Témata
Zdroj: Orlen Unipetrol RPA

Made in Česko: Strategický produkt z Litvínova

DCPD neboli dicyklopentadien je surovina, která je díky svým vlastnostem celosvětově velmi vysoce ceněna. Je určena pro chemický průmysl, kde nachází uplatnění v rámci produktů pro stavebnictví, automobilový průmysl, farmaceutický průmysl či elektroniku. Jednotka na výrobu tohoto cenného produktu se nachází ve společnosti Orlen Unipetrol RPA v Litvínově a je výsledkem dlouhodobého společného projektu českých vědců a pracovníků z komerční sféry. Tvůrci projektu za jeho realizaci obdrželi v loňském roce Cenu Inženýrské akademie.

Hana Janišová

Vystudovala Divadelní fakultu AMU. Většinu svého profesního života pracovala jako redaktorka v rozličných periodikách nebo na PR pozicích ve firmách různého zaměření, naposled z oblasti informačních technologií.
Osobně jí jsou blízká nejen témata týkající se techniky a technologií, ale například také z oblasti sociální nebo školství a další.
Pro MM Průmyslové spektrum pracuje od roku 2017. Její stěžejní mimopracovní aktivitou je ochrana zvířat.

Reklama

DCPD neboli dicyklopentadien je uhlovodík s chemickým vzorcem C10H12, který vzniká spojením dvou molekul cyklopentadienu. Odborně se této reakci říká Dielsova-Alderova cykloadice. V současné době představuje objem jeho výroby v Litvínově okolo 20 000 tun DCPD ročně, přičemž maximální kapacita výroby je až 26 000 tun za rok. Instalovaná kapacita tak představuje přibližně 25 % celkové produkce v Evropě.

Otázkou, jak izolovat dicyklopentadien, se začali litvínovští chemici zabývat již po spuštění a provozní stabilizaci ethylenové jednotky v Litvínově po roce 1982, tedy před více než 40 lety. Od té doby se na problematice možné izolace DCPD vystřídalo více než 30 výzkumníků.

Společné foto oceněných při přebírání Ceny Inženýrské akademie. Zleva: Vojtěch Petráček (prezident IA ČR), Zuzana Fulínová (dcera zesnulého spoluautora Petra Fulína), Jiří Krupka, Tomáš Herink a Josef Pašek. (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

Cílem projektu bylo nalézt způsob izolace uhlovodíků, které jsou produkovány jako vedlejší produkty ve výrobních jednotkách petrochemie, mají vyšší přidanou hodnotu a jsou zároveň dobře uplatnitelné na trhu. DCPD je právě jedním z takových příkladů,“ vysvětluje jeden z hlavních autorů projektu, prof. Ing. Tomáš Herink, Ph.D., ředitel pro výzkum a vývoj ve společnosti Orlen Unipetrol RPA v Litvínově, a dodává: „Realizace projektu by se dala formálně rozdělit do tří fází. První fáze byla o výzkumu a vývoji technologie, kde jsme společně s týmem prof. Josefa Paška z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze navrhli vhodný způsob výroby a vypracovali technologii na izolaci DCPD v širokém rozmezí komerčních kvalit. Tato fáze trvala přibližně osm let. Druhou fází byla tzv. komercionalizace, kde jsme museli pro náš produkt získat potenciální zákazníky, přesvědčit je o dobré kvalitě budoucího produktu a přenést jejich potenciální zájem do čísel a cenových formulí tak, abychom byli schopni investici předložit akcionářům společnosti, obhájit návratnost a získat souhlasné stanovisko pro realizaci. Poslední fází byla samotná výstavba, která trvala celkem 24 měsíců. Stavbu jako takovou jsme realizovali se společností Intecha. Jednotku jsme dokončili jeden den před původně plánovaným termínem a bez překročení rozpočtu, který ve finále činí 831 mil. Kč.

Dne 5. května 2021 byla na stavbě jednotky při výkopových pracích nalezena nevybuchlá letecká puma z druhé světové války. Celý areál Chemparku musel být evakuován. Policejní pyrotechnici nakonec leteckou pumu odvezli a řízeně zneškodnili. (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

Vyřešit problém barevnosti

Vlastní izolace technického DCPD se skládá ze tří navazujících celků: nejprve je zařazena dimerace volného monomeru cyklopentadienu obsaženého v surovině, konkrétně v tzv. lehkém pyrolýzním benzinu. Následuje rektifikační separace uhlovodíků od DCPD a ve finální fázi je zařazena kolona sloužící ke snížení žlutosti výsledného produktu DCPD.

Surovina, tedy lehký pyrolýzní benzin, obsahuje minimálně 150 uhlovodíků, z nichž většina se separuje rektifikací celkem snadno. Nicméně část uhlovodíků je velmi těžko separovatelných vzhledem k blízkým bodům varu s DCPD. Kromě toho jsou v surovině obsaženy nebo postupně vznikají intenzivně žluté látky, které způsobují, že je DCPD žlutý a nesplňuje komerční požadavek na maximální barevnost,“ říká Tomáš Herink.

Celosvětově kapacita litvínovské jednotky pokrývá přibližně 6 až 7 % globální produkce, přičemž největší výrobci jsou zejména v Číně, USA a Japonsku. Nová jednotka navíc vypadá velmi efektně. (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

Bez vyřešení problému barevnosti však nebylo možné definitivní proces navrhnout. V rámci vývoje technologie tedy právě této otázce věnovali tvůrci projektu maximální úsilí. Zjistili tak, že jsou v matrici žluté látky níževroucí i výševroucí, a že za určitých okolností dokonce žluté látky vznikají, a naopak zanikají.

Reklama
Reklama
Reklama

Ve finále se nám podařilo navrhnout způsob rektifikace tak, abychom se dokázali žlutých látek efektivně zbavit. Tento způsob rektifikace lehkého pyrolýzního benzinu je předmětem našeho společného patentu a lze jej označit za unikátní. Podle nám dostupných informací takový způsob výroby nikdo jiný zatím neaplikoval,“ konstatuje Tomáš Herink.

V současné době je objem výroby DCPD v této jednotce okolo 20 000 tun ročně, přičemž maximální kapacita výroby je až 26 000 tun za rok. (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

Dobrodružný 5. květen 2021

Jak již bylo řečeno, myšlenkou izolovat DCPD se litvínovská chemička zabývala již od 80. let minulého století, nicméně tento projekt od návrhu konkrétní technologie přes komercionalizaci až po realizaci se datuje od roku 2000. Mezi roky 2000 a 2008 totiž pánové Tomáš Herink a Petr Fulín vyvinuli, společně s kolegy z VŠCHT v Praze prof. Josefem Paškem a Jiřím Krupkou, vlastní technologii. V průběhu let 2004–2007 navázali spolupráci se zahraničními firmami (výrobci produktů z dicyklopentadienu), s nimiž testovali vlastní dicyklopentadien různé kvality a výsledky promítali do nastavení technologie. Tu v roce 2012 patentovali.

Částka 831 mil. Kč pokryla inženýrské a projektové činnosti, přípravu staveniště, realizaci rektifikační linky a reaktorů, tankoviště, rekonstrukci budovy laboratoře a velína, plničku autocisteren i tréninkový simulátor pro výcvik nových operátorů. (Na snímku transport a zdvih rektifikační kolony.) (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

V roce 2007 jsme představili investiční projekt realizace technologie s kapacitou 26 000 tun dicyklopentadienu za rok tehdy novým majitelům Unipetrolu, společnosti PKN Orlen Group, kteří počátkem ledna 2008 schválili spuštění investice,“ vzpomíná Tomáš Herink. „Realizaci však pozastavila hospodářská recese a celosvětová ekonomická krize v roce 2008. Od roku 2017 jsme úspěšně obnovili jednání s potencionálními zákazníky a rovněž vedením společnosti PKN Orlen Group a investice byla v květnu 2020 schválena znovu do realizace. Jednotka byla úspěšně uvedena do zkušebního provozu dne 30. srpna 2022, finalizace všech legislativních požadavků proběhla v prosinci 2023 a jednotka je od ledna 2024 již v trvalém provozu. Měli jsme přitom obrovské štěstí, neboť mnoho materiálu a zařízení bylo objednáno a zasmluvněno ještě před válkou na Ukrajině, takže nás nijak zásadně neovlivnila. Jednotka je k dnešnímu dni v provozu bez přerušení a výkyvů dle našeho originálního návrhu.

Výstavba jednotky a výstavba tankoviště (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

Celkový rozpočet projektu činil 831 mil. Kč. Tato částka pokryla inženýrské a projektové činnosti, přípravu staveniště, realizaci rektifikační linky a reaktorů, tankoviště, rekonstrukci budovy laboratoře a velína, plničku autocisteren, a kromě jiného i tréninkový simulátor pro výcvik nových operátorů, jichž bylo na jednotku plánováno celkem 20.

Analytická laboratoř jednotky DCPD (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

Podle slov Tomáše Herinka z průběhu realizace projektu stojí za zmínku i událost z 5. května 2021, kdy byla na stavbě jednotky při výkopových pracích asi ve čtyřech metrech pod úrovní terénu nalezena nevybuchlá letecká puma z druhé světové války o váze 250 kilogramů. Celý areál Chemparku, kde pracovalo bezmála 5 500 lidí, musel být proto evakuován a silnice mezi Litvínovem a Mostem byla na několik hodin zcela uzavřená. Policejní pyrotechnici nakonec leteckou pumu odvezli mimo areál a řízeně zneškodnili.

Reklama

Akademický a komerční sektor ruku v ruce

Jaký však byl důvod k tomu, že projekt vznikl právě v litvínovském závodě?

Odpověď je velmi jednoduchá: protože zde v Litvínově se nachází Ethylenová jednotka, která produkuje pyrolýzní benzin, v němž je DCPD obsažený. S touto Ethylenovou jednotkou je jednotka DCPD přímo propojena potrubím,“ vysvětluje Tomáš Herink.

Venkovní operátoři jednotky DCPD (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

Jak již bylo řečeno, instalovaná kapacita výroby DCPD v Litvínově představuje přibližně 25 % celkové produkce v Evropě. Dalšími producenty jsou zde nizozemský Dow Chemical (20 kt.rok–1), francouzský ExxonMobil (20 kt.rok-1), Shell v Nizozemí (19 kt.rok-1) a Versalis v Itálii (12 kt.rok-1). Celosvětově pak kapacita litvínovské jednotky pokrývá přibližně 6 až 7 % globální produkce, přičemž největší výrobci jsou zejména v Číně, USA a Japonsku.

Ekonomický přínos projektu lze vyčíslit již nyní: investice by měla být návratná do 6–8 let, a díky ní mimo jiné vzniklo ve společnosti Orlen Unipetrol RPA v Litvínově 20 nových pracovních míst.

V současné době skupina Orlen uvažuje o možnosti zrealizovat stejnou jednotku jako součást petrochemického komplexu Orlen v polském Plocku.

Velín jednotky DCPD (Zdroj: Orlen Unipetrol RPA)

Velmi důležitou souvislostí celého projektu je nejen jeho finanční stránka, ale i skutečnost, že se v jeho průběhu jednoznačně prokázalo, jak přínosné je spojení akademického a průmyslového sektoru.

Realizovaný projekt byl skutečně ukázkou dobře fungujícího propojení akademického a průmyslového prostředí, které vedlo k realizaci investice,“ uzavírá Tomáš Herink. „Role akademického prostředí byla soustředěna více na základní výzkum, v tomto konkrétním případě například na detailní studium kinetiky vzájemných cykloadičních reakcí všech významných dienů obsažených v lehkém pyrolýzním benzinu. Oproti tomu role průmyslového neboli aplikovaného výzkumu byla soustředěna na stanovení všech možných vlivů a podmínek provozu Ethylenové jednotky na množství a kvalitu DCPD a dále na hledání optimálních podmínek navrhované technologie tak, aby bylo možné produkt úspěšně uvést na trh v požadované kvalitě. Ze strany odborné veřejnosti cítíme, že celý náš projekt je pozitivně vnímán, což nás moc těší. I Cena Inženýrské akademie, které si velice vážíme, je toho důkazem...

Prof. Ing. Tomáš Herink, Ph.D.
Je ředitelem pro výzkum a vývoj ve skupině ORLEN Unipetrol a členem správní rady Nadace ORLEN Unipetrol. Ve skupině ORLEN Unipetrol začal pracovat již během studií. Vzdělání získal na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze, kterou absolvoval v roce 1999 v oboru organická technologie. O tři roky později tam získal titul Ph.D., v roce 2010 se stal docentem a v roce 2024 profesorem. Tomáš Herink je i vysokoškolským pedagogem a dlouhodobě propaguje propojení vzdělávání s praxí. Má za sebou řadu publikovaných článků a přednášek v Česku i v zahraničí. Zasloužil se mimo jiné o založení Univerzitního centra VŠCHT Praha- Fakulta strojní ČVUT - ORLEN Unipetrol, které od roku 2015 sídlí přímo ve výrobním areálu ORLEN Unipetrolu v Litvínově Záluží. Na základě jeho vědeckého bádání ORLEN Unipetrol uvedl do provozu zcela novou jednotku na výrobu kapalného uhlovodíku dicyklopentadien, který je získáván unikátním technologickým postupem.


Vydání #1,2
Kód článku: 250117
Datum: 05. 02. 2025
Rubrika: Servis / Výzkum a vývoj
Související články
Dvoupotrubní dávkovače v systémech mazání

Dávkovače pro dvoupotrubní centrální mazací systémy (CMS) mohou být dvoukomorové nebo jednokomorové. V obou případech má schéma zapojení svá specifika a určité přednosti i nevýhody. V tomto článku se věnujeme novým způsobům zapojení, jež dokážou některé nevýhody eliminovat a za rozumnou cenu zajistit spolehlivé mazání strojů.

Jednokomorové dvoupotrubní dávkovače do CMS

Na rozdíl od stávajících dvoukomorových dávkovačů se šoupátkovými rozváděči, např. zn. Lincoln, jsou nové jednokomorové dávkovače řady 2D a 2DD nesrovnatelně jednodušší. Nový princip plnění dávkovacích komor prostřednictvím dvojice jednosměrných ventilů V1-V2 v sobě skrývá potenciál uspokojit poptávku po levném mazání tukem i pro běžné stroje a strojní zařízení. S tím byla odborná veřejnost seznámena v článku MM Průmyslové spektrum 11/2018, nazvaném Nová koncepce dvoupotrubních CMS.

Přidaná hodnota v technologii obrábění

V tomto příspěvku bych se rád vrátil ke své návštěvě japonské firmy Kyocera. V jednom z mých minulých textů (viz www.mmspektrum.com/170111) jsem představil unikátní systém řízení pomocí takzvaných améb, který vyvinul zakladatel firmy Kyocera Dr. Kazuo Inamori. Díky tomuto systému a japonské píli a umu se firma dostala na světovou špičku v řadě oborů. Na základě osobních zkušeností pak mohu prohlásit, že to platí také pro divizi řezných nástrojů. Například rychloposuvové frézy Kyocera vysoce překračují produktivitu, která je u nás i v Evropě standardní.

Související články
Pořádná špona je dnes věda

S obráběním, vrtáním pomocí nástroje začali pravděpodobně jako první už staří Egypťané cca 4 000 let před naším letopočtem, přičemž využívali tětivu luku – základ smyčcového soustruhu. Potom přišel středověk, dále Leonardo da Vinci a návrh prvního soustruhu… Technologie třískového obrábění ale v porovnání s dnešní dynamikou vývoje postupovala jen pomalu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Pokročilé mazání pro úspornost a spolehlivost

Věda a výzkum přinášejí zcela unikátní řešení i pro procesy zdánlivě zavedené a v oblastech, kde by inovace laik neočekával. Každý pozitivní a použitelný krok ke zlepšení klimatické situace naší planety je přínosem a jednou z nesmírně efektivních, užitečných, a vlastně poměrně snadných a finančně nenáročných záležitostí. Takovými by mohly být aplikace pokročilých tribologických řešení především pro dopravu, průmysl a výrobu energií.

Aditiva s nanočásticemi a vlastnosti procesních kapalin

Myšlenka, že lze v různých výrobních procesech použít kovoobráběcí kapaliny - Metalworking Fluids (MWF), aby se zajistila kvalita obrobku, snížilo opotřebení nástroje a zvýšila produktivita procesu, je velmi stará. Už Leonardo da Vinci vytvořil několik testovacích sestav umožňujících analýzu tření za různých podmínek.

Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Jak efektivně využívat vodu? 85 % českých firem s ní plýtvá

Statisíce až miliony korun ročně – takovou ztrátu může firmám způsobit nedostatečná péče o vodu v průmyslových odvětvích napříč spektrem. Podle společnosti Aquarex Waterprofit, která se specializuje na řešení pro úpravu a management vody, přitom čirou tekutinu koncepčně neřeší valná většina českých společností – 85 % procent z nich s ní plýtvá. Velké ztráty v tomto směru hlásí chemický, energetický či potravinářský průmysl, ale i strojírenství.

Elektronika snižuje riziko požárů

Nadarmo se oheň nepřirovnává k dobrému sluhovi, ale zlému pánovi. Historie je plná názorných příkladů o obou aspektech tohoto živlu, který jednak výrazně pomohl rozvoji civilizace, jednak také zničil mnoho výsledků lidského snažení. V laboratoři zaměřené na fyzikální hlediska a na spolehlivost detektorů vzhledem k jejich umístění v provozní síti lze najednou testovat až 40 tisíc detektorů.

Pomocník pro plánování výroby

Většina lidí dnes ví, že žádná firma, která chce být konkurenceschopná, neobejde bez kvalitního ERP. Díky němu lze především řídit procesy, a to doslova všechny. Ne každý si však uvědomuje, jak velké mohou být rozdíly mezi systémy pro jednotlivé oblasti podnikání. Asi nejsofistikovanější ERP najdeme bezesporu ve výrobních firmách.

Novinky značky IMAO pro upínání obrobků

V dnešní době je velká poptávka po efektivní produkci různorodých výrobků v malém objemu a klíčem k vyšší produktivitě je použití přípravků, které lze flexibilně přizpůsobit mnoha různým obrobkům. Upínací prvky ONE-TOUCH se vyrábějí v mnoha různých provedeních, snadno z nich lze vybrat prvky vhodné pro upnutí požadované součásti. Upnutí a odepnutí součásti je jednoduché, bez použití dalšího nářadí a rychlé, zkracuje se čas potřebný pro manipulaci s obrobkem a tím i celkové náklady na výrobu.

Budoucnost zkušebnictví

Společnost AV Engineering, a. s., je v ČR známa především ve spojení s produkty PTC - PTC Creo, Windchill nebo Vuforia a Thingworx. Její dceřiná společnost AV R&D, s. r. o., se zabývá zakázkovým vývojem výrobků, technickými výpočty, simulacemi a v neposlední řadě také zkouškami a testováním výrobků.

Revoluce udržitelnosti: Inovativní materiály zítřka

Ekologické alternativy technických materiálů dnes pronikají napříč nejrůznějšími odvětvími – od stavebnictví přes obaly a módu až po automobilový průmysl. Již dnes je například možné postavit dům z konopného betonu, zabalit elektroniku do myceliového obalu, obléct si oděv z „kůže“ vypěstované z podhoubí nebo jezdit autem, které obsahuje díly z rostlinných biopolymerů.

Revoluce udržitelnosti: Bezuhlíková ocel je pouze zdánlivý paradox

Výroba oceli je dlouhodobě strategickým odvětvím, na němž nevyhnutelně stojí obrovská část strojírenské výroby. Jak může být ocel „bezuhlíková”, když je uhlík její nedílnou součástí? Odpovědí je změna výrobního procesu – nové technologie, které místo uhlíku využívají vodík a zelenou elektřinu, již v dnešní době přispívají k dekarbonizaci tohoto odvětví.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit