エチレンクラッカーの主原料とは？エチレン製造プロセスの最適化

スチームクラッカーとしても知られるエチレンクラッカーは、熱分解と呼ばれるプロセスを通じて炭化水素を分解することにより、エチレンやその他のオレフィンを生産する工業施設である。エチレンクラッカーの原料には通常、天然ガスや原油精製から得られるエタン、プロパン、ブタン、ナフサなどの軽質炭化水素が含まれます。エタンはエチレン収率が高く、特に天然ガス資源が豊富な地域ではコスト効率が高いため、最も一般的な原料である。プロパン、ブタン、ナフサなどの他の原料は、入手可能性、コスト、希望の製品ミックスに応じて使用される。原料の選択は、エチレン製造プロセスのプロセス効率、製品分配、および全体的な経済性に大きく影響する。

要点の説明

エチレンクラッカーの主原料:
- エタン:天然ガス処理から得られるエタンは、エチレン生産に最も広く使用されている原料である。エチレン収率が高く（最大80％）、中東や北米など天然ガスが豊富な地域ではコスト効率が高い。
- プロパン:エタンの入手が困難な地域で、しばしば原料として使用される。プロパン分解はエチレンとプロピレンの混合物を生産するため、兼用生産に適している。
- ブタン:エタンやプロパンよりもエチレン収率が低いため、あまり一般的ではない。しかし、特定のシナリオでは有効な選択肢となりうる。
- ナフサ:原油精製から得られる液体原料。ナフサ分解により、エチレン、プロピレン、より重質なオレフィンなど、より広範な製品が生産される。ヨーロッパやアジアなど、天然ガス資源が限られている地域で一般的に使用されている。
原料選択に影響を与える要因:
- 空室状況:原料の選択は、特定の地域で原料が入手可能かどうかによって決まる。例えば、天然ガスが豊富な地域ではエタンが好まれ、原油に依存する地域ではナフサが一般的である。
- コスト:原料コストは、エチレン生産の経済性を決定する重要な要素である。ガスが豊富な地域では、エタンが最も安価な選択肢となることが多いが、ナフサはより高価だが、幅広い製品を提供することができる。
- 製品ミックス:原料が異なれば、エチレン、プロピレン、その他の副生成物の割合も異なる。例えば、ナフサ分解はエタン分解に比べ、より多くのプロピレンとより重いオレフィンを生産する。
- プロセス効率:エタン分解はエチレン収率の点でより効率的であるが、ナフサ分解はより多くのエネルギーを必要とし、より複雑な製品ミックスを生産する。
原料使用の地域差:
- 北米:シェールガス革命により、エタンが豊富に入手できるようになり、コスト効率も向上した。
- 中東:エタンが主原料で、天然ガスの埋蔵量が多く、生産コストが低い。
- ヨーロッパとアジア:天然ガス資源が限られており、原油精製に依存しているため、ナフサが主原料である。
原料がエチレン生産に与える影響:
- エチレン収率:エタン分解はエチレン収率が最も高く、エチレン製造の最も効率的な原料である。
- 副産物:ナフサ分解は、プロピレン、ブタジエン、芳香族など、より幅広い副生成物を生産し、これらは下流の石油化学プロセスにとって貴重なものとなる。
- エネルギー消費:エタン分解はナフサ分解に比べてエネルギーが少なくて済むため、環境にやさしく、コスト効率も高い。
原料利用の将来動向:
- より軽い原料へのシフト:天然ガスの利用可能性が高まり、シェールガス資源が開発されるにつれて、エタンやプロパンといったより軽い原料を求める傾向が強まっている。
- 製油所との統合:一部のエチレンクラッカーは、混合原料を利用するために製油所と統合されており、利用可能な資源の利用を最適化し、プロセス全体の効率を向上させている。
- 持続可能性への配慮:再生可能原料の使用と、エチレン生産における二酸化炭素排出量の削減への関心が高まっており、これは将来の原料選択に影響を与える可能性がある。

総括表

原料	原料	エチレン収率	主な特徴
エタン	天然ガス	最大80	高収率、コスト効率、ガスの豊富な地域（北米、中東など）で好まれる。
プロパン	天然ガス	中程度	エチレンとプロピレンを生産する。エタンの入手が困難な場合に使用される。
ブタン	天然ガス	低い	一般的ではないが、特定のシナリオでは実行可能。
ナフサ	原油精製	可変	天然ガスが限られている地域で一般的。