הקדמה: התפקיד של קריסטליזציה בתעשייה פטרוכימית

תעשיית המטוכימיקלים היא עמוד השדרה של ייצור מודרני, המרת שמן גולמי וגז טבעי לתוך דלקים חיוניים, פולימרים, פותרים, ומדורגים כימיים. בין חבילת טכנולוגיות הפרדה המועסקות - זיקוק, מיצוי, מודעות, ומצעים, ומניפסט ממין מתפתח תכונות של סינון - קריסטיזציה בולטת ליכולת שלה להשיג הפרדה גבוהה עם אנרגיה נמוכה יחסית ביישומים מסוימים, בעוד שגורמים קרישה קריטית הם פתרונות קרישה, כאשר הם קריטיים, כאשר הם פותרים קריטיים, או ירידה מהירה, כאשר הם פותרים, הם פותרים, כאשר הם קריטיים, הם פותרים, או ירידה מסוימת, כאשר הם קריטיים, כאשר הם פותרים, כאשר הם פותרים, ירידה מהירה של פתרונות קרישה, ירידה מסוימת, ירידה של חומרת משקל, כאשר הם פותרים, כאשר הם פותרים, ירידה משמעותית, כאשר הם פותרים, ירידה משמעותית, כאשר הם פותרים, כאשר הם פותרים, ירידה משמעותית, ירידה של פתרונות קרישה, כאשר הם פותרים, ירידה משמעותית, כאשר הם פותרים, ירידה משמעותית, ירידה של חומרת, כאשר הם פותרים, ירידה במשקל, כאשר הם פותרים, כאשר הם פותרים, ירידה מסוימת, כאשר הם פותרים, ירידה מהירה, ירידה של חומר נפץ, כאשר הם

יסודות של קריסטליזציה ב-Podchemical Process

קריסטליזציה היא תהליך של שינוי שלב שבו מולקולות solute בנוזל (רזולוציה או התכה) מסדר לליטנסיכה מוצקה מאוד הורה.כוח הנהיגה הוא supersaturation - מצב שבו ריכוז של solute עולה על שיווי המשקל שלה בטמפרטורה נתונה ולחץ.

התהליך כולל שני שלבים עיקריים: FLT:0 [nucleationFLT]:1 (המידע של גביש זעיר גרעין) ו-FLT:2crystal growthFLT 3: 3; בקרה על שלבים אלה חיונית לייצור גבישים של גודל אחיד, צורה, וטוהר, ניתן לשלול את הגמישות, מה שהופך את התגבשיליזציה יעילה של טיהור, כולל פרמטרים של זמן קירור (Crelimate) של מערכת ההפעלה, , סגסוגת, , קיבולת).

בהקשר פטרוכימי, רבים של הזנות הם תערובת מורכבת.הישול הסלקטיבי של תרכובות מטרה (למשל, n-paraffins, p-xylene, או שעווה) מסתמכ על הבדלים בנקודות התכה ו solubility. זה סלקטיביות תרמודינמית היא הבסיס הן להפרדה והן ליישומים מחוסנים.

הפרדה מימן באמצעות Crystallization

Paraffin Recovery and Dewaxing

אחת האפליקציות המוקדמות והנפוצות ביותר של התגבשות בנפט היא הסרת חלקי שעווה ארוך שרשרת N-paraffins (waxes) ממאגרי בסיס שופעים ומטמים בינוניים.Vxes להגדיל את נקודת השופכת של דלקים ו lubricants, מה שגורם לבעיות זרימה באקלים קר.

יחידות טיהור מנסות מודרניות מעסיקות חילופי חום מגרדים כדי לשלוט על קצבה גבישי וצמיחה, קבלת גבישי שעווה מסנן.יעילות התהליך תלויה בהרכב מחוספס, קצב קירור, וזעזועים.

המונחים: Normal Paraffins

שיטה מבוססת גביש חלופית להפרדה בין n-paraffins מן פחמימנים מעונף ומחזוריים היא FLT:0urea adductionveFLT:1 [כאשר urea התגבש בנוכחות של אלקנס ישר (C10-C30), זה יוצר קלתות מוצקות (דמספקים) כי מלכודות n-paralins.

הפרדה: Para-Xylene Crystallization

אולי תהליך התגבשות משמעותי ביותר בתעשייה המטוכמית הוא הפרדה של שלבים (FLT:0p-xyleneFLT:1 מ C8 ארומטיות מעורבות (אות'ו, meta-, ו paraxylene בתוספת ethylbene) לעומת טמפרטורות C8 ° Clancumm) הוא מבשר מפתח עבור חומצה terephlictha, המשמש בייצור פוליסטר.

יחידות p-xylene להשתמש ב-FLT:0. [ ⁇ ] ⁇ FLT] 1 או (FLT:2suspension CrystallizationFLT 3 עם משקעים מוצקים כגון צנטריפוגות או הידרוקלונים.

קריסטל ב-Resting Processes

הסרת ריבועים Sulfur

(הנפט הכרוך בתרכובות גופריות אורגניות (תיק, sulfides, thiophenes) שיש להסיר כדי לעמוד בטמפרטורות אורגניות של דלקים.למרות הידרוגדוריזציה (HDS) היא הטכנולוגיה הדומיננטית, גבישי יכול להסיר באופן זרז את הבעיות של דלק גבוה (Diculrated) או פיזור גזימאלי (Dylulating) נמוך יותר מנקודות מחקר נמוכות (Dylulse) ו-Falzod) מ-palse) מ-D2 (D.

Metal Removal ו- Ash Reduction

שמנים גולמיים כבדים ו שאריות מכילים מתכות (ניקל, וניל, ברזל וכו ') כי זרזי רעל במהלך עיבוד במורד הזרם. חלק מהמתכות האלה קשורים כמו phaltenes ו porphyrins, אשר ניתן לסווג באמצעות קריסטל או פתרון deasphalting. בעוד לעתים קרובות מסווג כמו מיצוי נוזלי או משקעים, מתכת מבוקרת של מינים המכילים מתכת יכול גם לשפר את צבע הרחם.

שמן המקרר

מעבר להסרת שעווה, קריסטליזציה מועסקת בזיקוק של שמנים לבנים באיכות גבוהה ופפרצינים רפואיים.מוצרים אלה דורשים רמות נמוכות מאוד של ארומטים פוליציקליים וזיהומים קוטביים.על ידי קירור פתרון של השמן בפתרון סלקטי (למשל, פרפוראל או N-methylpyrolidone), ארומטים לא רצויים והוא לא אטומיזציה הם תרכובות פתרון:0.

Crystallization of Adipic Acid and Other Intermediates

בעוד לא צעד מחוסן ל-Se, תעשיית המטוכימיקלים מייצרת הרבה ביניים כימי באמצעות קריסטליזציה.חומצה אדית, המשמש ב- 6,6, הוא מוקרן מפתרונות queous. בדומה, caprolactam, חומצה אקרילית, ו- bisphenol-A מטוהרים על ידי קריסטליזציה.תהליכים אלה הם בלתי אינטגראליים לשרשרת הערך של הזיכוכים לפולימרים.

סוגים של Crystallization Technologies בשימוש בתעשייה

Cooling Crystallization

השיטה הנפוצה ביותר, במיוחד עבור שעווה ו p-xylene, מסתמכת על הפחתת הטמפרטורה כדי לגרום לעלסוס.זה פשוט ויעיל לתרכובות אשר הסוללות שלהם יורדת בחדות עם טמפרטורה. Scraped-surface או כלי מקטורת משמשים כדי לשלוט בהעברת חום ולמנוע עבירה.

אובססיבי Crystallization

החל כאשר הסולמות של סולטן כמעט עצמאיות מטמפרטורה (למשל, מלחים אורגניים), אך משמש גם לריכוז פסולת פטרוכימית.

המונחים: ccuum Crystallization

משלב קירור והערכה על ידי הורדת לחץ.שימוש במוצרים רגישים לטמפרטורה או כאשר הסרת פתרון הוא הרצוי. Vacuum גבישים נמצאים בטיהור caprolactam.

Drowning-Out (אנטי-Solvent) Crystallization

תוספת של לא פתור (למשל, מים לפתרון אורגני) מפחיתה את השפע וגורמת להתחצץ.זה מיושם בשיקום של כימיקלים יפים ויכול לשפר את בחירת ההפרדה.בפטרוכימיקלים, זה משמש לעתים למנת ביניים פולימרים.

מלת קריסטל

הפרדה גבוהה של אלומיניום אורגני של אומרס, כגון p-xylene מן xylenes מעורב, מושגת על ידי היתוך קריסטליזציה. בתהליך זה, ההיתוך הוא קריר לייצר גבישים כי הם מופרדים אז מן אלכוהול האם על ידי שכבות או השעיה. שכבת גבישי (דינמית או סטטי) כרוך גבישים גוברים על משטחים קרים ולאחר מכן להמיס אותם לאסוף את השבר המטוהר זה הוא יכול מאוד.

Crystallization

גבישים אצווה מסורתיים נותנים דרך FLT:0 ייצוב גבישים מציפים 1FLT תהליכים עבור גבוה יותר דרךput ואיכות מוצר עקבית. טנקים סטריארד, גבישי מיטה נוזליים (סוג של אוסלו), ו גבישים צ'קוזיליפים משמשים.ניתוח רציף מפחית עבודה, משפר את שילוב האנרגיה, ומאפשר שליטה בזמן אמת של supersaturation.

יתרונות ואתגרים של קריסטל בפטרוכימיקלים

יתרונות

  • (ב) טוהר המוצר גבוה טוהר FLT:1: קריסטל יכול להשיג רמות טוהר בלתי ניתנות להשגה על ידי דינקיה או מיצוי לבד, במיוחד עבור הפרדה אטום.
  • (FLT:0) יעילות אנרגטית (FLT:1): עבור תרכובות שבהן החום של התגבש נמוך יותר מאשר חום של aporization, התגבשות צורכת פחות אנרגיה מאשר זיקוק. לדוגמה, גביש pxylenelene משתמשת בערך 20-30% של אנרגיה של תוכנית מקבילה.
  • (ב) ,0) תנאי הפעלה של גיל 1: טמפרטורה נמוכה ולחץ ממתחים מפחיתים את ההידרדרות התרמית של תרכובות רגישות ולהימנע מציוד גבוה.
  • (FLT:0) היתרונות של ההיברידיות (Environmental benefiter: תהליכי התגבש רבים נמנעים מפתרון אורגני (התחילה של הליטוש) או שימוש בפתירים הניתנים למחזור.
  • (ב) ניתן לתכנן את ה-FLT:0 (חומרים) ל-Calis (בקיצור: Crystallizers) ל-P-xylene).

אתגרים

  • (ב) ⁇ :0 [מחלים] ו[ה]: בניית קריסטל על פני השטח של החלפת חום מפחיתה את היעילות ודורשת ניקוי תקופתי.
  • (FLT:0)Wide metastable ZoneFLT:1: תערובת מימן לעתים קרובות יש התנהגות שלב מורכבת; שליטה על קצבה היא קשה, המוביל להתפלגות גודל בלתי צפויה.
  • (FLT:0) טיפול פסיכולוגי (FLT:1): הפרדה מוצקה מוצקה מוצקה (סינון, צנטריפוגה) הוא קריטי. גבישים יפים יכולים מסננים עיוורים, צמצום דרך הפלט.
  • (ב) 0 (למעלה) אובדן ושיקום: תהליכים מבוססי Solvent זקוקים לצעדי חידוש יקרים ועשויים להוביל לפליטות מרתיעות.
  • (ב) [15] ,התחייבו במערכות מסוימות: רק תרכובות בעלות איזון מוצק-קשוות הן בלתי-נרשמות.

מגמות וחדשנות עתידיים

תהליך התגברות עם טכנולוגיות היברידיות

[ה] שילוב של התגבשות עם פעולות יחידה אחרות (למשל, filtration membrane, chromatography) יכול להתגבר על מגבלות.FLT:0mbrane-sted גבישים FLT:1 מאפשר הסרת מבוקר של פותר תוך שמירה על גבישים היברידיים.

ייצור מתמשך ודיגיטליזציה

דחיפה לעיבוד מתמשך במגזר הכימי והפטרוכימי המצוין היא פיתוח של גבישים מתמשכים עם טמפרטורה מדויקת ובקרת העל.FLT:0.

טיהור גלקטי (EFC)

EFC מנצל נקודות גלקטיות כדי להפריד בין solute ו- Solnt כמו שלבים מוצקים טהורים. עבור תערובת מים הידרופחמן או מערכות אורגניות אורגניות, EFC יכול להשיג התאוששות כמעט מלאה.

שימוש ב- Alternative Solvents

כדי להפחית את טביעת הרגל הסביבתית, התעשייה חוקרת את ה-FLT:0 מזהמים גלקטיים עמוקים (DES) MPEGFLT:1 ונוזלים איטוניים כאמצעי קרישה.אלה יכולים להציע סלקטיבית משופרת להסרת שעווה או התפלות עם רעילות נמוכה יותר מאשר פותרים קונבנציונליים.

Scale-Up ו- Micro-Crystallization

גבישים מיני-אורידיים (מילי- ומיקרו-ערוצים) מפותחים עבור בדיקות מהירות של תנאי התגבשות. נתונים מפלטפורמות כאלה יכולים להאיץ את פיתוח התהליך עבור הפרדה פחמימה חדשה.

מסקנה

קריסטלליזציה נותרה כלי חיוני בתעשייה הפלרוכימית להשגת הפרדה גבוהה ומוצרים ממנתחים כדי לעמוד במפרט מחמירים.מכאן המסלק המוצב היטב של lubricants להתגשמות המתוכננת של p-xylene, טכנולוגיה זו מאפשרת ייצור של אמצעי ביניים מרכזיים ומוצרים מוגמרים.

(ב) לקריאה נוספת על התהליכים התרמודינמיים והעיצוב של תהליך התגבשות, ראה את הביקורת המקיפה על ה-FLT:0 (CrystallizationFLT:1) ואת היישומים התעשייתיים הספציפיים של FLT:2p-xylene להמיס קריסטליזציה של 3 (בקיצור של טכנולוגיית ה- 7) מ- 7.