Filiera etilene da steam cracking
Ethylene steam cracking pipeline
Filiera etilene da steam cracking: cracking termico di nafta o etano in presenza di vapore (~850 °C) seguito da quench, compressione e separazione criogenica per ottenere etilene, propilene e sottoprodotti aromatici.
Diagramma di flusso
flowchart LR
crackingFurnace["forno di cracking"]
transferLineExchangerQuench["TLE quench"]
compressionAndCausticWash["compressione e caustic wash"]
cryogenicSeparation["separazione criogenica"]
demethanization["demetanizzazione"]
deethanization["deetanizzazione"]
depropanization["depropanizzazione"]
cryogenicSeparation --> demethanization
demethanization --> deethanization
deethanization --> depropanization
s_naphtha(["nafta"]):::role_rawMaterial
s_naphtha --> crackingFurnace
s_steam(["vapore"]):::role_utility
s_steam --> crackingFurnace
s_ethane(["C2H6"]):::role_rawMaterial
s_ethane --> crackingFurnace
s_fccLpg(["GPL FCC"]):::role_rawMaterial
s_fccLpg --> crackingFurnace
s_lpgRefinery(["GPL (gas leggeri raffineria)"]):::role_rawMaterial
s_lpgRefinery --> crackingFurnace
s_crackerPyrolysisGasCrude(["gas pirolisi cracker grezzo (~850°C)"]):::role_intermediate
crackingFurnace --> s_crackerPyrolysisGasCrude
s_btx(["BTX"]):::role_byproduct
crackingFurnace -.-> s_btx
s_pyrolysisOil(["olio di pirolisi"]):::role_byproduct
crackingFurnace -.-> s_pyrolysisOil
s_fuelGas(["fuel-gas"]):::role_byproduct
crackingFurnace -.-> s_fuelGas
s_hydrogen(["idrogeno"]):::role_byproduct
crackingFurnace -.-> s_hydrogen
s_crackerPyrolysisGasCrude --> transferLineExchangerQuench
s_crackerPyrolysisGas(["gas di pirolisi cracker"]):::role_intermediate
transferLineExchangerQuench --> s_crackerPyrolysisGas
s_crackerPyrolysisGas --> compressionAndCausticWash
s_sodiumHydroxide(["sodium hydroxide"]):::role_utility
s_sodiumHydroxide --> compressionAndCausticWash
s_carbonDioxide(["carbon dioxide"]):::role_rawMaterial
s_carbonDioxide --> compressionAndCausticWash
s_crackedGasCompressed(["gas cracker compresso"]):::role_intermediate
compressionAndCausticWash --> s_crackedGasCompressed
s_sodaAsh(["carbonato di sodio"]):::role_byproduct
compressionAndCausticWash -.-> s_sodaAsh
s_water(["acqua"]):::role_byproduct
compressionAndCausticWash -.-> s_water
s_spentCaustic(["soda esausta"]):::role_waste
compressionAndCausticWash -.-> s_spentCaustic
s_crackedGasCompressed --> cryogenicSeparation
s_propylene(["C3H6"]):::role_byproduct
cryogenicSeparation -.-> s_propylene
s_butadiene(["butadiene"]):::role_byproduct
cryogenicSeparation -.-> s_butadiene
s_butenes(["butileni"]):::role_byproduct
cryogenicSeparation -.-> s_butenes
cryogenicSeparation -.-> s_hydrogen
s_methane(["CH4"]):::role_byproduct
cryogenicSeparation -.-> s_methane
s_crackedGasCompressed --> demethanization
demethanization --> s_methane
s_crackedGasCompressed --> deethanization
s_ethylene(["C2H4"]):::role_finalProduct
deethanization --> s_ethylene
s_crackedGasCompressed --> depropanization
depropanization --> s_propylene
depropanization -.-> s_butadiene
depropanization -.-> s_butenes
classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003
classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030
classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333
classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642
classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444
classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033
classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506
classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima
prodotto finale
intermedio
sottoprodotto
scarto
utility
catalizzatore
⛏️ miniera
--> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine
Unit Operation
🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica
| Operazione | Consuma | Produce | Catalizzatore | Equipment | CO₂eq | Resa |
| 🧪 forno di cracking |
nafta, vapore, C2H6, GPL FCC, GPL (gas leggeri raffineria) | gas pirolisi cracker grezzo (~850°C) |
— | forno di cracking (apparato) |
1.2 | 0.30 |
| ⚙️ TLE quench |
gas pirolisi cracker grezzo (~850°C) | gas di pirolisi cracker |
— | transfer line exchanger, caldaia di recupero |
— | — |
| 🧪 compressione e caustic wash |
gas di pirolisi cracker, sodium hydroxide, carbon dioxide | gas cracker compresso |
— | — |
— | — |
| ⚙️ separazione criogenica |
gas cracker compresso | — |
— | colonna criogenica, C2 splitter |
— | — |
| ⚙️ demetanizzazione |
gas cracker compresso | CH4 |
— | demetanizzatore |
— | 0.95 |
| ⚙️ deetanizzazione |
gas cracker compresso | C2H4 |
— | deetanizzatore |
— | 0.97 |
| ⚙️ depropanizzazione |
gas cracker compresso | C3H6 |
— | depropanizzatore |
— | 0.95 |
Reazioni chimiche bilanciate
| Operazione | Equazione bilanciata | ΔH |
| forno di cracking |
C2H6 -> C2H4 + H2 |
+137.5 kJ/mol |
| compressione e caustic wash |
2 NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O |
-110.0 kJ/mol |
Ruolo delle sostanze in questa filiera
Condizioni operative
| Operazione | Temperatura | Pressione | Atmosfera |
| forno di cracking |
800–900 °C | 1.5–3.0 atm | riducente |
| TLE quench |
300–400 °C | 1.5–3.0 atm | — |
| compressione e caustic wash |
40–100 °C | 34.5–39.5 atm | — |
| separazione criogenica |
-100–-20 °C | 19.7–34.5 atm | — |
| demetanizzazione |
-100–-20 °C | 19.7–34.5 atm | — |
| deetanizzazione |
-100–-20 °C | 19.7–34.5 atm | — |
| depropanizzazione |
-100–-20 °C | 19.7–34.5 atm | — |
Input energetici
| Operazione | Forma | Energia specifica |
| forno di cracking |
termica | 17.0 MJ/kg |
| compressione e caustic wash |
elettrica | 0.9 MJ/kg |
| separazione criogenica |
elettrica | 1.5 MJ/kg |
Supply chain inter-filiera
⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere
- carbon dioxide ← Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, Filiera bauxite-alluminio, bioetanolo da mais (dry-mill), biometano da digestione anaerobica + upgrading, Filiera ossido di etilene + glicole etilenico, Filiera calce idratata, magnesio Pidgeon, melamina da urea (alta pressione), Filiera vetro float Pilkington, Filiera cemento Portland, Filiera soda Solvay, Filiera acciaio (altoforno + BOF)
- GPL FCC ← cracking catalitico (FCC)
- GPL (gas leggeri raffineria) ← raffineria petrolio (CDU + VDU)
- nafta ← raffineria petrolio (CDU + VDU)
- sodium hydroxide ← cloro-soda (cella a membrana), oro da cianurazione + CIP
➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere
- BTX → distillazione estrattiva BTX (benzene + toluene + xilene)
- butadiene → acrilonitrile (SOHIO) + ABS, gomma SBR
- butileni → MTBE da isobutene + metanolo
- C2H4 → Filiera ossido di etilene + glicole etilenico, Filiera polietilene, polistirene da stirene, Filiera PVC
- fuel-gas → raffineria petrolio (CDU + VDU)
- idrogeno → Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, BTX da reforming catalitico, butadiene da C4 cut (distillazione estrattiva), cicloesano da idrogenazione benzene, Filiera idrogeno verde PEM, biodiesel HVO (drop-in), H2O2 processo anthraquinone (AO), solfato di idrossilammina (processo DSM HPO), Filiera HCl industriale, Filiera metanolo da syngas, produzione molibdeno metallico (arrostimento + riduzione H2), poliuretano via MDI, acido tereftalico purificato da p-xilene, Filiera acciaio DRI-H2 + EAF
- CH4 → Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, cianuro di sodio da processo Andrussow
- C3H6 → acido acrilico → poliacrilato di sodio (SAP), acrilonitrile (SOHIO) + ABS, fenolo via processo Hock, Filiera polipropilene, ossido propilene via HPPO
- olio di pirolisi → raffineria petrolio (CDU + VDU)
- carbonato di sodio → formulazione detersivo in polvere (Na2SO4 filler), riciclo batterie Li-ion (idromet black mass), carbonato di litio da spodumene, Filiera vetro float Pilkington
- acqua → produzione carbone attivo (attivazione a vapore), diluizione soluzione acquosa di ammoniaca, Filiera bauxite-alluminio, bioetanolo da mais (dry-mill), biometano da digestione anaerobica + upgrading, cloro-soda (cella a membrana), Filiera coke da carbone, elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), Filiera rame pirometallurgico, raffineria petrolio (CDU + VDU), Filiera ossido di etilene + glicole etilenico, formaldeide da metanolo (Formox), oro da cianurazione + CIP, Filiera idrogeno verde PEM, Filiera calce idratata, H2O2 processo anthraquinone (AO), Filiera HCl industriale, assemblaggio cella Li-ion (NMC), carbonato di litio da spodumene, LiOH·H2O da carbonato di litio, produzione solfato di manganese monoidrato (battery grade), melamina da urea (alta pressione), Filiera nichel da solfuri, Filiera acido nitrico Ostwald, Filiera acido fosforico wet, Filiera PVC, estrazione salgemma + evaporazione salamoia, gomma SBR, coagulante sodio alluminato trattamento acque, Filiera soda Solvay, Filiera H2SO4 da zolfo elementale, Filiera zinco idrometallurgico
Esplora con SPARQL
Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:
PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
?substance chem:playsRole ?ra .
?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:ethyleneSteamCrackingPipeline .
} ORDER BY ?role
Vedi altri esempi SPARQL.
Dereferenziabile: chem:ethyleneSteamCrackingPipeline
· ontologia completa
· TTL sorgente