخش‏هاي اصلي صنعت نفت مي‏باشد كه از قدمتي بيش از 40 سال برخوردار است. اين صنعت در زمره يكي از مهمترين گزينه‏هاي صادرات غيرنفتي كشور است كه باعث طولاني‌تر شدن زنجيره و حلقه­هاي ارزش افزوده از مواد اوليه و منابع كم نظير هيدروكربورهاي نفتي و گازي تا محصول نهايي در كشور مي­گردد. صنايع پتروشيمي كشور در جوار پالايشگاه­هاي نفت، منطقه ويژه اقتصادي عسلويه و منطقه ويژه بندر امام قرار دارند كه خوراك آنها از محصولات جانبي تأسيسات فوق الذكر (نظير نفتا، گاز، اتان، مايعات و ميعانات گازي) تأمين مي­شود. علاوه بر آن با احداث خط لوله اتيلن غرب از جنوب به شمال غرب كشور، زمينه بهره­برداري از مجتمع­هاي پتروشيمي در مسير این خط در نقاط مختلف كشور فراهم شده است و خوراك برخي از آنها از منطقه ويژه اقتصادي عسلويه (پتروشيمي كاويان) تأمين مي­شود.

يكي از مزيت‏هاي نسبي صنايع پتروشيمي در كشور، فراواني منابع هيدروكربوري و مواد اوليه مي‏باشد. در ابتدا خوراك طرح­هاي پتروشيمي بيشتر براساس نفتاي حاصل از پالايشگاه‏هاي كشور مورد نظر قرار گرفت، ليكن با توسعه منابع گازي در كشور و همچنين توسعه تكنولوژي در فرآيندهاي مختلف پتروشيمي كه استفاده از منابع گازي را به عنوان خوراك ميسر ساخت، سياست تأمين خوراك طرح‏هاي جديد پتروشيمي بر مبناي استفاده حداكثر از منابع گازي موردتوجه واقع شد. بهمين دليل محل احداث اغلب طرحهاي عظيم پتروشيمي در كشور به لحاظ استفاده از گاز طبيعي و يا اتان موجود در آن و همچنين مايعات و ميعانات گازي در جنوب كشور (بندر امام و بندر عسلويه) درنظر گرفته شده است. به هرحال تأمين خوراك و سوخت مجتمع‏هاي پتروشيمي به عنوان يك قطب صنعتي عمده كشور تاكنون از منابع نفت و گازي كشور از اولويت خاص برخوردار بوده است. درحال حاضر خوراك مجتمع‏ها به طوركلي از دو طريق تأمين مي‏گردد. مجتمع‏هاي همجوار پالايشگاههاي نفت، خوراك مورد نياز را مستقيماً از فرآورده‏هاي مياني پالايشگاههاي مجاور تأمين مي‏نمايند و ساير مجتمع‏ها از ساير منابع گاز (مايعات و ميعانات گازي) براي خوراك استفاده مي‏كنند.

ظرفيت توليد محصولات پتروشيمي از 2/5 ميليون تن در سال 1376 به حدود 9/61 ميليون تن در انتهاي سال 1395 افزايش يافت. در حال حاضر 67 طرح مصوب پتروشيمي در مراحل مختلف جذب سرمايه­گذار و اجرا قرار دارد و پيش بيني مي­شود با تكميل و راه اندازي آنها ظرفيت توليد اين صنعت به بيش از يك صد و بيست ميليون تن برسد.

میزان سوخت مصرفی پتروشیمی از 3/8 میلیارد متر مکعب در سال 1390 با رشد سالانه 8/5 درصد به 11 میلیارد متر مکعب در سال 1395 رسیده است و انتظار می­رود که با طرحهای در دست اجرا، این میزان به 36 میلیارد متر مکعب در سال برسد.

         جدول 1: مجتمع­هاي توليدي صنعت پتروشيمي در سال 1395      

 

تعداد مجتمع

ظرفیت اسمی

هزار تن

تولید واقعی

هزار تن

گاز طبیعی مصرفی

هزار متر مکعب

سوخت

خوراک

مجموع

ماهشهر

20

72/25653

42/18220

4/4705

7/729

1/5435

عسلویه

14

58/25167

49/22565

2/3760

9/3862

1/7623

سایر

18

06/11087

28/9828

9/2438

9/1282

8/3721

جمع

52

37/61908

19/50614

5/10904

5/5875

16780

 مرجع: گزارش سالانه شرکت ملی صنایع پتروشیمی

مطابق با ترازنامه هیدروکربوری سال 1394، سوخت مصرفی پتروشیمی معادل 61 میلیون بشکه معادل نفت خام بود که حدود 26 درصد از گاز مصرفی بخش صنعت (9/234 میلیون بشکه معادل نفت خام، بجز مصارف عملیاتی و تبدیل انرژی) را به خود اختصاص می­دهد.

معیارها و استانداردهای مصرف انرژی در صنایع پتروشیمی

   استاندارد و معيار مصرف انرژي در فرآيندهاي توليدي مواد پلاستيكي به شكل اوليه و لاستيك مصنوعي به شماره 9648، در سال 1385 توسط وزارت نيرو تدوين گرديده است. استاندارد و معيار مصرف انرژي در فرآيندهاي توليدي الفين (استاندارد شماره 13370)، آمونياك (شماره 13371)، متانول (شماره 13372)، اوره (شماره 13373)، آروماتيك (شماره 13374) توسط شركت بهينه سازي مصرف سوخت در سال 1389 تدوين گرديده است. همچنين معيار مصرف انرژي در 15 محصول پتروشيمي توسط شركت بهينه سازي مصرف سوخت تعيين گرديده است.

با تدوين استاندارد و معيار مصرف انرژي در صنايع پتروشيمي مبناي اندازه گيري مصارف سوخت و نواقص فرآيندهاي موجود شناسايي شده و با ارائه راهكارهاي مؤثر از اتلاف انرژي در واحدهاي صنعتي موجود و همچنين واحدهاي جديدالاحداث جلوگيري بعمل خواهد آمد.

جدول 2: استانداردهاي معيار مصرف انرژي در فرآيندهاي پتروشيمي

كد استاندارد

نوع محصول

واحد

مصرف انرژي ويژه استاندارد

مصرف انرژي ويژه در واحدهاي جديد الاحداث

13370

الفين

Gj/ton

7/25-2/20

20

13371

آمونياك

Gj/ton

7/49- 6/29

31

13372

متانول

Gj/ton

1/36- 4/29

5/29

13373

اوره

Gj/ton

6/6- 8/4

3/3

13374

اروماتيك

Gj/ton

3/24- 1/19

6/11

9648

اكرپلونيتريل بوتادين استايرنABS

Gj/ton

81/18

608/8

پلي وينيل كلرايد PVC

Gj/ton

71/5

573/4

پلي اتيلن سبكLDPE

Gj/ton

01/13

395/5

پلي اتيلن سبك خطي LLDPE

Gj/ton

74/11-19/8

395/5

پلي اتيلن سنگين HDPE

Gj/ton

01/31-45/9

279/7

پلي پروپيلنPP

Gj/ton

64/43-37/6

396/6

پلي بوتادين رابرPBR

Gj/ton

08/26

84/20

پلي استايرن PS

Gj/ton

-

454/2

استايرن بوتادين رابرSBR

Gj/ton

43/33

747/18

اپوكسي رزين

Gj/ton

44/23

118/10

پلي اتيلن ترفنالاتPET

Gj/ton

7/5

564/5

پلي كربنات

Gj/ton

526/39

131/37

پلي استايرن انبساطی EPS

Gj/ton

92/16

-

پلي استايرن مقاوم HIPS

Gj/ton

02/5

-

پلي استايرن معمولی GPPS

Gj/ton

02/5

-

کریستال ملامین

Gj/ton

79/60-98/66

018/42

پلی بوتادین(PB)

Gj/ton

-

381/42

 

راهکارهای کاهش مصرف انرژی در مجتمع­های پتروشیمی کشور

مصارف انرژی واحدهای پتروشیمی به دو بخش تقسیم می­شود:

1- بخش يوتيليتي

2- بخش فرایندی

بخش يوتيليتي و هدف­گذاري ارتقاي كارايي انرژي در اين بخش از اهميت زيادي برخوردار است تا آنجايي كه بخش قابل توجهي از انرژي در اين بخش مصرف مي‌شود. مطابق نمودار 1 حدود 50 درصد مصرف انرژي كل در يك نمونه مجموعه پتروشيمي تولید آمونیاک و اوره، در بخش يوتيليتي مصرف مي‌گردد.

نمودار 1- سهم مصارف انرژی در يك نمونه مجموعه پتروشيمي تولید آمونیاک و اوره

در نمودار2 توزيع انرژي سوخت مصرفي يكي از مجموعه‌هاي پتروشيمي كشور آورده شده است. بخش قابل توجهي از انرژي ورودي شامل 47/95 درصد وارد توربين‌هاي گازي مجموعه جهت توليد برق و سپس توليد بخار با استفاده از بازيافت حرارتي مي‌شود. مابقي شامل 52/4 درصد وارد بويلرهاي مجموعه جهت توليد بخار مي‌شود و درصد بسیار ناچيزي هم در كوره‌هاي زباله سوز مجموعه مصرف مي‌شود.

نمودار 2- توزیع انرژی سوخت مصرفي يكي از پتروشيمي‌هاي فعال در كشور

در نمودار3 دياگرام Sankey يكي از مجموعه‌هاي پتروشيمي كشور نشان داده شده است. از كل انرژي ورودي به اين مجموعه، 67 درصد به فاز يك و 33 درصد فاز دو وارد مي‌شود. در اين نمودار سهم اتلافات بويلر، مجموعه توربين گاز و HRSG آورده شده است. همچنين در اين نمودار انرژي مصرفي توليدات برق، بخار، هوا و آب به تفكيك آورده شده است.

نمودار 3- دياگرام Sankey يكي از پتروشيمي‌هاي فعال در كشور

سیستم تولید و توزیع بخار 30 درصد مصرف انرژی فرآیندهای پتروشیمی و شیمیایی را به خود اختصاص می­دهد. برخی از راهکارهای صرفه جویی مصرف انرژی در سیستم تولید بخار عبارتند از:

  • استفاده از فناوریهای نوین تصفیه آب بویلر (مانند اسمز معکوس)
  • بهبود کنترل فرآیند بویلر - صرفه جویی حدود 3 درصد
  • کاهش مقدار گاز خروجی– صرفه جویی 2 تا 5 درصد
  • بهبود عایق­کاری - صرفه جویی 6 تا 26 درصد
  • تعمیر و نگهداری بویلر- صرفه جویی 10 درصد
  • بازیافت حرارت گاز دودکش – صرفه جویی 1 درصد
  • بازیافت حرارت از آب/بخار زیرکش (Blowdown)– صرفه جویی تا 1.3 درصد
  • کاهش تلفات حاصل ازStandby بویلر

 

برخی از راهکارهای صرفه جویی مصرف انرژی در سیستم توزیع بخار عبارتند از:

  • بهبود عایق­کاری - صرفه جویی 3 تا 13 درصد
  • تعمیر و نگهداری تله­های بخار -صرفه جویی 15-10 درصد
  • پایش اتوماتیک تله­های بخار– صرفه جویی 5 درصد
  • برگشت کندانس–صرفه جویی10 درصد
  • تعمیر نشتی­ها –صرفه جویی 3 تا 5 درصد

 هیترها و کوره­های فرایندی 20 تا 30 درصد مصرف سوخت در صنایع پتروشیمی و شیمیایی را به خود اختصاص می­دهد. برخی از راهکارهای صرفه­جویی مصرف انرژی در هیترها و کوره­های فرایندی عبارتند از:

  • کنترل مکش(Draft) و فشار کوره – صرفه جویی 5 تا 10 درصد
  • کنترل نسبت هوا به سوخت در کوره ها–صرفه جویی 5 و 25 درصد
  • بازیافت حرارت گاز دودکش برای پیش­گرم هوای احتراق- صرفه جویی سوخت بین 8 و 18 درصد برای دمای بالاتر از C° 650 در هیترها با بار حرارتی بیش از MMBtu/hr 50
  • بهبود انتقال حرارت با کنترل رسوبات – صرفه­جویی 5 تا 10 درصد – ( استفاده از دمنده های دود، سوزاندن کربن و یا سایر رسوبات حاصل از لوله­های تابشی، تمیزکاری سطوح مبدل­ها)
  • کاهش اتلاف حرارتی دیواره (صرفه جویی به میزان 5-2 درصد)
  • تعمیر و نگهداری و آب بندی های درب و لوله (تا 5 درصد)
  • کاهش اتلاف حرارت تابشی -صرفه­جویی تا 5 درصد
  • بهبود سیستم­های کنترلی – صرفه جویی 2 تا 10 درصد
  • طراحی مشعلهای جدید

برخی از راهکارهای صرفه جویی مصرف انرژی در فرآیند (تقطیر) عبارتند از:

  • بهینه سازی شرایط تغذیه ستون تقطیر
  • عایق­کاری ستون تقطیر
  • جایگزینی سینی های قدیمی با سینی های جدید یا افزودن یک سیستم بسته بندی با راندمان بالا و یا طراحی سینی هایی با کارآیی بالاتر
  • کاهش بار ریبویلر با کنترل اتوماتیک جریان و جلوگیری از جریان بخار اضافی در ریبویلر
  • استفاده از بخار با فشار کمتر در ریبویلر با تنظمیات فصلی فشار و استفاده از کمپرسورهای حرارتی
  • تغییرشرایط خوراک از مایع اشباع به بخار اشباع برای ستونهای با 80% بازیابی خوراک در بخش فوقانی برج – کاهش بار ریبویلر تا 50%
  • بهینه سازی نسبت ریفلاکس- مقایسه سرمایه­گذاری برای افزودن مراحل در مقابل هزینه­های عملیاتی یوتیلیتی­ها
  • کنترل خنک­کاری؛ فلوی آب کندانسور
  • افزایش کنترل­های واحد تقطیر
  • بهینه سازی خلوص محصول

برخی از راهکارهای صرفه جویی مصرف انرژی در فرآیند تولید اتیلن عبارتند از:

  • بکار بردن مواد پیشرفته در کوره (مانند بسترهای گردش مواد جامد /ذرات- کویل های تابشی گزینشی) – 7% صرفه­جویی در SEC فرایند
  • کاهش تشکیل کک در لوله­ها (تمیزکاری شیمیایی دیواره­های داخلی معمولاً با مواد با پایه گوگرد)
  • کاهش کک با استفاده از کویل­ها و لوله­های پیشرفته: ( به عنوان مثال پوشش با سرامیک کربید سیلیونزینتر شده– مزایا: امکان افزایش دمای لوله تا 1400 درجه سانتیگراد و 10% صرفه­جویی در SEC فرایند تولید اتیلن) نکته: پوشش دار کردن لوله­های تابشی موجب افزایش بازده تولید اتیلن هم می­شود.
  • انتگراسیون توربین گاز –امکان 13% صرفه­جویی درSEC تکنولوژی کراکینگ بخار
  • در بخش فشرده­­سازی و جداسازی، استفاده از فناوری تراکم مکانیکی بخار (MVR) در جداکننده­های موجود (Splitter) – 5% صرفه­جویی درSEC فرایند کراکینگ بخار

سایر راهکارها و اقدامات عمومی عبارتند از:

  • انتگراسیون فرآیند
  • آنالیزپینچ در کل واحد– صرفه­جویی 10 تا 15 درصد
  • آنالیز پینچ سیستم آب
  • مدیریت و کنترل
  • سیستم مدیریت انرژی
  • پایشو هدف گذاری-  متوسط صرفه جویی 8 درصد
  • بهبود سیستم های کنترل فرآیند(رطوبت، اکسیژن، دما، فلوی هوا بر مبنای منطق فازی (fuzzy logic))- صرفه جویی 2 تا 18 درصد
  • بازیافت انرژی، گاز فلر و هیدروژن
  • تولید همزمان برق و حرارت (CHP)
  • به کارگیری توربین­های انبساط گاز
  • استفاده ازCHP دما بالا
  • تبدیل گاز (سیکل ترکیبی)
  • بهینه سازی موتورهای الکتریکی

 

آخرین ویرایش در شنبه, 02 تیر 1397 ساعت 10:00
این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

نظر دادن

آدرس : تهران ، ميدان ونك ، خيابان ملاصدرا ، خيابان شيرازي شمالي ، خيابان دانشور شرقي، پلاك 23 صندوق پستي: 1477-19395

كدپستي: 1991813941

تلفن : 6-88604760

تلفن مركز اطلاع رساني : 81911

فكس : 88604829 

پیشخوان روزنامه ها