Çin: Etilen gazı kullanımı, teknoloji? 

İnsanlar Çin'de etilen içeren gazların kullanımından bahsettiğinde, çoğu kişinin aklına hemen yeni petrokimya komplekslerindeki dev piroliz tesisleri geliyor. Ancak pratikte karşılaşılan gerçeklik genellikle daha karmaşıktır. Asıl zorluk, kaynak çeşitliliği ve kompozisyonda olduğu kadar ölçekte değil. Bunlar yalnızca etilen konsantrasyonunun yüksek olduğu piroliz tesislerinden gelen gazlar değil, aynı zamanda katalitik parçalamadan kaynaklanan yan akımlar, etilenin bir etan-propilen fraksiyonu, metan ve hidrojen ile seyreltilebildiği çeşitli işlemlerden kaynaklanan atık gazlardır. Eğlencenin ve bazen de baş ağrısının başladığı yer burasıdır: Böyle bir “kokteylden” nasıl değer elde edilir? ekonomik olarak haklı.

Teoriden "saha koşullarına": sıklıkla gözden kaçırılan şey

Ders kitaplarında her şey uyumlu görünüyor: seç, yaz, dönüştür. Aslında, örneğin modernize edilmiş birçok rafineriden birine vardığınızda, karşılaştığınız ilk şey karlılık sorunudur. Teknoloji olabilir, ancak uygulanması enerji verimliliği ve ürünün nihai maliyeti konularına bağlıdır. Örneğin, saf etileni seyreltik akışlardan ayırmaya yönelik klasik düşük sıcaklıkta ayırma, enerji yoğun bir işlemdir. Gaz hacimleri çok büyük değilse ve onu toplamaya yönelik altyapı dağınıksa proje hiçbir zaman karşılığını alamayabilir.

Bu nedenle, bu tür akışlarda asetilen ve MAPD'nin (metil asetilen ve propadien) seçici hidrojenasyonuna yönelik teknolojilerin aktif olarak geliştirilmesi. Görev sadece etilen elde etmek değil, aynı zamanda onu örneğin polietilenin daha ileri sentezi için uygun olan gerekli saflıkta elde etmektir. Çinli mühendislik şirketleriChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş., burada aktif olarak çalışıyorlar, belirli hammadde bileşimleri için katalizörler ve şemalar uyarlıyorlar. Web sitelerindeyzkjhx.rukendilerini kimyasal teknolojilere dayanarak oluşturulmuş bir tasarım enstitüsü olarak konumlandırdıklarını görebilirsiniz. Bu önemli bir nüanstır - "standart dışı" bir çözüm seçmenize izin veren sadece ekipman satışı değil, proje yaklaşımıdır. gaz.

Yaygın bir hata, tüm gaz türleri için aynı proses akış şemasını uygulamaya çalışmaktır. Yüksek inert içeriğe sahip gazlar için standart absorpsiyon kolonları kurmaya çalıştıkları projeler gördüm. Sonuç, düşük iyileşme ve sürekli ayarlama sorunlarıdır. Şemayı revize etmek ve ön membran veya adsorpsiyon saflaştırmasını eklemek zorunda kaldım. Bu maliyeti artıracaktır ancak bu olmadan zaman kaybı olur.

Teknolojik bulmaca: emilimden membranlara

Peki masada hangi seçenekler var? Etilen salınımı hakkında konuşursak, derin soğutmaya ek olarak, örneğin zeolitler veya MOF'ler (metal-organik çerçeveler) kullanan adsorpsiyon yöntemleri de vardır. İkincisi, Çin'de aktif olarak üzerinde çalışılan umut verici bir alandır. Ancak yine endüstriyel ölçekte her şey adsorbanın hidrojen sülfür veya su gibi yabancı maddelerin varlığındaki stabilitesine bağlıdır. Laboratuvar başarıları ve gerçek bir kurulum üzerinde çalışmak çok farklı iki şeydir.

Diğer bir yol ise onu seçmek değil, doğrudan kullanmaktır. Etilenin benzin fraksiyonlarına veya dimerlere katalitik oligomerizasyonu. Teknoloji prensipte yeni değil ancak etilen yan akımlarının kullanımı için kullanılması ilginç bir iştir. Sorun katalizördedir: Zehirlenmeye dayanıklı olmalı ve değişken yükler altında çalışmalıdır, çünkü akış bir yan akımdır ve hacmi sabit değildir. Sichuan eyaletindeki bazı kimya işletmelerinde bu tür çözümlerin kullanılmaya çalışıldığını duydum. Sonuçlar belirsizdi: Hedef fraksiyonların verimi dalgalanıyordu ve bazen seçicilik düşüyordu. Ancak girişimlerin gerçeği, esnek çözüm arayışından bahsediyor.

Membran ayırma son moda bir konudur. Ana kurulumdan önce akışın etilen ile ön zenginleştirilmesi için - bazen çok iyi çalışır. Ancak anahtar kelime "bazen"dir. Membranlar basınca, sıcaklığa ve yine yabancı maddelere karşı duyarlıdır. Gaz önceden hazırlanmazsa membran hızla arızalanır. Bu nedenle çoğu zaman zincirin yalnızca bir adımıdır. Membran ayırmayı kısa döngülü ısısız adsorpsiyon (SCA) ile birleştirdikleri bir proje gördüm. Orta derecede etilen konsantrasyonuna sahip bir akış için kompakt ve oldukça etkili olduğu ortaya çıktı.

Pratik durum ve tuzaklar

Bitkinin adını vermeden size spesifik bir durumdan bahsedeceğim. Görev, etilenin nitrojen ve metanla karıştırıldığı bir tesisten gelen atık gazdan yararlanmaktı. Etilen konsantrasyonu yaklaşık %15'tir. Onu satışa tahsis etme seçeneği hemen söz konusu değildi: pahalıydı. Isı üretmek için onu kendi fırınımıza gönderme seçeneğini düşündük, ancak gazın kalori içeriği oldukça düşüktü.

Sonunda, etilen oksit üretmek için işlenmiş zeolit ​​içeren bir reaktörde katalitik oksidasyon içeren bir şemaya mı karar verdiniz? Hayır, böyle bir akış için çok karmaşık olurdu. Etilen konsantrasyonunu artırmak için yabancı maddelerin seçici katalitik yakılması yolunu izlemeye ve ardından bunu daha yüksek kalitede bir yakıt gazı olarak mevcut ağa sağlamaya karar verdik. Basit görünebilir. Ancak başlangıç ​​aşamasında, gazda periyodik olarak başka bir tesisten gelen organoklorin bileşiklerinin izlerinin ortaya çıktığı ortaya çıktı. Katalizör beklenenden daha hızlı devre dışı kalmaya başladı. Girişe acilen ek bir karbon filtre takmak zorunda kaldık, bu da hidroliği ve adsorban değiştirme programını değiştirdi. Önemsememek? Hayır, bu her zaman fizibilite çalışmalarında yazılmayan tipik bir "tuzaktır".

İşte böyle durumlarda farklı senaryoları görmüş bir tasarım enstitüsünün deneyimi değerli oluyor. ŞirketChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.Huaxi Technology tarafından oluşturulan, kayıtlı sermayesi 120 milyon yuan olan bir tasarım enstitüsü olarak, konuya genellikle sistematik bir şekilde yaklaşıyor: sadece "tesisi teslim edelim mi?" değil, ilk olarak hammaddelerin ayrıntılı bir analizini yapıyor, işletmedeki tüm akış lojistiğine bakıyor ve kompozisyonu değiştirmenin olası risklerini değerlendiriyor. Bu, bir yükleniciyi teknoloji ortağından ayıran tam da “tasarım”dır.

Karar verici bir faktör olarak ekonomi

Sonuçta etilen geri dönüşüm teknolojisinin seçimi paraya bağlıdır. Yalnızca sermaye harcamalarında (CAPEX) değil, aynı zamanda işletme giderlerinde (OPEX) de. Aynı adsorpsiyon, adsorbanın yenilenmesi, basıncın korunması için membranlar ve elektrik için derin soğutma maliyetleri gerektirir. Bu nedenle artık sadece "ne kadar etilen tasarrufu sağlayacağız?" sorusunu değil, "tüm döngü boyunca ne kadar katma değer elde edeceğiz?" sorusunu da düşünüyorlar.

İlginç bir trend, yan ürün gaz geri kazanım tesislerinin genel "dairesel" şemaya entegrasyonudur. işletme ekonomisi. Yani etilen akışı atık olarak değil, aynı tesisteki başka bir proses için hammadde olarak değerlendirilmektedir. Örneğin etilbenzen sentezi veya oksietilasyon için uygun üretim tesisleri varsa. Bu, lojistik maliyetlerini azaltır ve genel marjları artırır. Ancak bu, tesis çapında yetkin bir plan gerektirir ve böyle bir planın tasarlanması tam da güçlü mühendislik şirketlerinin görevidir.

Aynı zamanda, enerji kaynakları ve polimerler için mevcut fiyatlar göz önüne alındığında, en ekonomik seçeneğin, ısı geri kazanımlı enerji santrallerine yanma için gaz göndermek olduğu da görülmektedir. Ve bu bir yenilgi değil, dengeli bir iş kararıdır. Geri dönüşüm teknolojisi ekonomik koşullara uygun olmalıdır. Makul bir sürede kendini amorti etmeyecek ileri teknoloji çözümleri kovalamak bir hatadır.

Geleceğe bakmak: esneklik ve dijital

Her şey nereye gidiyor? Bana göre anahtar kelimeler esneklik ve uyarlanabilirliktir. Yan ürün gazlarının akışları sabit değildir ve bileşimleri değişebilir. Gelecekteki kurulumlar muhtemelen daha modüler olacak ve gelen ham maddelerin kalitesine bağlı olarak parametrelerin ve hatta süreç zincirinin hızlı bir şekilde yeniden yapılandırılmasına olanak tanıyacak. Belki membranları ve adsorpsiyonu birleştiren hibrit şemalar daha yaygın hale gelecektir.

Dijitalleşme de rol oynuyor. Bu tür tesislerde APC (gelişmiş proses kontrolü) sistemlerinin uygulanması, onların operasyonlarını gerçek zamanlı olarak optimize etmelerine ve değişikliklere uyum sağlamalarına olanak tanır. Bu artık bir fantezi değil, gerçek projeler. Sıcaklıkları, basınçları ve akış hızlarını ayarlayan bir kontrol algoritmasıyla ilişkili, girişteki gaz bileşiminin çevrimiçi analizine yönelik sensörler - bu, çalışmanın verimliliğini ve kararlılığını ciddi şekilde artırır.

Ve elbette daha seçici, kararlı ve daha ucuz katalizörler üzerinde çalışmalar devam ediyor. Özellikle seyreltik etileni doğrudan değerli ürünlere dönüştüren işlemler için. Burada hem bilimsel enstitülerin hem de uygulamalı mühendislik merkezlerinin gelişmesi için yer var. Önemli olan aralarındaki bağlantının güçlü olmasıdır, böylece laboratuvar geliştirmeleri hızlı bir şekilde pilot endüstriyel testlere doğru ilerlemektedir. Bu bakımdan buna benzer bir yapıChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.Daha büyük bir teknoloji şirketinin (Huaxi Technology) bir proje parçası olan , mantıklı görünüyor - teorik gelişmeler hızlı bir şekilde pratik uygulamaya giden yolu bulabilir.

Genel olarak Çin'de etilen içeren gazların kullanılması konusu henüz kapanmamıştır. Bu sadece “atıktan kurtulmak” değil, sürekli değişen ekonomik ve çevresel çerçevede her metreküp gazdan maksimum değer elde etmek anlamına geliyor. Ve burada kazanan, en karmaşık teknoloji değil, en akıllı ve fabrikadaki gerçek hayata uyarlanmış teknolojidir.