טכנולוגיות לרכיבה משותפת לייצור פטרוכימי

טכנולוגיות עיבוד משותף עיצבו מחדש את הנוף הזעיר-ירוקי על ידי כך שתאפשר לחדד את סוגי הזנות הרבים במקביל בתוך חלקים קיימים של תשתיות, במקום לציין יחידות נפרדות לחומרים גלם שונים, שילובים מודרניים לעיבוד משותף של זרמים כגון פלסטיק פסולת, biomass-derives-derive שמנים, ושבריריות גסות מסורתיות לתוך רכבת ייצור יחיד, גמישה זה מספק יתרונות תפעוליים משמעותיים: משפר את היעילות הכוללת, כמו גם את הפחתת יעילותם של מוצרי פחמן ונוחות תפעוליים, כמו גם את יכולות בקרה סטנדרטיות של מוצרי שרירן של מוצרי ליבתים מתקדמים, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם את יעילותם של מוצרי שרירנים מתקדמים, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם חומרים מתקדמים להגדלת סוללות כוח המשיכה תפעוליים, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם על ידי פונקציות פונקציונליות חומרים מתקדמים, כמו גם על ידי פונקציות פונקציונליות יעילה פונקציונליות יעילה מתקדמת, כמו גם על ידי חומרים מתקדמים להגדלת סוללות כוח המשיכה יעילה מתקדמת, כמו גם על ידי חומרים מתקדמים, כמו גם על ידי חומרים מתקדמים, כמו גם על ידי חומרים מתקדמים, כמו גם על ידי שיפור יעילות פחמן מתקדמים, כמו גם על ידי

מה זה Co-Processing?

עיבוד משותף מתייחס לטיפול בו זמנית של שני חומרים כימיים או יותר נפרדים מבחינה כימית ב יחידה תגובה אחת או הפרדה. בהקשר פטרוכימי, זה בדרך כלל שילוב פחמימנים המבוססים על מאובנים עם חומרים מתחדשים או ממוחזרים - כגון שמן הזנה pyrolysis מפסולת פלסטיק, שמן צמחי הידרו-טיפול הידרו-מסוגל (HVO), או שפכים-D-D- עם זרזים זעירים (FCC) אשר דורשים טיפול מינימלי או מערכת חלופית מסוימת.

המונחים היסטוריים

המושג אינו חדש לחלוטין; הזיכוכים התמזגו זמן רב ציונים גסים שונים או זרמי ביניים כדי לענות על מפרט המוצר.מה מבחין עיבוד מודרני הוא מבוא מכוון של הזנות לא מסורתיים כדי להשיג מטרות קיימות. ניסויים מוקדמים בשנות ה -2000 הוכיחו כי עד 10% שמן ביולוגי יכול להיות מעובד יחידת FCC עם הפסד מינימלי מאז, התקדמות בנוסחאות ולנהל לעתים קרובות יותר יחס של פסולת.

קטגוריות Feedstock

שלוש קטגוריות של הזנה רחבות שולטות בפעילות עיבוד משותפת נוכחית:

(FLT:0) שמן מומן בעל-המכרה: ⁇ FLT 1:1 כולל שמנים צמחיים, שומן בעלי חיים ושמן אצות שהוחלו כדי להסיר חמצן.אלה ביניים תואמים טיפות יכול להחליף ישירות חלק של גז מאובן או VGO.
(FLT:0Waste פלסטיק שמן פירטואליזה: ⁇ FLT) 1 המיוצר על ידי סדק תרמי של פלסטיק לאחר-consumer ו שלאחר-industrial, שמנים אלה מכילים מגוון רחב של פחמימנים ודורשים בחירה זרז זהיר כדי להתמודד עם contaminants כגון chlorine ומתכות.
(FLT:0)Lignin ו זרמים תאולוסיים: אנדרופט 1:1 דרבירד מביומסה עץ או שאריות חקלאיות, אלה הזנות עשירות חמצן מציבות אתגרים ב deoxygenation ו היווצרות coke אבל מציעים את הפוטנציאל הגבוה ביותר של הפחתה גזי החממה.

התקדמות טכנולוגית חדשה

וקטורים טכנולוגיים רבים התכנסו כדי להפוך את המעבד המשותף אמין יותר, יעיל, ורחבי טווח זה מכימיה זרז בסיסית לשליטה תהליכים דיגיטליים ועיצוב כור חדש.

Catalyst Development

מחקר Catalyst הוא הנהג העיקרי של התקדמות עיבוד משותף. זרזי FCC מסורתיים, בהתבסס על zeolite Y, היו אופטימיזציה עבור שואב אבק גז, לא עבור ניזונים חמצן או כלור. חוקרים עכשיו פיתח zeolites שונה עם חומציות מותאמות, mesoporosity, מלכודות מתכת כי לסבול רמות גבוהות יותר של contaminants תוך שמירה על פעילות ובחירתיות.

(FLT:0) זרזי תפקוד 1 (FLT:1) המשלבים הידרודה-אוקסגנס (HDO) ותפקודי פצח, המאפשרים המרה של שלב אחד של מאגרי ביו ללא שלב טיפול נפרד.
(ב) zeolitesph:0) zeolitesph:1 אשר מקטין היווצרות coke על ידי קידום תגובות העברת מימן, המשתרע על פני טווח ריצה בין חידושים.
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מחקרים עדכניים של קבוצת המחקר של טקטיקות המחקר של דלפט 1FIRLT (FLT:0) מראים כי טעינה של 15% של zeolite נטו-מועיל יכול להשיג 92 אחוזים המרה של תערובת 70/30 של שמן VGO ופסולת פלסטיק, עם בנזין מעל 45 אחוזים במשקל.

אופטימיזציה של תהליכים ובקרת דיגיטלית

עיבוד משותף מציג גמישות הרכבה בתנאי הפעלה קבועים לא יכול להתמודד ביעילות. מערכות בקרה מתקדמות (APC) המופעלות על ידי אלגוריתמי למידת מכונה, עכשיו להתאים באופן רציף טמפרטורה, לחץ, קצב זרז במחזור, ולהזין דפוסים של הזרקות כדי לשמור על סלפטים אופטימליים של המוצר למרות תנודות הזנות של הזנות.מערכות אלה לומדות מהנתונים ההיסטוריים מנתחים בזמן אמת, כגון קרוב ל-infrared (NIR) ספקטרום חומרים ממדדים חמצן ונפח כל שניות.

דוח ה-FLT:0 (IEA) על חידושים נקיים של חידושים מחדש של חדשנות (FLT:1) מדגיש כי הטכנולוגיה התאום הדיגיטליה הפחיתה את יכולת התשואות ביחידות עיבוד משותף עד 40% תוך קיצוץ צריכת האנרגיה ב-8-12%. המפעילים יכולים לדמות תערובת של הזנות שונה ללא פגע, לבחור את התערובת הרווחית ביותר, ולאחר מכן ליישם אותה בביטחון.

שילוב של Feedstocks

בעוד שמעבדת המעבדה המוקדמת התמקדה בשמן צמחי, המאמצים האחרונים התרחבו לכלול מזון הדור השני והשלישי שאינו מתחרה בייצור מזון.

(FLT:0) ,Hydrothermal Liquefaction (HTL) של ביומסה רטובה:03:1 מייצרת ביוקרד שניתן לעבד במשותף ב hydrocrackers עד 25% יחסי תערובת.
(FLT:0Catalytic fast pyrolysis (CFP) של שאריות ליגנולוסיות: FLT:1 יוצר שמן ביולוגי נמוך-oxygen הדורש הידרותרפיה מינימלית לפני עיבוד משותף של FCC.
(FLT:0Chemical Recycleing of avolves:FLT:1 מתקדם מיון וטכנולוגיות dechlorination עכשיו לאפשר שמנים פיירוליזה עם תוכן כלור מתחת 10 ppm, מה שהופך אותם מתאימים להאכיל FCC ללא נזק בציוד זרם.

נסטלה, חלוצה בהזנת מזון מתחדשים, הוכיחה את המעבדה בקנה מידה מסחרי של שמן פיירוליזה פלסטיק פסולת לצד דיזל מתזין, השגת ירידה פחמן של 70 אחוזים לעומת פעילות מאובן בלבד.

טכנולוגיות בקרה סביבתית

עיבוד משותף יכול לשנות פרופילי פליטה, במיוחד עבור תחמוצת sulfur (SOx), תחמוצות חנקן (NOx), וחומר חלקיקים חלקית.יחידות עיבוד משותף מודרני משלבות מספר טכנולוגיות מיגציה:

(FLT:0) גז משומרים 1 (FLT) אשר מסירים את SOx ו- HCl עם יעילות של מעל 99 אחוזים, קריטי בעת עיבוד שמן פלסטיק כלור.
(FLT:0) צמצום הקטליטי (SCR) יחידות ⁇ FLT:1 שחתכה את פליטת NOx ב -90% באמצעות הזרקת אמוניה מבוקרת.
(FLT:0) מזהמים חשמליים ופילטרים של בית הכנסת (Central) 1:1 שלוכדים קנסות זרז חלקיקים, ולהבטיח ערימה נשארת בתוך גבולות רגולטוריים.

מערכות בקרה סביבתיות משולבות אלה מאפשרות עיבוד משותף של יחידות לפעול תחת אותו אישורי פליטה כיחידות קונבנציונליות, הימנעות מצורך בתהליכים חדשים של בדיקת מקורות חדשים ארוכים.

יתרונות מרכזיים של Advanced Co-Processing

ההתקדמות הטכנולוגית שתוארה לעיל תרגם להטבות תפעוליות, סביבתיות וכלכליות מוחשיות ליצרנים קטנוכימיים.

יעילות מוגברת ורווח

זרזים מודרניים ואופטימיזציה של תהליכים בזמן אמת לשפר באופן ישיר את התשואות של המוצר.מקררים מדווחים כי עיבוד משותף של 10-20% של שמן צמחי הידרו-טיפול ביחידת FCC יכול להגדיל את סך צריכת הדלק והאור הניבויות ב-2-4 נקודות, הודות לתוכן המימן הגבוה יותר של רכיב מתחדש. במקביל, תפוקת קוקה – מדד של יעילות – לעתים קרובות בגלל אספקת חמצן נמוכה יותר מאשר סדקים כבדים פחות.

אחריות סביבתית

ניתוח מחזור חיים מראה באופן עקבי כי עיבוד משותף של מזון מתחדשים או פסולת מפחית פליטות גזי החממה בהשוואה לעיבוד רק קלטות מאובנים. גודל ההפחתה תלוי בסוג המזינים, יחס תערובת, ואת עוצמת הפחמן של מימן המשמש הידרופלורינג. טיפוסי מחזור חיים GHG ירידה בטווח מ -40% עבור שמן פסולת מעובד ל -80 אחוזים עבור משמן פלסטיק מוסקווה של 80% עבור שמנים ביולוגיים מתקדמים הנגזרים משכונות יער.

יתר על כן, ההסתה של פלסטיקי פסולת מקרקעות או אי-ההה לעיבוד משותף יוצרת כלכלת פחמן מעגלית.ה-FLT:0ACS יומן אנרגיה & דלקsveFLT:1 שפורסם סקירה מקיפה מראה כי עיבוד משותף של 1 מטר טון של פסולת פלסטיק ביחידה FCC להימנע מ - 2.7 טון של פליטות CO2-quivalent בהשוואה לקרקעות עם התאוששות אנרגיה.

אופטימיזציה משאבים ו Circularity

עיבוד משותף מאפשר ליצרנים להשתמש במזינים כי אחרת יהיה מפורש או מחוספס.פסולת פלסטיק, שאריות חקלאיות, והשתמש שמן בישול כל להרוויח חיים חדשים כמו בלוקים בניין פטרוכימי בעל ערך גבוה. אופטימיזציה משאבים אלה מפחיתה את התלות על הזנת מאובן ו buffers נגד תנודתיות מחיר גס.

יתרונות כלכליים

המקרה הכלכלי לעיבוד של מנוחה על שלושה עמודים:

(FLT:0) יתרון עלות עלות פי פדדסטוק: FLT:1hil שפכים לעתים קרובות לשאת עלות שלילית (דמי מחקר) או הם זולים משמעותית מנפט גולמי, שיפור שולי ברוטו.
(FLT:0) מוצרים שונים: FLT:1 מוצרים מעובדים Co יכול להיות ממוכן כמו "חדש" או "חיליק", מפקד מחירים פרימיום בשווקים עם תקני דלק פחמן נמוכים (LCFS) או הסמכה אנרגיה מתחדשת.
יעילות כלכלית:0 (FLT:1) עיבוד משותף מונע את הצורך לבנות ביו-רפינים ייעודיים או יחידות המרת פסולת; במקום זאת, נכסים קיימים ממונף עם רטרוfits צנועים יחסית, צמצום עוצמת ההון וסיכון הפרויקט.

ניתוח טכנולוגי-כלכלה שנערך לאחרונה על ידי סוכנות האנרגיה הבינלאומית מציע כי עיבוד משותף של זיכוכים קיימים יכול להשיג שיעורי החזרה פנימיים (IRR) של 15–25 אחוזים ביחסי תערובת בינוניים, פרויקטים של פסולת-לדלק חד פעמי בתרחישים רבים.

אתגרים ושיקולים

למרות ההתקדמות, עיבוד משותף אינו ללא מכשולים טכניים ומבצעיים שיש לנהל בזהירות.

אפשרויות להזנת מזון ו Contaminants

מזון פסולת-פסולת מראה ריקנות טבועה בהרכב, צפיפות, צמיגות, ורמות contaminant. Chlorine מ PVC, מתכות מאריזות, ותרכובות חנקן חלבונים יכולים להרעיל, ציוד corrode, וליצור חומרים לא רצויים. Robust Feedstock איכות מפרטים, טיפול טרום-זרם (כגון dechlorination ו-filation), ו-retraation), הם אמיתיים כדי לשמור על יחידות תערובת חיוניות.

Catalyst Deactivation and Regeneration

עיבוד משותף מאיץ את הפענוח של זרז עקב הגדלת פיזור מתכת, היווצרות קולקה, וניטראליזציה של אתרי חומצה על ידי תרכובות חנקן בסיסיות.עוד זרז תכופים או מחזורי התחדשות תכופים יותר יכולים להעלות עלויות התפעול.התקדמות בנוסחאות - כגון סובלנות מתכת גבוהה יותר וגמישות קלה יותר - הפחיתו את הבעיה הזו, אך היא נותרה מוקד של מחקר מתמשך.

איכות המוצר והסמכת

מוצרים מעובדים חייבים לעמוד באותם מפרטים כמו עמיתיהם המאובנים בלבד.במקרים מסוימים, שילוב מולקולות bio-derived משנה את ההפצה של ארומטיות, או olefins, או תרכובות ulfur, הדורשות התאמות מטה הזרם. תוכניות הסמכה, כגון מערכת ה-SISCC הבינלאומית והסמכת פחמן (ISCC) מערכת 242CC, דורש איזון המוני קפדני של חשבונאות לתכונה מתחדשת למוצרים ספציפיים יכול לעקוב אחר התשתית המורכבת.

תגמול ושוק ללא ספק

תמיכה במדיניות למוצרים מעובדים משתנה על ידי סמכות שיפוטית, בעוד שהאיחוד האירופי מחדש של האיחוד האירופי (RED II) ו- Low Carbon דלק סטנדרטי לספק תמריצים חזקים, שווקים אחרים חסרים מנדטים ברורים או תמחור פחמן.חוסר ודאות זה מסבך את החלטות ההשקעה ועשוי להאט את פריסת יכולות עיבוד משותף באזורים מסוימים.

פרספקטיבה עתידית

במבט קדימה, כמה מגמות מתעוררות יעצבו את הדור הבא של טכנולוגיות עיבוד משותף.

דיגיטליזציה ואינטליגנציה מלאכותית

היישום של בינה מלאכותית בשליטה בתהליך עדיין בשלבים המוקדמים שלו, אבל מאמצים מוקדמים מדווחים על הישגים משמעותיים.מודלים של למידת מכונות החיזוי איכות ההזנה מהנתונים ספקטרוסקופיים, אופטימיזציה יחסי תערובת לרווחיות מקסימלית בזמן אמת, ומצפים שתבניות טיהור זרז הופכות להפעלה.מערכות אלה לומדות באופן רציף, שיפור ההמלצות שלהם כמו יותר מצטבר מידע.

עיצוב תגובה

בעוד יחידת FCC נשארת העבודה של עיבוד משותף, מושגים חדשים של כור מתעוררים. Slurry-phase hydrocrackers כי יכול להתמודד עם כבד, מוצקות-laden להאכילstocks נבדקים עבור עיבוד ישיר של לוחות ביומסה ופסולות פלסטיק ללא pyrolysis כורים, עם תכונות חום מעולה ועברה, פוטנציאל עבור מקורות בחירה מאוד פתוח בקנה מידה קטן יותר, המאפשרים פסולת ביניים מבוזרת.

הרחבת Feedstocks Horizons

מחקר הוא לחקור באופן פעיל את ההזנה מעבר למצב הנוכחי של האמנות.פחמן דו חמצני שנתפס ממקורות תעשייתיים, בשילוב עם מימן ירוק, ניתן להמיר אותו לפחמימנים סינתטיים (דלקים) שניתן לעבד יחד עם זרמי מאובנים. Ocean-derived Feedstocks, כגון ים ו- algalmass, להציע יעילות גבוהה ללא תחרות קרקע.

שילוב עם פחמן לכידת ואחסון

יחידות עיבוד משותף מייצרות זרם CO2 מרוכז בעת עיבוד של חומרי מזון מחמצן (החמצן משאיר כ- CO2 במהלך deoxygenation) מציג הזדמנות לשילוב עם תשתיות פחמן לכידת ואחסון (CCS), פוטנציאל המאפשר פעולות פחמן-שליליות אם ההזניק עצמו הוא ביוגני. כמה פרויקטים בצפון אירופה חוקרים הפיכה זו, אשר עלולים להפוך את הזיכוכים ממקורות פליטה לתוך פצצות פחמן.

מסקנה

ההתקדמות בטכנולוגיות עיבוד משותף שינתה את הנוף ייצור פטרוכימי, המאפשרת המרה בו זמנית של מאובנים, מתחדשים ופסולת של מזון בתוך תשתיות הקיימות בתחום הזיקוק, החידושים של Catalyst, בקרת תהליכים דיגיטליים, ומערכות סביבתיות חזקות פנו לרבים מהחסמים הטכניים המוקדמים, בעוד תמריצים לכלכלה יעילה ומדיניות המונעים אימוץ מסחרי יותר ויותר.