استایرن یک ترکیب آلی و مشتق از بَنزن و ماده اولیه پلی استایرن بوده که به طور طبیعی در ابعاد کوچک در دارچین، دانه های قهوه، بادام زمینی، درخت حنا، تولید مواد پلاستیکی، لاستیک ها و همچنین در قطران ذغال سنگ یافت میشود. تولید استایرن به مقدار صنعتی به طور معمول توسط هيدروژن زدايی کاتاليزوری از اتيل بنزن انجام می شود.

این فرآیند برای اولین بار در سال 1958 توسط اموری پیتزر و همکارانش از شرکت فیلیپس پترولیوم، انجام شد. پس از تولید و بومی سازی محصولاتی اعم از کاتالیست اسید سولفوریک و کاتالیست سنتز آمونیاک توسط شرکت اسمارت کاتالیست، جدیدترین محصول این شرکت؛ کاتالیزور پیشرفته تولید مونومر استایرن است که با عملکرد فوق العاده قوی، یکی از چالش برانگیزترین کاربردها را در صنعت ارائه می دهد و شرایط را برای حفظ منافع اقتصادی صنایع فراهم می کند. انتخاب یک کاتالیزور که در شرایط SHR کارایی بالایی داشته باشد، می تواند هزینه تولید در کارخانه جات را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این کاتالیزور عملکرد تولید استایرن را به طور قابل توجهی افزایش و همزمان مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد. استایرن یک ماده شیمیایی مصنوعی است که برای ساخت انواع پلاستیک استفاده می شود. از آنجایی که این ماده کاربرد گسترده ای دارد، اسمارت کاتالیست توانسته است با تولید این کاتالیست، اثرات زیست محیطی تولید استایرن را کاهش دهد.

کاتالیست دهیدروژناسیون اتیل بنزن

Properties Smart EBD4 Smart EBD5
Shape Circular column- Smooth Circular column- Ripped
Color Chocolate  brown Chocolate  brown
Fe2O3, wt% Matrix Matrix
K2O, wt% Min.10 Min.10
Promoter, wt% Min.8 Min.10
Attrition Loss, wt% 1.5 2
L.O.I, wt% 3 3
Size, mm 3 * 4-6 3.5 * 4.5 * 4-6
Surface Area, m2/g 2 – 3 2 – 3
Service cycle, Month 24 – 36 24 – 48
Application very high activity New generation, high selectivity

خواص کاتالیست Styrene monomer تولید شده در اسمارت کاتالیست

  • فعالیت بالا
  • طول عمر بالا
  • مقاوم در برابر سایش
  • استحکام مکانیکی بالا
  • حساسیت حداقلی به سموم کاتالیستی
  • قابلیت تبدیل بالا
  • گزینش پذیری بالا
کاتالیست منومر استایرن

خدمات اسمارت کاتالیست در زمینه تولید کاتالیست استایرن

  • نظارت دقیق در طول فرآیند و پروسه تولید
  • انجام تست ها و آزمایشهای مربوطه
  • انجام تست های راکتوری
  • تعیین میزان دقیق فعالیت و گزینش پذیری کاتالیست های دهیدروژناسیون اتیل بنزن
  • ارائه مشاوره به واحدهای استایرن در راستای انتخاب و یا تعویض کاتالیست مناسب با شرایط کاری آنها
  • به روز کردن واحدهای قدیمی استایرن از طریق انجام روش های اصلاحی (کاتالیست، راکتور و چرخه سنتز)

شرکت اسمارت کاتالیست توانسته است کارآمدترین کاتالیست استایرن در ایران را با فعالیت و گزینش پذیری بالاتر در کنار کاهش هزینه ها و در نتیجه افزایش بازدهی تولید کند. آزمایشات حاکی از عملکرد قوی این کاتالیست است. به لطف طراحی اختصاصی، کاتالیزور در شرایط نسبتاً پایین بخار به اتیل بنزن (که به آن نسبت بخار به هیدروکربن، SHR نیز گفته می شود) به فعالیت و گزینش پذیری فوق العاده ای دست می یابد. فعالیت بیشتر کاتالیست باعث افزایش بازده می شود، در حالی که گزینش پذیری بهتر باعث کاهش محصولات جانبی مانند تولوئن و بنزن می شود که به طور معمول از مونومر استایرن دارای ارزش کمتری هستند. این مورد برای تولیدکنندگان و صنایع پتروشیمی، ارتباط مستقیمی با صرفه جویی و افزایش بهره وری دارد. علاوه بر این عملکرد مطلوب کاتالیزور در نسبت های SHR، تولید مونومر استایرن را به یک فرآیند پایدارتر تبدیل می کند. به طور خاص، فرآیند تبدیل که شامل کاتالیزور جدید است 82٪ انرژی کمتری مصرف می کند و انتشار دی اکسید کربن را تا 79٪ کاهش می دهد.

کاتالیست دهیدروژناسیون اتیل بنزن

منومر استایرن در طی واکنش هیدروژن گیری از اتیل بنزن تولید می‌شود. این واکنش به شدت گرماگیر است (گرمای واکنش معادل 28 کیلو به ازای هر مول استایرن) و در دماهای بالا حتی در غیاب کاتالیست انجام می شود که البته میزان تبدیل و گزینش پذیری به استایرن در این شرایط پایین خواهد بود. واکنش هیدروژن گیری از اتیل بنزن توسط تعادل ترمودینامیکی کنترل می شود. ملاحظات ترمودینامیکی با هدف بدست آوردن میزان تبدیل قابل قبول از نظر اقتصادی، انجام واکنش را در محدوده دمایی 630-540 درجه سانتیگراد اجباری کرده است.

شدت واکنش با افزایش دما و کاهش فشار کل، بالاتر میرود و انجام واکنش در فشار ثابت موجب افزایش حجم می شود. با بالا رفتن دما، میزان تبدیل اتیل بنزن افزایش یافته و گزینش پذیری استایرن کاهش می یابد که بطور معمول منجر به افزایش تولید محصولات جانبی نیز می گردد. محصولات جانبی این واکنش اساساً شامل بنزن تولونن، کک و محصولات سبک حاصل از کراکینگ می باشند.

به دلیل سرعت پایین واکنش هیدروژن گیری حتی در سطوح دمایی بالا، انجام این واکنش در حضور یک کاتالیست، ضروری است. زیرا کاتالیست میتواند واکنش را به سمت محصول مطلوب جهت دهی کند. بنزن تولید شده در واکنش می تواند بازیابی شود،‌ اما تولونن را نمیتوان به سادگی بازیابی کرد و به عنوان محصول جانبی نامطلوب فرض میشود. لذا نسبت بنزن به تولونن در محصول نهایی میتواند به عنوان یکی از معیارای موثر بودن کاتالیست در نظر گرفته شود. کاتالیست موثر برای واکنش هیدروژن گیری از اتیل بنزن دارای جزء فعال اکسید آهن و ارتقاء دهنده قلیایی پتاسیم همراه با سایر ارتقاء دهنده ها می باشد.

در برج های تقطیر مابقی محصولات جانبی از استایرن جداسازی شده و اتیل بنزن واکنش نداده به ابتدای خط بازگشت داده میشود. از این کاتالیست در واحد های مونو استایرن پتروشیمی ها برای دهیدروژناسیون اتیل بنزن استفاده میشود که استایرن تولیدی در واحدهای پلیمریزاسیون استفاده گسترده ای در زمینه پلی استایرن انبساطی، پلی استایرن معمولی، پلی استایرن مقاوم و انواع گریدهای ABS دارد.

فرآیند تولید استایرن

استایرن یک ترکیب حد واسط مهم برای تولید مواد پلاستیکی و لاستیک ها است که در حال حاضر توسط دو فرآیند زیر تولید میشود:

  • هیدروژن گیری از اتیل بنزن که در حدود 90 درصد از ظرفیت جهانی تولید این ترکیب را پوشش می دهد.
  • به عنوان محصول جانبی اپوکسیداسیون پروپیلن با اتیل بنزن هیدروپراکسید با استفاده از کاتالیستهای بر اساس کمپلک های مولیپدنیوم

دو مسیر جایگزین برای تولید این منومر مطالعه شده و در برخی حالات به مقیاس تجاری رسیده است که عبارتند از:

  • اکسیداتیو دهیدروژناسیون اتیل بنزن
  • هیدروژن گیری از ایتل بنزن و سپس اکسید کردن هیدروژن
  • کاتالیست های هیدروژن گیری از اتیل بنزن

در طول این سال ها، کاتالیست های متعددی برای تبدیل اتیل بنزن به استایرن مورد استفاده قرار گرفته است. این کاتالیست ها از جهات مختلف قابل دسته بندی هستند. اما یک معیار مهم برای دسته بندی آنها، چگونگی بازگشت فعالیت آنها می باشد که از این منظر، کاتالیستهای تبدیل اتیل بنزن به استایرن در واکنش هیدروژن گیری به سه دسته به شرح زیر تقسیم میشوند:

فعالیت کاتالیستی های دسته اول به تدریج کاهش یافته و تنها توسط حرارت دادن کاتالیست با هوا یا یک گاز حامل اکسیژن بازیافت می شود. نمونه هایی از این دسته کاتالیست ها عبارتند از:

  • وانادیوم اکسید بر پایه آلومینای فعال یا سیلیکا
  • وانادیوم اکسید بر پایه منیزیا حاوی نیکل اکسید
  • کرومیت روی بر پایه اکسید روی

کادمیوم اکسید نیز کاتالیستی متعلق به این دسته می باشد که بخاطر تصعید کادمیوم، اثر کاتالیستی آن به طور دائم از دست رفته و قابل بازیابی نیست.

این نوع کاتالیستها توسط دمیدن بخار آب در خاتمه یک دوره عملیات بازیابی می شوند. کاتالیست ابتدایی اکسید روی متعلق به این دسته است که هر دو ماه یک بار نیاز به بازیابی دارد.

این کاتالیستها، توسط بخار آب همراه با اتیل بنزن در حین عملیات بازیابی می گردند. کاتالیست های دارای اکسید آهن همراه با ارتقاء دهنده ها جزء این دسته می باشد. کاتالیست هایی که امروزه در مقیاس تجاری استفاده می شوند به این دسته تعلق دارند.

تاکنون نیاز داخلی کشور به کاتالیست منومر استایرن از طریق چه کشورهایی تامین میشد؟

در دنیا، کاتالیست های تولید شده توسط شرکت های مطرحی مانند باسف و کلارینت از درجه کیفی مناسبی برخوردار بوده، طوریکه اغلب کشورها نیاز خود را از طریق این دو شرکت تامین میکنند. کاتالیزور استایرن شرکت باسف توانسته است بالاترین میزان پایداری و بهره وری عملیاتی را داشته باشد که این محصول در بزرگترین لیست مرجع جهان نیز ثبت شده است. در ادامه متن توضیحات شرکت BASF در این زمینه را مشاهده میکنید.

BASF styrene catalyst, the world’s highest stability by the inventor of styrene catalysts. For styrene producers requiring highest operational stability & productivity, StyroStar® offers superior product stability from the original inventor of styrene industrial production and styrene catalysts (1929) as evidenced in the world’s largest reference list including BASF’s own styrene production.

عدم تولید کاتالیست دهیدروژناسیون اتیل بنزن برای تولید مونو استایرن در داخل کشور صنایع پتروشیمی را ناگریز به خرید و استفاده از شرکت های تولید کننده خارجی کرده است. اکنون پس از گذشت سال ها متخصصین ایرانی شرکت اسمارت کاتالیست توانسته اند این محصول را بومی سازی کنند. این نوید را میدهیم که کاتالیست تولید منومر استایرن که توسط شرکت اسمارت کاتالیست تحت آزمایشات مکرر تولید و تجاری سازی شده است میتواند جایگزین مناسبی برای نمونه های خارجی باشد. این محصول توانایی رقابت با نمونه های خارجی را دارد.

سوالات متداول

اتیل بنزن به همراه بخار، در دمای حدود 600 درجه سانتیگراد در کنار کاتالیست دهیدروژناسیون اتیل بنزن واکنش داده و مونو استایرن را با هیدروژن و مقداری بنزن و تولوئن تولید میکند. عملیات جداسازی محصولات جانبی از استایرن در برج های تقطیر انجام شده و اتیل بنزن واکنش نداده به ابتدای خط برگشت داده میشود.

مونومر استایرن از اتیل بنزن با استفاده از بخار بیش از حد گرم شده به عنوان منبع انرژی تولید می شود و برای تسهیل واکنش دهیدروژناسیون به کاتالیزورها متکی است. علاوه بر این ، عملکرد مطلوب کاتالیزور در نسبت های SHR تولید مونومر استایرن را به فرآیند بسیار پایدارتری تبدیل می کند.

تولید استایرن یا به طور کلی وینیل آرن ها شامل آلکیلاسیون بنزن است. این کار معمولاً در شرایط سخت شامل دمای بالا و کاتالیزور Friedel-Crafts یا زئولیت انجام می شود. این فرآیند معمولاً شامل محصولات زیستی دو پلی الکیل شده است.

خطرات بهداشتی:
اگر مدت زمان زیادی در تماس با استایرن باشید دچار اختلال در سیستم تنفسی و تحریک چشم ها میشوید. به همین دلیل هنگام کار با این ماده توصیه میشود از عینک و ماسک استفاده کنید.

خطرات آتش سوزی و انفجار:
به دلیل اینکه این ماده سوختنی است هنگام آتش سوزی برای خاموش کردن آن از آب به طور افشانه یا کف، پودر شیمیایی و CO2 استفاده کنید.

جهت سفارش محصول فرم زیر را پر کنید؛ کارشناسان اسمارت کاتالیست به زودی با شما تماس خواهند گرفت.

جهت سفارش محصول فرم زیر را پر کنید؛ کارشناسان اسمارت کاتالیست به زودی با شما تماس خواهند گرفت.

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید

سایر محصولات

4 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

  • شنیدیم با کشورهای چینی کار میکنید
    موفق باشی مهندس

    پاسخ
    • smartcatalyst
      2021-08-28 8:17 ب.ظ

      تولیدات اسمارت کاتالیست به کشورهای همسایه و چندین کشور دیگر صادر میشوند

      پاسخ
  • سید رضا مجردآذر
    2023-09-26 3:40 ب.ظ

    بسمه تعالی
    سروران گرامی اسمارت کاتالیست
    با سلام
    احتراما اینجانب سید رضا مجردآذر متخصص ساخت کاتالیستهای EBDH هستم، شاید یکی از بهترینها در ایران در این زمینه هستم، هر کمکی لازم باشد در خدمتتان هستم.
    با احترام

    پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید