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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.

IRI
chem:ethyleneSteamCrackingPipeline
Unit Operation
7
Operazioni chimiche
2 (con reazione)
Operazioni fisiche
5
CO₂eq cumulato
1.20 kg/kg
Produzione globale
220 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
264 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

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

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
🧪 forno di cracking nafta, vapore, C2H6, GPL FCC, GPL (gas leggeri raffineria)gas pirolisi cracker grezzo (~850°C) forno di cracking (apparato) 1.20.30
⚙️ 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 dioxidegas cracker compresso
⚙️ separazione criogenica gas cracker compresso colonna criogenica, C2 splitter
⚙️ demetanizzazione gas cracker compressoCH4 demetanizzatore 0.95
⚙️ deetanizzazione gas cracker compressoC2H4 deetanizzatore 0.97
⚙️ depropanizzazione gas cracker compressoC3H6 depropanizzatore 0.95

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
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

🟦 materia prima (5)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (10)
⬜ scarto (1)
▫️ intermedio (3)
🩵 utility (2)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
forno di cracking 800–900 °C1.5–3.0 atmriducente
TLE quench 300–400 °C1.5–3.0 atm
compressione e caustic wash 40–100 °C34.5–39.5 atm
separazione criogenica -100–-20 °C19.7–34.5 atm
demetanizzazione -100–-20 °C19.7–34.5 atm
deetanizzazione -100–-20 °C19.7–34.5 atm
depropanizzazione -100–-20 °C19.7–34.5 atm

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
forno di cracking termica17.0 MJ/kg
compressione e caustic wash elettrica0.9 MJ/kg
separazione criogenica elettrica1.5 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

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