Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Olefingyártás Etilén és propilén előállítása
1. Az etilén és a propilén vegyipari jelentősége
2. Olefinek előállítása
2.1. Történeti áttekintés
2.2. A vízgőzös krakkolás jellemzői
2.3. Alapanyagok és termékek
2.4. A technológia áttekintése
2.5. Kulcs berendezések
2.6. Biztonságtechnikai szempontok
3. Beruházási és üzemeltetési költségek
Olefingyártás 2
1. Az etilén és a propilén vegyipari jelentősége
Az etilén és a propilén a legnagyobb tömegben előállított petrolkémiai anyagok. Együttes
felhasználásuk 2010-ben közel 200 millió t volt (120 millió t etilén és 78 millió t propilén).
1. ábra Etilén és propilén felhasználás alakulása (Forrás: Nexant)
0
20
40
60
80
100
120
140
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
Ethylene
Propylene
Az etilén és a propilén intermedierek különféle petrolkémiai termékek előállításához,
közvetlen alkalmazásuk gyakorlatilag nincs. A 2. és 3. ábra a felhasználási területek
megoszlását mutatja. Látható, hogy a poliolefinek előállítása a domináló.
2. ábra Etilén felhasználása
PE
61%Ethylene oxide
14%
EDC (PVC)
12%
Styrene
6%
VAM
1%
Others
6%
Olefingyártás 3
3. ábra Propilén felhasználása
PP
64%Acrylonitrile
7%
Propylene oxide
7%
Cumene
5%
Acrilic acid
4%
Isopropanol
2%
Others
11%
2. Olefinek előállítása
2.1. Történeti áttekintés
A vízgőzös krakkolás egyik ősének tekinthető termikus krakkolási eljárást 1913-ban a
Standard Oil kutatói szabadalmaztatták. Természetesen akkor a cél nem olefinek előállítása
volt, hanem a nehezebb ásványolaj frakciókból könnyebb termékek előállítása.
Etilént az 1930-as években kokszoló kemence gázaiból különítettek el és az első ipari
üzemet ebben az időben a Linde építette.
Az igazi mérföldkő 1941, amikor a Standard Jersey (a mai ExxonMobil egyik elődje) Baton
Rouge-ban kifejlesztette a világ első vízgőzös krakkolóját.
Az 1950-es években lépett elő az etilén, mint nagy volumenű intermedier, fokozatosan
kiszorítva a szintézisekben addig kulcsszerepet játszó acetilént. A felhasználás növekedésének
hajtóereje a PE és PP felhasználás tömeges elterjedése és bővülése.
Az évtizedek során a vízgőzös krakkolás technológiája sokat fejlődött, beleértve a műszaki
megoldásokat, az alapanyagok sokrétűségét, valamint a gazdaságosságot és az
üzemnagyságokat is. A legnagyobb olefingyártók újabb üzemeinek etilénre vonatkoztatott
kapacitása 1 – 1,5 millió t/év.
Hazánk egyedüli olefingyártója a Tiszai Vegyi Kombinát, ahol két olefin üzem épült és
jelenleg is működik:
1975: 250 ezer t/év kapacitású Linde technológiájú üzem, mai kapacitása a
bővítéseket követően 370 ezer t/év
2004: ugyancsak Linde technológiájú, 250 ezer t/év kapacitású üzem, amely jelenleg
évente 290 ezer t etilén előállítására képes.
A TVK olefin- és poliolefin üzemeinek kapcsolata a 4. ábrán látható.
Olefingyártás 4
4. ábra A TVK olefin és poliolefin üzemei
LDPE-265 kt/év
HDPE-1200 kt/év
HDPE-2220 kt/év
PP-3100 kt/év
PP-4180 kt/év
OLEFIN-2290 kt/év
OLEFIN-1370 kt/év
ALAPANYAGOK MOL-TÓL ETILÉN BORSODCHEM-HEZ
PROPILÉN SLOVNAFTHOZ
KVENCSOLAJ TISZAI KOROMGYÁRTÓ KFT-HEZ
LDPE VEVŐKHÖZ
HDPE VEVŐKHÖZ
PP VEVŐKHÖZ
IKERTERMÉKEK MOL-HOZ
(IZOBUTILÉN, BT FRAKCIÓ, C8 ÉS C9+ FRAKCIÓ)
(VEGYIPARI BENZIN, LPG ÉS GÁZOLAJ)
Ma az etilént világszerte csaknem kizárólag szénhidrogének vízgőz jelenlétében történő
krakkolásával (steam cracking) állítják elő, míg propilén esetében a finomítói eljárások is
számottevőek (5. ábra).
5. ábra Olefingyártási technológiák részaránya a termelésben (Forrás: Nexant)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
ethylene propylene
steam cracking refinery operation others
A ma meghatározó vízgőzös krakkolás mellett természetesen más eljárások is léteznek,
vagy kifejlesztés alatt állnak olefinek előállítására és a jelenlegi alapanyagforrások
beszűkülése esetén a jövő technológiáit jelenthetik. A következő táblázat a mai és a jövőben
lehetséges eljárásokat foglalja össze.
Olefingyártás 5
1. táblázat Olefingyártás - Jelen és jövő
Vízgőzös krakkolás Domináló technológia mind etilén, mind
propilén esetében
Finomítói technológiák Propilén esetében jelentős
MTO (Methanol to Olefins) Kidolgozott eljárás, de nincs üzemesítve
MTP (Methanol selectively to Propylene) Üzemesítés fázisában van
Fisher Tropsch szintézis Kis jelentőségű
Zöld etilén
Biomassza fermentációjával kapott etanol
dehidratálása
Biomassza → szintézisgáz → Fischer
Tropsch szintézis
Üzemesítés fázisában van
Tanulmány szinten van
2.2. A vízgőzös krakkolás jellemzői
A vízgőzös krakkolás (steam cracking) egy pirolízis eljárás, amikor szénhidrogéneket gőz
jelenlétében olyan hőmérsékletre hevítenek, hogy a szénhidrogén molekulák termikusan
bomlanak. Etán esetében a primer reakció dehidrogéneződés: C2H6 → CH2=CH2 + H2
A hosszú szénatomszámú szénhidrogének esetében sokféle reakció játszódik le, például
krakkolódás és dehidrogéneződés, mely hidrogén, metán, etilén, propilén, butadién
és nagyobb molekulák képződésére vezet,
további dehidrogéneződés, melynek eredménye acetilén és homológjai, aromások és
kokszképződés.
A termikus bomlási reakciók szabad gyökös mechanizmus szerint játszódnak le és a
hőszínezetük endoterm.
6. ábra A pirolízis sémája
Olefingyártás 6
A pirolízissel összefüggésben gyakran használt fogalmak:
Kihozatal – valamely termék alapanyagra vonatkoztatott aránya.
Hígító gőz arány – a kemencébe betáplált technológiai gőz és alapanyag aránya.
Tartózkodási idő – a betáplált alapanyag tartózkodási ideje a krakkoló kemence
csöveiben.
Krakkolási szigorúság – a kemencébe betáplált alapanyagok átalakulását, vagyis a
krakkolódás „mélységét” fejezi ki
o Gáz halmazállapotú alapanyagoknál valamelyik komponens konverziójával
jellemzik
o Cseppfolyós alapanyagok esetében a propilén/etilén arány a krakkgázban. A
magasabb propilén/etilén arány alacsonyabb szigorúságot, vagyis
alacsonyabb krakkolási hőmérsékletet jelent.
Futási idő – a pirolízis kemence két kokszmentesítése közti üzemidő. Tipikusan 50-
80 nap.
7. ábra Krakkolási szigorúság és termékhozamok vegyipari benzin alapanyag esetén
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Ethylene Propylene Hydrogen Fuel gas C4 Gasoline Oil
%
0,4
0,5
0,6
P/E
Nézzük meg, hogyan befolyásolják a krakkolódási folyamatot a legfontosabb paraméterek.
Tartózkodási idő: 0,1-0,5 sec
o Rövid tartózkodási idő azoknak a primer bomlási reakcióknak kedvez,
melyek során olefinek képződnek.
o Hosszú tartózkodási idő esetén előtérbe kerülnek a másodlagos reakciók,
amikor az olefinek elbomlanak.
Nyomás: 2-3 bar
o Térfogat növekedésével járó folyamatról lévén szó, a kis nyomás a primer
reakcióknak kedvez.
o Nagy nyomás a másodlagos reakcióknak kedvez.
Hígító gőz arány: 0,3-0,8 kg gőz/kg alapanyag
o A gőz csökkenti a szénhidrogének parciális nyomását,
o a másodlagos reakciókat háttérbe szorítja,
o megakadályozza a túlzott kokszképződést.
o A nehezebb alapanyagok több gőzt igényelnek.
Olefingyártás 7
Hőmérséklet 800-850 C
o A magas hőmérséklet elősegíti az alacsonyabb szénatomszámú olefinek
képződését, míg az alacsony hőmérséklet kedvez az oligomerizációnak, ami
csökkenti az olefinek mennyiségét.
o A gyors hőmérsékletnövekedés kedvez az etilén és propilén képződésének.
o A nehezebb alapanyag alacsonyabb hőmérsékletet igényel – kokszképződés!
2.3. Alapanyagok és termékek
Olefingyártásra különböző alapanyagokat használnak, melyeket két fő csoportra oszthatunk.
Gáznemű alapanyagok
o Etán
o Propán
o N-bután és i-bután
Cseppfolyós szénhidrogén alapanyagok
o Kondenzátumok (földgáz kitermelésből)
o Vegyipari benzin (naphtha)
o Atmoszférikus gázolaj (AGO)
o Hidrogénezett vákuum gázolaj (HVGO)
o Hidrokrakk maradék (HCR)
A cseppfolyós alapanyagok alkotói parafinok, naftének, olefinek és aromások, utóbbiak
főként a nehezebb alapanyagokban fordulnak elő. Az alapanyagokat gyakran ezen összetevők
szerint minősítik (PONA összetétel = parafin, olefin, nafténes, aromás részarány). A minőség
szempontjából egy meghatározó paraméter a H/C arány: minél nagyobb, annál jobb az
alapanyag olefingyártásra, természetesen a metán kivételével. A 8. ábrán a gyakorlatban
használt alapanyagok H/C aránya mellett az aromásoké is fel van tüntetve.
8. ábra Olefingyártási alapanyagok és aromások H/C aránya
Olefingyártás 8
A különböző alapanyagok és az alapanyag összetétel hozamokra gyakorolt hatását a 2.
táblázat és a 9. ábra szemléltetik.
2. táblázat Alapanyagok és termékhozamok
Figures in wt % Ethane Propane n-c4/i-c4 Naphtha AGO
H2 + CO 4,06 1,7 1,23 1,03 0,71
CH4 3,67 23,37 21,75 15,35 10,69
C2H2 0,5 0,67 0,5 0,69 0,34
C2H4 52,45 39,65 31,74 31,02 24,85
C2H6 34,76 4,57 3,67 3,42 2,75
C3H6 + C3H4 1,15 13,28 19,85 16,21 14,28
C3H8 0,12 7,42 0,69 0,38 0,31
C4 2,24 4,03 12,9 9,54 9,61
Pyrolysis Gasoline 0,87 4,27 6,41 19,33 20,6
Pyrolysis Fuel Oil 0,16 1,11 1,26 3,01 15,78
9. ábra Etilénhozam a vegyipari benzin n-parafin tartalmának függvényében
26
27
28
29
30
31
32
34 36 38 40 42
a v.benzin n-paraffin tartalma, s%
eti
lén
ho
zam
, s%
etilénhozam - elméleti etilénhozam - gyakorlatban mért
vegyipari benzin n-parafin tartalom, %
eti
lén
ho
zam
, %
szám
íto
ttm
ért
Az alapanyagokkal kapcsolatos legfontosabb megállapításokat az alábbiakban
összegezhetjük:
A parafinok, ezen belül is a n-parafinok a legjobb krakkolási alapanyagok.
Az alacsonyabb szénatomszám nagyobb etilénhozamot eredményez.
A termékhozamokra a krakkolási szigorúság (krakkolási hőmérséklet) is hatással
van.
Mivel az olefingyárak többnyire a finomítókhoz kapcsolódnak, a rendelkezésre álló
alapanyagokat a finomító technológiai kiépítettsége jelentősen befolyásolja. Az
olefingyártás gazdaságossága ezért egy rendkívül összetett kérdés és célszerűen a
teljes finomítói működéssel együtt vizsgálják.
Olefingyártás 9
Az alapanyag pirolízisével kapott krakkgáz szétválasztásával az etilén és a propilén fő
termékek mellett általában az alábbi melléktermékeket (ikertermékeket) nyerik ki:
Hidrogén frakció
Metán frakció
C4 frakció
Benzin frakció (pirobenzin)
Pirolízis olaj
A további felhasználástól függően másféle frakciókra bontás is elképzelhető, mint a TVK
esetében látni fogjuk.
10. ábra Olefingyártás fő- és melléktermékei
Hydrogen
Fuel gas
Ethylene
Propylene
C4
Gasoline
Oil
Recovery
sectionPyrolysis
section
Feedstock
Steam
Crack gas
2.4. A technológia áttekintése
Az olefingyártás az egyik legkomplexebb vegyipari eljárás. Egy technológia
megvalósításakor sok követelménynek kell megfelelni, így például
Biztonság, mint elsőrendű szempont (Safety first elv)
Nagy energetikai hatékonyság és minimális környezeti behatás
Alacsony termelési és beruházási költségek
Nagy megbízhatóság
Lehetőleg egyszerű üzemeltetés
Jó karbantarthatóság
Minimális veszteségek
Olefinek előállítására több eljárás létezik. Ezek különbözhetnek egymástól például kemence
konstrukcióban, vagy a krakkgáz szétválasztás módjában. A technológia kiválasztását és
kiépítettségét a felhasznált alapanyagok és a melléktermékekkel szemben támasztott
követelmények is befolyásolják.
A 11. ábrán az olefingyártás (Linde technológia) blokk diagramja látható, ennek fő lépéseit
tekintjük át, esetenként a TVK Olefin-2 üzemében alkalmazott megoldásokkal illusztrálva. Az
Olefin-2 anyagáramait a 12. ábra mutatja.
Olefingyártás 10
11. ábra Olefingyártás blokk diagramja
Pir
olíz
is é
s
kven
cs h
űté
s
Ola
j
frak
cio
nál
ás
Viz
es h
űté
s
Kra
kk g
áz
kom
pre
sszi
ó
Lú
go
s m
osá
s
Elő
hű
tés
Szá
rítá
s
Dee
than
izer
(C2-
/C3+
elv
álas
ztás
)
C2
hid
rog
énez
és
Mél
yhű
tés
Dem
eth
aniz
er
(C2/
C1-
elv
álas
ztás
)
C2H
4/C
2H6
szét
vála
sztá
s
Dep
rop
aniz
er
(C3/
C4+
elv
álas
ztás
)
C3H
6/C
3H8
szét
vála
sztá
s
Deb
uta
niz
er(C
4/C
5+ e
lvál
aszt
ás)
Ala
pan
yag
Etá
n r
ecir
kulá
ció
Tec
hn
oló
gia
i gő
z Pir
olíz
is o
laj
Pir
ob
enzi
n
C5+
Pro
pán
rec
irku
láci
ó
C3+
C4
frak
ció
Pro
pilé
nH
2
frak
ció
CH
4
frak
ció
Eti
lén
C2-
Fö
ldg
áz
Olefingyártás 11
12. ábra A TVK Olefin-2 üzemének anyagáramai
Ethane (repyrolysis)
Propane (repyrolysis)
C4/C5 (repyrolysis)
Naphtha
Gasoil
LPG (propane, butane)
Olefin-2
Methane (to fuel gas)
Steam
Electric power
Natural gas
Hydrogen
BT fraction
C8 fraction
C9+fraction
Quench oil
TIFO
MOL
MOL
MOL
CTK
Ethylene
Propylene
PE production
PP production
2.4.1. Pirolízis és kvencs hűtés
A pirolizáló kemence az alábbi feladatokat látja el:
Etilén és propilén termelés az alapanyag krakkolásával
Az alapanyag és a hígító gőz előmelegítése
A krakkgáz lehűtése a reakciók befagyasztása érdekében
Nagynyomású túlhevített gőz termelése
Ennek megfelelően a kemence fontosabb részei
Radiációs zóna, itt mennek végbe a termikus krakkolási reakciók 800-850 C-on.
Konvekciós zóna, a füstgázok hőjét hasznosítja
o alapanyag előmelegítése, tápvíz előmelegítése
o technológiai gőz túlhevítése, nagynyomású gőz túlhevítése
Lineáris kvencs hűtő (LQE)
o reakciók befagyasztása (400-600 C),
o nagynyomású gőz termelése
13. ábra Pirolízis kemence részei Cracking furnace in OlefinCracking furnace in Olefin--22
Radiant coils
Quench exchangers
Convection section
Side-wall burners
Floor burners
Olefingyártás 12
2.4.2. Olaj leválasztás és vizes hűtés
Ebben az üzemrészben az alábbi folyamatok mennek végbe:
A krakkgáz további hűtése közvetlen olaj befecskendezéssel 220-250 C-ra
Olajos mosással a krakkgáz nehéz komponenseinek leválasztása és egyúttal a gáz
további hűtése kb. 100 C-ra
Az olajjal elvont hő hasznosítása (pl. technológiai gőz termelésére)
Vizes mosással a krakkgáz benzin jellegű komponenseinek és a hígító gőznek
(technológiai gőz) a kondenzálása
A cirkuláló vízzel elvont hő hasznosítása
14. ábra Olaj leválasztás és vizes hűtés
2.4.3. Krakkgáz komprimálás és lúgos mosás
Az üzemrész feladata a krakkgáz nyomásának növelése a további szétválasztáshoz, valamint
a savas jellegű szennyeződések eltávolítása.
A komprimálást ötfokozatú turbókompresszor végzi
o szívónyomás: 0,3-0,5 bar
o végnyomás: 32-36 bar
A kompresszort gőzturbina hajtja a krakkoló kemencében termelt nagynyomású
gőzzel. A kompresszor teljesítményigénye kb. 0,35 MW/(t/h) etiléntermelés.
A kompresszor fokozatközi hűtőiben kondenzálódott vizet és benzint szeparátorban
választják szét. Megjegyzés: a TVK-nál a vizes mosóból és a komprimálásnál leváló
benzint (pirobenzint) hidrogénezést követően további frakciókra (BT frakció, C8 és
C9+ frakció) választják szét.
A krakkgáz lúgos mosása a kompresszor negyedik fokozata után történik, az ötödik
fokozatba már a CO2- és H2S-mentes gáz lép be.
Olefingyártás 13
15. ábra Krakkgáz kompresszió és lúgos mosás
2.4.4. Előhűtés, szárítás, deethanizer
Mivel a komprimált krakkgáz további szétválasztása jóval 0 C alatti hőmérsékleten történik,
ezért a vizet gondosan el kell távolítani.
A krakkgázt először 15 C-ra hűtik, majd külön szárítják a gázfázist és a hűtés során
kondenzálódott folyadékfázist.
Az egyesített szárított anyagáramokat a propilénes hűtőkörrel és az alacsony
hőmérsékletű szekció anyagáramaival -40 C-ra hűtik.
A hűtött krakkgázt két frakcióra választják, a C2 és könnyebb komponenseket (C2-)
tartalmazó gázfázisra, valamint a C3 és nehezebb komponenseket (C3+) tartalmazó
folyadékfázisra (deethanizer egység).
2.4.5. C3+ feldolgozás
A C3+ szétválasztó üzemrész a következő feladatokat látja el:
C3 és C4+ szétválasztása (depropanizer).
C3 hidrogénezés: a metilacetilén és propadién hidrogénezése propilénné és
propánná.
Propilén és propán szétválasztása. Ez a desztillációs folyamat 170 körüli elméleti
tányérszámot igényel. A desztillációs oszlop fejterméke a polimerizációs tisztaságú
propilén. A fenéktermék propánt visszavezetik pirolízisre.
C4 és C5+ elválasztása. A C5+ frakciót a pirobenzinbe keverik. Megjegyzés: a
TVK-ból a C4 frakció a MOL tiszaújvárosi üzemébe kerül, ahol az izobutilén
tartalmát MTBE gyártásra használják. Ezt követően a TVK-nál a maradék C4
frakciót a C5 frakcióval együtt hidrogénezik és újra pirolizálják.
Olefingyártás 14
16. ábra Tipikus C3+ feldolgozás
2.4.6. C2 hidrogénezés
Az acetilént szelektív katalitikus hidrogénezéssel etilénné alakítják. A 0,4-0,7 mol % körüli
acetilén tartalom 0,5 mol ppm-re csökken.
17. ábra Acetilén izoterm hidrogénezése (Linde eljárás)
2.4.7. Mélyhűtés, demethanizer
A C2 hidrogénezést követően a C2- frakciót az etilénes hűtőkörrel és hideg
kondenzátumok expanziójával -145 C-ra hűtik.
A C2 frakciót elválasztják a C1-től, valamint a metánt a hidrogéntől. A hidrogén egy
részét az üzemen belüli katalitikus hidrogénezéshez használják. A metán frakciót a
krakkoló kemencékben eltüzelik.
Olefingyártás 15
2.4.8. C2 szétválasztás
A 15 C-os forráspont különbség miatt az etilén és az etán elválasztása energiaigényes és
nagy tányérszámot igényel. Az energetikai hatékonyság érdekében a desztillációs oszlop
integrálva van az etilénes hűtőkörrel: a fejtermék etilént a hűtőkör turbókompresszorának
harmadik fokozatában komprimálják, és ezzel melegítik a kiforralót, vagyis egy hőszivattyús
fűtést valósítanak meg (18. ábra). A fenéktermék etánt újra pirolizálják.
18. ábra C2 szétválasztás
2.5. Kulcs berendezések
Az olefingyárak jellegzetes kulcs berendezései a krakkoló kemencék és a
turbókompresszorok.
A kemencékkel szemben támasztott egyik legfontosabb követelmény a magas termikus
hatásfok. A korszerű kemencéknél a tüzeléssel bevitt hőmennyiségnek több mint 93 %-a
hasznosul. A 19. ábrán követhető, hogy a hőhasznosítás milyen anyagáramokkal valósul meg.
19. ábra Krakkoló kemence hőhasznosítás
Olefingyártás 16
20. ábra Krakkoló kemence radiációs zónája a padlóégőkkel
A TVK Olefin-2 üzemében három gőzturbina hajtású turbókompresszor van:
Krakkgáz kompresszor
Etilén kompresszor (C2 szétválasztó és etilénes hűtőkör)
Propilén kompresszor (a propilénes hűtőkörben)
A következő ábrák a krakkgáz kompresszort mutatják be.
21. ábra TVK O-2 üzem krakkgáz kompresszor anyagáramai
1. fokozat
0,3→1,5 bar
2. és 3. fokozat
1,3→9,3 bar
4. és 5. fokozat
9→36 bar
Olefingyártás 17
22. ábra O-2 üzem krakkgáz kompresszor
23. ábra O-2 üzem krakkgáz kompresszor 1. fokozat
Olefingyártás 18
2.6. Biztonságtechnikai szempontok
Az olefingyárak főbb veszélyforrásai:
A nagy volumenű fokozottan tűz- és robbanásveszélyes szénhidrogének
Az extrém magas és alacsony hőmérsékletek
Nagy nyomásszintek
Korrózió
Az üzemeltetés komplexitása
A veszélyforrások kockázatát általánosan a nem kívánatos események gyakoriságával és a
következmények súlyosságával együttesen jellemzik.
24. ábra Kockázati mátrix
Consequence
Fre
qu
en
cy
low
medium
high
Frequency of
hazardous
events
Consequence
of
hazardous
events
Process risk
A nagy gyakoriságú, súlyos következménnyel járó események kockázata például magas
lenne, ezért ezek nem megengedhetőek. A kockázatok elfogadható alacsony értéken tartása
érdekében a biztonság elsődlegességét (safety first) a tervezés, a kivitelezés és az üzemelés
során egyaránt érvényre kell juttatni, összhangban a vonatkozó szabványokkal és ipari
normákkal.
205. ábra Események és ellenintézkedések
Vészhelyzeti reakcióHavária terv
Tűzoltóság/Elsősegély
Következmény mérséklésMechanikai rendszer
(pl. biztonsági szelepek, lefuvató rendszer)
Biztonsági műszerezés
MegelőzésTervezés
Mechanikai rendszer
Biztonsági műszerezés
Kezelési utasítás
Szabályozás és felügyeletFolyamatszabályozó rendszerek
Felügyeleti rendszerek (jelzések)
TechnológiaÜzemmeltetési körülmények
Normál és speciális üzemvitel
Indulás/Leállás
Folyamatbeli változás
Üzemzavargyakori, csekély súlyú következmények
szabályzó rendszer meghibásodás, szolgáltató
rendszeri meghibásodás, berendezés
meghibásodás, egyszerű kezelési hiba
Meghibásodásnagyon ritka, súlyos következmények
szabályzó rendszer meghibásodás, szolgáltató
rendszeri meghibásodás, berendezés
meghibásodás, súlyos kezelési hiba
Haváriacsekély valószínűség, nagyon súlyos következmények
biztonsági rendszer meghibásodása
Olefingyártás 19
A 25. ábra a különböző súlyú események és az azok megelőzésére, illetve mérséklésére
szolgáló intézkedések halmazát mutatja.
A teljesség igénye nélkül néhány példát mutatunk a kockázatcsökkentésre.
Szerkezeti anyagok kiválasztása
A megfelelő szerkezeti anyag az üzem élettartama során a névleges üzemeltetési
körülmények mellett nem mutat anyagjellegű meghibásodást.
o Várható élettartam: ~15-20 év
o Névleges üzemeltetési körülmények:
– Az üzemvitel meghatározott esetei
– A megadott tervezési paraméterek (nyomás, hőmérséklet, anyagáram
összetételek, áramlási sebességek, stb.)
– Indítás
– Leállás
– Telephelyi viszonyok (pl. szeizmikus aktivitás, időjárás)
Tűz- és robbanás elleni védelem
o A mechanikai berendezések megfelelő kiválasztása a szivárgások megelőzésére
o Robbanás biztos kivitelű villamos berendezések és műszerezés
o Gázérzékelő rendszer
o Gőzfüggöny (pl. kemencékhez)
o Zárt lefúvató rendszer
o Üzemrészek közti biztonsági távolságok
o Tűzálló szigetelés
o Tűzivíz rendszer tűzcsapokkal és vízágyúkkal
o Vizes elárasztó (spray) rendszerek (tartószerkezetek és berendezések védelmére)
3. Beruházási és üzemeltetési költségek
A 3. táblázat egy 800 ezer t/év kapacitású, vegyipari benzin alapanyagot használó olefingyár
beruházási és üzemeltetési költségeit tartalmazza két időperiódusra.
A bázist 2010. I., illetve II. negyedévi nyugat-európai árszint jelenti.
A beruházási költségek az úgynevezett lecserélési költséget (replacement cost) jelentik,
vagyis amikor egy meglévő üzem helyett újat építenek.
Az etilén önköltség számításának szokásos módszere, hogy a ráfordításokból levonják
az ikertermékek értékesítéséből származó bevételt.
Az alapanyagok, energiák (elsősorban a földgáz) és az ikertermékek árai időről időre
változnak, ezáltal jelentős hatást gyakorolnak az önköltségre. Mint látható, a két
időperiódusban jelentős különbség mutatkozik az etilén termelési költségében a II.
negyedév javára. Bár az alapanyag és az energia jellegű ráfordítás növekedett, ezt
túlkompenzálja az ikertermékek értékesítéséből származó bevétel növekedése. A
kapacitás kihasználás növekedése szintén a költségcsökkenés irányába hat.
A táblázathoz csatolt diagram azt mutatja, hogy az etilén költségének közel 90 %-át az
ikertermék bevétellel csökkentett anyagköltség és az energiaköltség teszi ki, ezek aránya
azonban változó (nyilván az árváltozások függvényében).
Olefingyártás 20
3. táblázat Beruházási és üzemeltetési költségek (Forrás: Nexant) Helyszín Nyugat Európa
Időszak 2010. I.
név 2010.II.
név
Kapacitás kihasználás, % 82 85
Kapacitás, ezer t/év 800 800
Beruházási költség, millió
EUR
ISBL 703 704
OSBL 351 352
Teljes beruházási költség 1 054 1 056
Fajlagos beruházási költség,
EUR/t kapacitás 1 318 1 320
Termelési költségek, EUR/t
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2010. I. név 2010.II. név
Fix költség
Energia
Alapanyag le ikertermék
Alapanyagok
Vegyipari benzin 1651,1 1755,0
Katalizátorok és vegyszerek 3,6 4,0
Összes alapanyag költség 1654,7 1759,0
Energia jellegű felhasználás
összesen 239,5 259,0
Ikertermék bevétel
Propilén -427,5 -496,0
Fűtőanyag -270,2 -293,0
Benzol -172,9 -201,0
C7-C9 frakció -139,6 -154,0
Butadién -137,4 -186,0
Egyéb -214,9 -227,0
Összes ikertermék bevétel -1362,5 -1557,0
Összes változó költség 531,0 461,0
Fix költségek
Közvetlen költség 38,8 38,0
Leosztott költség 31,8 31,0
Összes fix költség 70,6 69,0
Termelési költség (cash cost)
összesen 601,6 530,0