Petrochemia

Konserwacja predykcyjna
Zaawansowana analityka oferuje znaczące korzyści przemysłowi petrochemicznemu, a konserwacja predykcyjna jest jej ważnym aspektem. Dzięki tej technice firmy wykorzystują dane z czujników i inne źródła do wykrywania możliwych awarii sprzętu, zanim one wystąpią. To proaktywne podejście pozwala im zapobiegać przestojom, zwiększać produktywność i oszczędzać koszty.
Na przykład w przemyśle wydobycia ropy i gazu wykorzystuje się „choinki” – zestaw zaworów i wskaźników służących do kontrolowania przepływu ropy i gazu wydobywającego się z głowicy odwiertu. Stosując konserwację predykcyjną, firmy te mogą monitorować wydajność sprzętu i identyfikować wszelkie oznaki zużycia lub awarii. Informacje te można następnie wykorzystać do zaplanowania konserwacji w optymalnym momencie, zapobiegając konieczności kosztownych napraw, a także zmniejszając ryzyko nieplanowanych przestojów.

Optymalizacja procesów
Kolejną korzyścią wynikającą z zastosowania zaawansowanej analityki w przemyśle petrochemicznym jest możliwość optymalizacji procesów. Analiza danych w czasie rzeczywistym umożliwia firmom usprawnianie procesów produkcyjnych, minimalizację odpadów i poprawę jakości produktów. Dzięki temu algorytmy uczenia maszynowego mogą wykrywać wzorce i trendy, których identyfikacja może być trudna dla człowieka.
Wykorzystując zaawansowaną analitykę, różne branże mogą monitorować swoje procesy produkcyjne w czasie rzeczywistym, wykrywać wszelkie odchylenia od optymalnych warunków i automatycznie dostosowywać parametry maszyny (takie jak temperatura i ciśnienie) za pomocą algorytmów uczenia maszynowego. Takie podejście może zmniejszyć ilość odpadów, poprawić jakość produktu i zwiększyć wydajność.

Analiza wpływu na środowisko
Zaawansowane analizy mogą pomóc firmom petrochemicznym zmniejszyć ich wpływ na środowisko. Analizując dane dotyczące takich czynników, jak zużycie energii i produkcja odpadów, firmy mogą zidentyfikować obszary, w których mogą wprowadzić ulepszenia.
Można na przykład monitorować zużycie energii w procesie produkcji różnych produktów i identyfikować obszary, w których energia jest marnowana. Informacje te można następnie wykorzystać do wprowadzenia zmian w procesie, np. optymalizacji ustawień sprzętu, zmniejszenia zużycia energii lub emisji gazów cieplarnianych.

Nie ma (lub jest bardzo niewiele) zastosowań, w których ropa naftowa jest wykorzystywana bezpośrednio, ponieważ jej niska wartość opałowa, zawartość wody, metale i zanieczyszczenia mogą negatywnie wpływać na wszelkiego rodzaju obiekty spalania (lub inne typy urządzeń wykorzystujących ropę naftową). Przed użyciem ropa naftowa i wszelkie inne formy ropy naftowej muszą zostać poddane rafinacji i przekształceniu w bardziej wartościowe paliwa, zwane paliwami petrochemicznymi. Mają one niską wartość w stanie oryginalnym i nie mają praktycznego zastosowania. Przykładami paliw petrochemicznych są skroplony gaz ropopochodny (LPG), nafta, olej napędowy, benzyna i paliwa do silników odrzutowych. Należy pamiętać, że rafineria produkuje inne cenne produkty, takie jak woski, asfalty, tworzywa sztuczne, smary i smary.

Nawet po oddzieleniu wody, siarkowodoru i innych składników ropa naftowa nadal jest mieszaniną wielu węglowodorów, od bardzo lekkich do bardzo ciężkich składników. W rafinerii ropa naftowa musi przejść kolejne procesy chemiczne i fizyczne, takie jak odsalanie i oczyszczanie, destylacja, hydrorafinacja itp. Destylacja dzieli ropę na różne frakcje w zależności od różnicy temperatur wrzenia. Do oddzielenia lekkich związków stosuje się destylację atmosferyczną, natomiast destylację próżniową ekstrahuje się paliwa cięższe.

Petrochemia, w najściślejszym tego słowa znaczeniu, dowolna z dużej grupy substancji chemicznych (w odróżnieniu od paliw) pochodzących z ropy naftowej i gazu ziemnego i wykorzystywanych do różnych celów handlowych. Definicja została jednak poszerzona i obejmuje całą gamę alifatycznych, aromatycznych i naftenowych chemikaliów organicznych, a także sadzę i materiały nieorganiczne, takie jak siarka i amoniak. W wielu przypadkach określoną substancję chemiczną zaliczaną do produktów petrochemicznych można również uzyskać z innych źródeł, takich jak węgiel, koks lub produkty roślinne. Na przykład materiały takie jak benzen i naftalen można wytwarzać z ropy naftowej lub węgla, podczas gdy alkohol etylowy może być pochodzenia petrochemicznego lub roślinnego. Utrudnia to zaklasyfikowanie konkretnej substancji jako, ściśle rzecz biorąc, petrochemicznej lub niepetrochemicznej.

Produkty wytwarzane z produktów petrochemicznych obejmują takie produkty, jak tworzywa sztuczne, mydła i detergenty, rozpuszczalniki, leki, nawozy, pestycydy, materiały wybuchowe, włókna syntetyczne i gumy, farby, żywice epoksydowe oraz materiały podłogowe i izolacyjne. Substancje petrochemiczne można znaleźć w tak różnorodnych produktach, jak aspiryna, bagaż, łodzie, samochody, samoloty, ubrania poliestrowe oraz płyty i taśmy z nagraniami.

Podobnie jak ropa naftowa i gaz ziemny, produkty petrochemiczne składają się głównie z węgla i wodoru i nazywane są węglowodorami. Jeśli w cząsteczkach atomy węgla są połączone wiązaniami pojedynczymi, mówi się, że cząsteczki są nasycone. Jeśli są połączone jednym lub większą liczbą wiązań podwójnych, mówimy, że cząsteczki są nienasycone. Jako surowce petrochemiczne preferowane są nienasycone chemikalia, ponieważ są bardziej reaktywne chemicznie i można je łatwiej przekształcić w inne produkty petrochemiczne.

Różne składniki ropy naftowej wykorzystywane jako surowce do produkcji innych chemikaliów nazywane są surowcami. Surowce petrochemiczne można podzielić na trzy ogólne grupy: olefiny, związki aromatyczne i trzecią grupę obejmującą gaz syntezowy i substancje nieorganiczne. Do olefin, których cząsteczki tworzą proste łańcuchy i są nienasycone, zalicza się etylen, propylen i butadien. Etylen jest surowcem węglowodorowym stosowanym w największych ilościach w przemyśle petrochemicznym. Z etylenu wytwarza się na przykład glikol etylenowy, stosowany we włóknach i żywicach poliestrowych oraz w środkach przeciw zamarzaniu; alkohol etylowy, rozpuszczalnik i odczynnik chemiczny; polietylen stosowany w folii i tworzywach sztucznych; styren stosowany w żywicach, kauczuku syntetycznym, tworzywach sztucznych i poliestrach; i dichlorek etylenu w przypadku chlorku winylu stosowanego w tworzywach sztucznych i włóknach. Propylen wykorzystuje się do wyrobu takich produktów jak akryle, alkohole do wycierania, kleje epoksydowe i dywany. Butadien stosuje się do produkcji kauczuku syntetycznego, włókien dywanowych, powłok papierowych i rur z tworzyw sztucznych.

Aromaty to cząsteczki węglowodorów, które tworzą pierścienie i są nienasycone. Głównymi surowcami aromatycznymi są benzen, toluen, ksylen i naftalen. Benzen służy do produkcji styrenu, podstawowego składnika tworzyw polistyrenowych. Wykorzystuje się go również do produkcji farb, żywic epoksydowych, klejów i innych klejów. Toluen wykorzystuje się głównie do produkcji rozpuszczalników, dodatków do benzyny i materiałów wybuchowych. Ksylen stosuje się do produkcji tworzyw sztucznych i włókien syntetycznych oraz do rafinacji benzyny. Naftalen jest szczególnie stosowany w środkach owadobójczych.

Gaz syntezowy służy do produkcji amoniaku i metanolu. Amoniak wykorzystuje się głównie do wytworzenia azotanu amonu, będącego źródłem nawozów. Duża część produkowanego metanolu jest wykorzystywana do produkcji formaldehydu. Pozostała część wykorzystywana jest do produkcji włókien poliestrowych, tworzyw sztucznych i gumy silikonowej.

Co najważniejsze, przemysł petrochemiczny przyczynił się do zwiększenia możliwości zatrudnienia w całym kraju.

Produkty petrochemiczne są wykorzystywane do tworzenia większości przedmiotów codziennego użytku, których używamy. Od pojazdów po różnorodne urządzenia elektroniczne — prawie wszystkie rzeczy, których dziś używamy, są zasilane produktami petrochemicznymi lub z nich wykonane. Rosnące zapotrzebowanie na produkty doprowadziło do powstania większej liczby rafinerii i zakładów, a tym samym do stworzenia większej liczby miejsc pracy.

W rzeczywistości, według API, „przemysł naftowy i gazowy jest podstawą amerykańskiej gospodarki”. Przemysł tworzy i wspiera ponad 9 milionów amerykańskich miejsc pracy.

Ponadto oczekuje się, że przemysł petrochemiczny stanie się wiodącym sektorem w zakresie tworzenia miejsc pracy. Przewiduje się, że do 2030 r. utworzy około 700 000 miejsc pracy. Ponadto dodatkowe możliwości w branży offshore mogą skutkować utworzeniem do końca roku 100 000 nowych miejsc pracy na Florydzie.

Wszystkie te nowe możliwości zatrudnienia doprowadzą do zwiększenia dochodów budżetowych. Przewiduje się, że do 2030 roku przemysł petrochemiczny może zwiększyć przychody Stanów Zjednoczonych o 171 miliardów dolarów.