138 صفحه ورد میباشد

چکیده…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1

فصل اول – کلیات                                                                                                             

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

2-1- تاریخچه وینیل کلراید…………………………………………………………………………………………………………… 4

3-1- مشخصات فیزیکی و شیمیایی وینیل کلراید…………………………………………………………………………… 5

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

5-1- جایگاه EDC در بازارهای جهانی………………………………………………………………………………………….. 8

6-1- جایگاه VCM در بازارهای جهانی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13

7-1- مونومر وینیل کلراید و محیط زیست……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 18

8-1- PVC بعنوان هدف اصلی از تولید VCM……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

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

2-8-1- جایگاه PVC در بازار جهانی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 20

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

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

5-8-1- فرآیند های تولید PVC…. 22

1-5-8-1- پلیمریزاسیون بالک (جرمی) 22

2-5-8-1- پلیمریزاسیون امولسیون 22

3-5-8-1- پلیمریزاسیون سوسپانسیونی 22

 

فصل دوم – روشهای مختلف تولید مونومر وینیل کلراید

1-2- تولید VCM از استیلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 24

2-2- تولید VCM بر پایه اتیلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 25

1-2-2- اتیلن دی کلراید به روش کلریناسیون مستقیم اتیلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 25

1-1-2-2- شیمی فرآیند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

2-1-2-2- مروری بر فرآیند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

3-1-2-2- کاتالیست……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 26

4-1-2-2- خوراک راکتور ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 26

5-1-2-2- راکتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 27

6-1-2-2- محیط واکنش……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 27

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

8-1-2-2- فرآیند های پیشنهادی صاحبان لیسانس……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 28

9-1-2-2- مقایسه فرآیندهای مختلف تولید اتیلن دی کلراید به روش

 کلراسیون مستقیم اتیلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 30

2-2-2- اتیلن دی کلرید به روش اکسی کلریناسیون اتیلن………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 31

1-2-2-2- شیمی فرآیند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

2-2-2-2- مروری بر فرآیند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 31

3-2-2-2- کاتالیست……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 32

4-2-2-2- خوراک راکتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 32

5-2-2-2- راکتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 33

6-2-2-2- پارامترهای واکنش……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 34

7-2-2-2- بازیافت محصول……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 34

8-2-2-2- مروری بر فرآیند پیشنهادی صاحبان لیسانس……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 35

9-2-2-2- مقایسه فرآیندهای مختلف تولید اتیلن دی کلراید به روش

 اکسی کلراسیون اتیلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 37

3-2-2- پیرولیز اتیلن دی کلراید جهت تولید وینیل کلراید ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 38

1-3-2-2- شیمی فرآیند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 38

2-3-2-2- مروری بر فرآیند……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

3-3-2-2- خوراک راکتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

4-3-2-2- راکتور……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

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

6-3-2-2- جداسازی……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 40

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

8-3-2-2- خالص سازی خوراک……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 40

9-3-2-2- مروری بر فرآیند پیشنهادی صاحبان لیسانس……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 41

10-3-2-2- مقایسه فرآیندهای مختلف تولید وینیل کلراید از پیرولیز

 اتیلن دی کلراید……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 43

4-2-2- فرآیند متوازن (Balanced Process ) برای تولید VCM ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 44

1-4-2-2- وینیل کلراید از فرآیند متوازن ، Vinnolit /Uhde ‌‌……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 44

3-2- تولید VCM بر پایه اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 56

4-2- دیگر فرآیند‌ها……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 57   

 

فصل سوم – تولید مونومر وینیل کلراید در ایران

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

1-1-3- کلریناسیون مستقیم ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 59

2-1-3- اکسی کلریناسیون………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 60

3-1-3- کراکینگ EDC ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 62

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

2-3- پتروشیمی آبادان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 63

1-2-3- راکتور………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 63

2-2-3- سیکلون‌ها ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 64

3-3- طرح تولید وینیل کلراید ، پتروشیمی اروند……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

1-3-3- کلریناسیون مستقیم………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

2-3-3- اکسی کلریناسیون………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 65

3-3-3- خالص سازی  EDC………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 66

4-3-3- کراکینگ EDC………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 67

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

6-3-3- سوزاندن ضایعات ………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 69

4-3- مقایسه واحدهای تولید اتیلن دی کلراید و وینیل کلراید در ایران……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 71

 

فصل چهارم- اتان بعنوان منبع جدید تولید مونومر وینیل کلراید

1-4- بررسی اقتصادی فرآیند تولید وینیل کلراید از اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 79

2-4- مطالعات انجام شده در زمینه تولید وینیل کلراید از اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 80

1-2-4- تولید ترکیبات کلرینه بوسیله کلراسیون و اکسی کلراسیون اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 80

2-2-4- تولید وینیل کلراید بوسیله اکسی کلراسیون اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 85

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

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

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

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

1-5-2-4- اکسی کلراسیون……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 100

2-5-2-4- کلراسیون……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 101

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

3-4- EVC و تولید مونومر وینیل کلراید از اتان……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 103

1-3-4- اتحادیه وینیل اروپا………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 103

2-3-4- واحد تبدیل اتان به وینیل کلراید………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 103

3-3-4- تاسیسات تولید VCM در ویلهلم شاون آلمان………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 104

4-3-4- کمپانی Bechtel………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 104

5-3-4- واحد صنعتی تولید VCM بر پایه اتان………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 104

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

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

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

4-4- مقایسه فرآیندهای تولید وینیل کلراید بر پایه اتان و اتیلن ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 123

5-4- مقایسه فرآیندهای تولید وینیل کلراید بر پایه اتان، اتیلن و استیلن……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 126

6-4- نتیجه‌گیری……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 128

 

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

پیوست

 

 

چکیده

 

صنعت تولید VCM در ابتدا با استفاده از خوراک استیلن و اسید کلریدریک توسعه پیدا کرده و از دهه 1950 به دلیل فراوانی منابع اتیلن به سمت استفاده از خوراک اتیلن و کلر متمایل شد. به طوری که در پایان سال 1988 ، 94% از تولید جهانی وینیل کلراید در کارخانه‌هایی که از این روش استفاده می‌کردند انجام می‌شد. در روش تولید با استفاده از استیلن، اسید کلریدریک و استیلن در یک راکتور بستر شناور حاوی کاتالیست (ذرات کربن فعال تلقیح شده با کلرید جیوه ) واکنش می‌دهند. دمای واکنش با عبور سیالی به عنوان محیط انتقال حرارت (HTM) از لوله های داخل راکتور، در 130 تا 200 درجه سانتیگراد کنترل می‌شود. درصد تبدیل استیلن 96 تا 5/98 درصد و انتخاب پذیری استیلن به VCM ، 98 تا 99 درصد می‌باشد.

در روش تولید بر اساس اتیلن، VCM از پیرولیز حد واسط EDC به وجود می‌آید. EDC نیز از واکنش کلر و اتیلن در کلریناسیون مستقیم یا از اسید کلریدریک و اتیلن در اکسی کلریناسیون تولید می‌شود. لیسانسورهای مطرح فرآیندهای تولید EDC/VCM ، شرکت های Oxy Vinyls ، Inovyl (زیر مجموعه‌ای از EVC ) ،Vinnolit , Mitsui Chemicals می‌باشند.

روش معمول تهیه VCM از اتیلن به دمایی در حدود 0C200 تا 0C 250 احتیاج دارد. دمای واکنش در تولید VCM بخاطرتأثیر آن در سرعت خوردگی واحد از اهمیت بالایی برخوردار است. از مدتها قبل تولید وینیل کلراید به روش کلراسیون مستقیم اتان بعنوان ساده‌ترین روش تولید VCM شناخته شده است. هرچند که شرکتهای تولیدی قادر نبودند دمای این واکنش را در زیر 0C 500  نگه دارند بنابراین خوردگی ناشی از کلراسیون مستقیم اتان غیر قابل کنترل شده و لذا فرآیند تولید VCM از اتیلن بسیار اقتصادی‌تر بنظر می رسید؛ تا اینکه اتحادیه بین المللی وینیل اروپا EVC توانست با ابداع دسته‌ای از کاتالیست‌های با پایه مس و گروه لانتانیم و فلزات قلیایی به این هدف دست یابد. EVC  موفق شد وینیل کلراید را در دمای
 0C 470- 450 از اتان تولید نماید. آنها به همین منظور پایلوتی با ظرفیت t/year 1000 در آلمان با موفقیت برپا کردند و کمپانی بکتل عهده‌دار فروش تکنولوژی این فرآیند گردید.

با توجه به اینکه قیمت اتان حدود یک سوم قیمت اتیلن می‌باشد، این تکنولوژی قادر خواهد بود تا قیمت وینیل کلراید را از /t$415 به /t$255 کاهش دهد. انتظار بر این است که تکنولوژی جدید بتواند تا 20 سال آینده جایگزین تکنولوژی تولید VCM از اتان شود؛ همانطور که تکنولوژی تولید VCM بر پایه اتیلن در طی همین مدت جایگزین فرآیند تولید بر پایه استیلن شد.