Çin: Etilen artık gazının kullanımı? 

Dürüst olmak gerekirse, bu soruyu gördüğünüzde aklınıza gelen ilk şey tipik bir yanılgıdır: “etilen kuyruk gazı mı?” – bu, tek bir tarife göre çalışılabilen bir tür homojen maddedir. Uygulamada her şey belirli bileşime, basınca ve en önemlisi belirli bir tesisteki prosesin ekonomisine bağlıdır. Pek çok geri dönüşüm projesi teknoloji yüzünden değil, bu "kuyrukların" başlangıçta yanlış değerlendirilmesi nedeniyle başarısız oluyor.

“Artık gaz” teriminin arkasında ne gizlidir?

Genel incelemelerde bazı nedenlerden dolayı sıklıkla gözden kaçırılan temel bilgilerle başlayalım.Etilen artık gazı– bu sadece C2 ayırıcı sütunundan bir çıkış değildir. Bileşimi etilen, etan, metan, hidrojen ve bazen propilen ve asetilenden oluşan bir kokteyldir. Yüzde önemli bir faktördür. Bir üretim tesisinde bu, nitrojenle seyreltilmiş %60 etilen içeren bir akış, diğerinde %20 etilen içeren bir akış olabilir. Ve neden evrensel bir çözümün olmadığı hemen anlaşılıyor.

Başlangıçta yapılan yaygın bir hata, hedef bileşenlerin düşük kısmi basınçlarına sahip akışlar için membran ayırma veya basınç çevrimli adsorpsiyon (PCA) kullanmaya çalışmaktır. Verimlilik felaket derecede düşüyor, sermaye maliyetleri karşılığını vermiyor. Toplam basıncı 3 bar ve etilen içeriği %15 olan bir akımdan etileni ayırmaya çalıştıkları bir proje gördüm. Membranlar tasarım zenginleştirme faktörüne ulaşamadı ve kurulum boşta kaldı.

Burada kaynağa bakmak önemli. Bir piroliz ünitesinden, etan dehidrojenasyon ünitesinden gelen gaz mı, yoksa depolama tanklarından gelen atık gazlar mı? Sadece bileşim değil, aynı zamanda sonraki işlemlerde katalizörler için zehirli safsızlıkların varlığı da buna bağlıdır. Örneğin asetilen veya CO, eğer gaz geri dönüştürülürse hidrojenasyon veya polimerizasyon sistemleri için yıkıcı olabilir.

Geri dönüşümün ana yolları: sadece teori değil

Güzel sunumların yanı sıra aslında Çin'de birçok alanda yaygın olarak kullanılıyor. Piroliz fırınına yakıt gazı olarak ilk ve en bariz geri dönüş. Basit ve ucuz görünüyor. Ancak burada bir nüans var: Bu tür artık gazların kalorifik değeri büyük ölçüde dalgalanıyor. Yakıt karışımının bileşimini stabilize etmezseniz, brülörlerdeki sıcaklık rejimi, yerel aşırı ısınma ve artan NOx ile ilgili sorunlarla karşılaşabilirsiniz. Bazı eski rafinerilerde bunu yapıyorlar - sadece yakıyorlar, ancak katı çevre standartlarına sahip modern komplekslerde bu artık işe yaramayacak.

İkinci yol ise ayırma ve geri dönüşümdür. Derin soğutma ve düşük sıcaklıkta damıtma teknolojileri burada lider konumdadır. Fakat enerji tüketiyorlar. Yalnızca büyük hacimler ve yüksek hedef C2+ içeriği için gerekçelendirilmiştir. Klasik bir örnek kurulumduretilen kuyruk gazı geri kazanımıNingbo Heyuan kompleksinde, yüksek etan ve etilen içerikli akışlar ayrıştırılarak proses kafasına geri döndürülüyor. Ekonomi ölçek nedeniyle birbirine yakınlaştı.

Hız kazanan üçüncü yol ise sentez için hammadde olarak kullanmaktır. Örneğin hidroformilasyon veya doğrudan oksidasyon. Ancak bu, ayrı ve genellikle kaprisli bir katalitik süreç gerektiren kimyasal bir dönüşümdür. Detaylı pilot testler yapılmadan bunun uygulanması risklidir. Jiangsu eyaletindeki fabrikalardan birinde, etilen artık gazından propiyonaldehit üretimini organize etmeye çalıştıkları bir vaka biliyorum. Proje, katalizör geliştirme aşamasında durdu; eser miktarda kükürt nedeniyle hızla devre dışı kaldı.

Pratik zorluklar ve tuzaklar

Ders kitaplarında nadiren yazılan, ancak her sitede karşılaştığınız şey budur. Birincisi kompozisyon dalgalanmalarıdır. Piroliz fırını saat gibi işleyen bir mekanizma değildir; hammaddelerin bileşimi değişir, modlar ayarlanır. Peki kuyruk gazı yüzüyor mu? bununla birlikte. Geri dönüşüm sistemi ortalama değerler için değil, olası bir aralık için tasarlanmalıdır. Aksi takdirde tek bir yerde? mükemmel? gün içinde kompresör makul olmayan bir yük alabilir veya ayırıcı artık başa çıkamayabilir.

İkincisi ise malzeme biliminin konularıdır. Gaz nem ve eser miktarda asit içeriyorsa, çiğlenme noktasının altına soğuduğunda korozyon başlar. Standart karbon çeliği düşük sıcaklıktaki bölümler için uygun olmayabilir. Projeyi daha pahalı hale getiren paslanmaz çelik monte etmeniz gerekiyor. Ve eğer süreçte kullanılırsaadsorpsiyonveya membran ayrılmasında, yabancı maddeler (ppm cinsinden bile olsa) adsorbanı geri dönülemez şekilde zehirleyebilir veya membranları tıkayabilir.

Üçüncü baş ağrısı ise yeni geri dönüşüm sisteminin mevcut tesis altyapısına entegrasyonudur. Çoğu zaman boş alan yoktur; basınç altında çalışan boru hatlarını kesmeniz ve uzun durakları koordine etmeniz gerekir. Bazen bertarafın ekonomik etkisi, bu kurulum ve organizasyon işlerinin maliyeti nedeniyle tüketilmektedir.

Chengdu Yizhi Teknolojisinin Deneyimi: her derde deva değil, sistematik bir yaklaşım

Entegrasyon ve pratik uygulamaya ilişkin bir konuşma bağlamında tasarım enstitülerinin deneyimlerinden bahsetmeye değer. Bunlardan biriChengdu Yizhi Teknoloji A.Ş.(Chengdu Huaxi Chemical Technology'nin bir yan kuruluşu). “Sihirli kutular” satmıyorlar, ancak tam zamanlı bir tasarım enstitüsü olarak çalışıyorlar. Web siteleriyzkjhx.ru– bu aslında tamamlanmış petrokimya projelerinden oluşan bir portföydür.

Yaklaşımlarında değerli olan şey nedir? Teknoloji seçimiyle değil, belirli bir tesisteki belirli bir artık gaz akışının ayrıntılı denetimiyle başlıyorlar. Numuneler günün farklı saatlerinde, tesisin farklı çalışma modlarında alınır. Gerçek bir resim oluşturuyorlar ve pasaport verileriyle çalışmıyorlar. Daha sonra seçenekleri modelliyorlar: bir yere bir ön modül kurmak daha karlıgaz ayırma, geri dönüşümden önce etilen konsantrasyonunu artırmak için bir yerde - ön karıştırma ve kalorifik değer kontrolü ile akışı yakıt gazı sistemine entegre edin.

Uygulamalarından: Düşük etilen içeriğine (yaklaşık% 25) sahip artık gazın kazanlar için yakıt sistemine başarılı bir şekilde entegre edildiği, ancak bir çevrimiçi analiz sisteminin kurulumu ve karışım bileşiminin otomatik kontrolü ile bir PVC üretim tesisi projesi vardı. Çözüm en ileri teknoloji olmasa da güvenilirdir ve doğal gaz alımlarını azaltarak kendini amorti eder. Projelerinden bir diğeri olan etilen kompleksindeki geri kazanım sisteminin yeniden tasarlanması, etilenin geri dönüşünün %2-3 oranında artırılmasını mümkün kıldı ve bu, büyük hacimlerde önemli bir ekonomik etki sağladı.

Geleceğe Bakış: Eğilimler ve Ekonomik Kısıtlamalar

Her şey nereye gidiyor? Trend elbette dijitalleşme ve tahmine dayalı analitiktir. Akıştaki değişiklikleri tahmin edebilen ve geri kazanım tesisinin çalışmasını uyarlayabilen bir proses kontrol sistemine (PCS) bağlı çevrimiçi bileşim analizi sensörleri. Bu artık bilim kurgu değil; bu tür sistemler uygulanmaya başlandı.

İkinci trend ise tesislerin minyatürleştirilmesi ve modülerleştirilmesidir. Devasa atölyeler değil, orta ve küçük işletmelerde küçük gaz akışlarının kullanımına yönelik kompakt, neredeyse konteyner bazlı çözümler. Bu bir niş haline gelebilir.

Ancak asıl sınırlayıcı - ve her zaman öyle olmuştur - ekonomidir. Piyasadaki etilenin fiyatı, kriyojenik tesislerin işletilmesi için elektriğin maliyeti, CO2 emisyon tarifeleri. Ürünün fiyatı düşük ve enerji pahalıysa, etilenin artık gazdan geri dönüştürülmesine yönelik en ileri teknoloji bile kârsız olacaktır. Tüm teknik çözümler bu basit hesaplamaya bağlıdır. Bu nedenle, çoğu zaman en uygun çözüm, teknolojik açıdan en gelişmiş çözüm değil, yerel koşullara ve fiyatlara en uygun çözümdür. Bazen ısı geri kazanımlı, iyi organize edilmiş bir yanma söz konusudur. Ve bunda yanlış bir şey yok - bu mühendislik uygulamasıdır.