ALTERNATIVNÍ SUROVINY PRO CHEMICKÝ PRŮMYSL

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 30 000 POLOPRODUKTY cca 300 (INTERMEDIÁTY) C O M Á M 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

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

6. VÝROBKY PRO SPOTŘEBU cca 30 000 …..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) ROVNOVÁHA PETROCHEMIE + PLASTY OLFINY, BENZEN ENERGIE

9. SVĚTOVÁ SPOTŘEBA ENERGIÍ

10. ZÁSOBY ROPY 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 0 ROPA ZEMNÍ PLYN UHLÍ BITUMEN/ KEROGEN

12. biomasy GLOBÁLNÍ ENERGETICKÝ POTENCIÁL BIOMASY

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

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

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

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

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

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

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: 260-280 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 – 910-940°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 CnH2n+2 + H2O n CO + (2n+1) H2 CnH2n + H2O n CO + 2n H2 H(-CH2-)nOH + (n-1)H2O n CO + 2n H2 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. GTLREÁLNÉ APLIKACE GAS TO LIQUID

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

47. Relativní ekonomika GTL

48. SITUACE V ČR • Spotřeba ropy na chemikálie 1,5 – 2 mil.t/r. • Rozloha ČR 78 860 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?)