ALTERNATIVNÍ SUROVINY PRO CHEMICKÝ PRŮMYSL

Prezentace na téma: "ALTERNATIVNÍ SUROVINY PRO CHEMICKÝ PRŮMYSL"— Transkript prezentace:

1 ALTERNATIVNÍ SUROVINY PRO CHEMICKÝ PRŮMYSL
Doc. Ing. Jaromír Lederer, CSc. VUANCH, a.s., Unipetrol/UniCRE

2 O ČEM BUDEME DISKUTOVAT?
CO POTŘEBUJEME DNES ? KRYTÍ NAŠICH POTŘEB - DOSTATEK ROPY ZÁKLADNÍ CHEMIKÁLIE Z JINÝCH FOSILNÍCH ZDROJŮ ZÁKLADNÍ CHEMIKÁLIE Z OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ

3 SUROVINY A VÝROBKY CHEMICKÉHO PRŮMYSLU
CO CHCEME ? VÝROBKY PRO SPOTŘEBU cca POLOPRODUKTY cca 300 (INTERMEDIÁTY) C O M Á E ? ZÁKLADNÍ CHEMIKÁLIE ETHYLEN, PROPYLEN, BENZEN, AMONIAK, METHANOL, KYSELINA SÍROVÁ, CHLOR PALIVA LPG, BENZIN, DIESEL, PETROLEJ, TOPNÉ OLEJE SUROVINY ROPA, ZEMNÍ PLYN, UHLÍ, BIOMASA, BITUMEN, KEROGENNÍ HORNINY, RUDY, VZDUCH, VODA, SŮL, SÍRA

4 SVĚTOVÉ VÝROBNÍ KAPACITY A PODÍL VÝROBY PYROLÝZOU
Mil.t / rok Podíl výroby (%) Ethylen 111 100 Propylen 57 67 1,3-Butadien 9 91 Benzen 40 55 (Evropa)

5 PROGNÓZA DO ROKU 2060 CO BUDEME POTŘEBOVAT ?
Z JAKÝCH ZÁKLADNÍCH CHEMIKÁLIÍ BUDEME VYCHÁZET ? JAKÉ BUDEME MÍT K VÝROBĚ ZÁKLADNÍCH CHEMIKÁLIÍ SUROVINY ?

6 (sklo, papír, len+bavlna, bioprocesy, biopolymery)
VÝROBKY PRO SPOTŘEBU cca …..JINÝ SORTIMENT KONEČNÝCH VÝROBKÚ (sklo, papír, len+bavlna, bioprocesy, biopolymery) POLOPRODUKTY cca 300 (INTERMEDIÁTY) ZÁKLADNÍ CHEMIKÁLIE ETHYLEN, PROPYLEN, BENZEN, AMONIAK, METHANOL, KYSELINA SÍROVÁ, CHLOR BUDE PLATIT I DO BUDOUCNA PALIVA LPG, BENZIN, DIESEL, PETROLEJ, TOPNÉ OLEJE ALTERNATIVNÍ PALIVA SUROVINY ZEMNÍ PLYN,UHLÍ, BIOMASA, RUDY, VZDUCH, VODA, SŮL, SÍRA ROPA

7 SOUČASNÁ A VÝHLEDOVÁ SPOTŘEBA BIOPOLYMERŮ V EU
škrobové biopolymery, polylaktáty

8 VÝZNAM ROPY POHONNÉ HMOTY (BENZIN, DIESEL) PETROCHEMIE + PLASTY
ROVNOVÁHA ENERGIE PETROCHEMIE + PLASTY OLFINY, BENZEN

9 SVĚTOVÁ SPOTŘEBA ENERGIÍ

10 ZÁSOBY ROPY Oblast Mld tun Podíl (%) Severní Amerika 8,5 6,1 Evropa
2,5 1,9 Rusko + 9,0 6,4 Střední východ 93 66 Afrika 10 7,1 Asie + Pacifik 6,0 4,2 140 miliard tun…….roční těžba cca 3,6 mld tun……40 let

11 PROKÁZANÉ ZÁSOBY FOSILNÍCH SUROVIN (roky těžby)
400 350 300 250 ROKY 200 150 100 50 ROPA ZEMNÍ PLYN UHLÍ BITUMEN/ KEROGEN

12 GLOBÁLNÍ ENERGETICKÝ POTENCIÁL BIOMASY

13 HLEDEJME NOVOU UNIVERZÁLNÍ SUROVINU
POHONNÉ HMOTY (BENZIN, DIESEL) ROVNOVÁHA ENERGIE PETROCHEMIE + PLASTY OLEFINY, BENZEN

14 SYNTETICKÁ ROPA POHONNÉ HMOTY (BENZIN, DIESEL) PETROCHEMIE + PLASTY
ROVNOVÁHA ENERGIE PETROCHEMIE + PLASTY

15 METHAN (ZEMNÍ PLYN) POHONNÉ HMOTY (BENZIN, DIESEL) ENERGIE
ROVNOVÁHA ENERGIE PETROCHEMIE + PLASTY CH4 CH2 = CH2

16 METHAN (ZEMNÍ PLYN)= VELKÉ PŘÁNÍ ALE MALÁ NADĚJE
POHONNÉ HMOTY (BENZIN, DIESEL) ROVNOVÁHA ENERGIE PETROCHEMIE + PLASTY OCM : CH4 CH2 = CH2

17 UHLÍ POHONNÉ HMOTY ? (BENZIN, DIESEL) ENERGIE PETROCHEMIE + PLASTY
ROVNOVÁHA ENERGIE PETROCHEMIE + PLASTY OLEFINY, BENZEN UHLÍ CH2 = CH2

18 SYNTÉZNÍ PLYN = CO + H2 POHONNÉ HMOTY (BENZIN, DIESEL)
ROVNOVÁHA ENERGIE PETROCHEMIE + PLASTY OLEFINY, BENZEN

19 OD SYNPLYNU K PALIVŮM A CHEMIKÁLIÍM
GTL gas to liquid BTL biomass to liquid XTL vše na kapalné uhlovodíky MTO methanol to olefins

20 PŘÍMÁ VÝROBA SYNTETICKÉ ROPY Z JINÝCH FOSILNÍCH SUROVIN

21 Těžitelné světové zásoby a těžba fosilních surovin

22 Extrakce bitumenu horkou vodou

23 Rozklad kerogenní horniny pomocí pevného přenašeče tepla

24 SYNTETICKÁ ROPA Z UHLÍ EXTRAKCE…….. WAX PYROLÝZA (KARBONIZACE)
Produkce dehtu Hydrogenace dehtu Zpracování syntetické ropy…..AROMATICKÁ PŘÍMÉ ZKAPALŇOVÁNÍ Hydrokrakování uhelné hmoty Koprocesing ropných zbytků a uhlí Zpracování „syntetické ropy“ NEPŘÍMÉ ZKAPALŇOVÁNÍ Zplyňování na syntézní plyn Fischer-Tropschova syntéza na „syntetickou ropu“

25 Přímé zkapalňování uhlí
oxidy železa,Co-Mo předehřev + vstup do několika reaktorů P= 30 MPa, T= 500°C mísení uhlí +nosná kapalina +vodík +katalyzátor syntetická ropa dělení produktů termická depolymerace (endotermní) katalytická hydrogenace (vysoce exotermní)

26 DEZA, a.s - Valašské Meziříčí

27 Zplyňování uhlí O2, H2O C H 0,8 O 0,1 CO + H 2 + (CO2)

28 Nízkoteplotní karbonizace uhlí
Výkon karbonizační pece: t/d Počet karb. Pecí: 50 Teploty: 550 °C až 750 °C Výtěžky dehtů (kg/tunu uhlí): Těžký dehet: 20 Lehký dehet: 35 Střední olej: 35 Karbonizační benzin: 7 cca 100 na 1 tunu uhlí

29 Výroba syntézního plynu/vodíku
Winklerovy generátory – vodní plyn - polokoks + vodní pára + kyslík - vroucí lože – °C - ochlazení a odprášení plynu odsiřovací stanice F-uhlí přídavek čpavku → síra - regenerace F-uhlí sirníkem amonným Vodní plyn - vypírka CO2 - konverze CO, vypírka CO vypírka zbytku CO měďným louhem komprese

30 CHEMIE SYNTÉZNÍHO PLYNU

31 Preferovaná technologie - chemismus

32 Autotermní technologie – maximální efektivita výroby synplynu
CH4 + O2 = CO + 2H2 [EXO] CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O [EXO] CH4 + H2O = CO + 3H2 [ENDO] CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 [ENDO]

33 CHEMIE SYNTÉZNÍHO PLYNU

34 GTP- Gas To Products

35 GTP……….XTP

36 FISCHER-TROPSCH SYNTÉZA
n CO + (2n+1) H2 CnH2n H2O CnH2n + H2O n CO + 2n H2 n CO + 2n H2 H(-CH2-)nOH + (n-1)H2O Fe, Co - katalyzátory

37 FTS – vliv katalyzátoru a podmínek
Pyrolýza na olefiny

38 Jednotky GTL

39 METHANOL NA CHEMIKÁLIE

40 SYNTÉZA METHANOLU CO + 2H2 CH3OH + TEPLO

41 Synplyn + methanol = vítězný tým

42 Pokroky ve výrobě methanolu

43 MTP – methanol na propylen

44 Rafinerie na bázi methanolu
ETHYLEN, PROPYLEN

45 GTL REÁLNÉ APLIKACE GAS TO LIQUID

46 FT syntéza moderní (promotované) Co katalyzátory
trubkové reaktory s pevně uloženým katalyzátorem

47 Relativní ekonomika GTL
surovina pro GTL investiční náklady Methan (ZP) 1 Uhlí 2 Biomasa 3

48 SITUACE V ČR Spotřeba ropy na chemikálie 1,5 – 2 mil.t/r.
Rozloha ČR km2 Zemědělská půda 54% (4,3 mil ha) Výnos obilovin 5 t/ha Celkový běžný přírůst dřeva 14 mil.m3/r. Odhad produkce slámy 15 mil. t/r. (sláma/zrno..cca 2-4) Těžba uhlí (hnědé/černé) 45/11 mil. tun/r.

49 ZÁVĚRY Ropu lze nahradit syntetickou ropou z jiných fosilních surovin.
Syntetickou ropu lze vyrobit též postupy GTL. Pro GTL je východiskem syntézní plyn - lze jej získat ze všech typů uhlíkatých surovin. S výhodou, ale obtížněji, z obnovitelných zdrojů – biomasy. „Snadněji“ z uhlí.

50 ZÁVĚRY VÝROBU CHEMICKÝCH PRODUKTŮ A UDRŽITELNÝ ROZVOJ LZE ZACHOVAT I
V PŘÍPADĚ VYČERPÁVÁNÍ ROPY (ale bude k tomu použito severočeské hnědé uhlí?)