Кітай: утылізацыя хваставога газу этылену? 

Калі сапраўды, калі бачыш гэтае пытанне, першае, што прыходзіць у галаву – гэта тыповая памылка: быццам бы ?хваставы газ этылену? - гэта нейкая аднастайная субстанцыя, з якой можна працаваць па адзіным рэцэпце. На практыцы ж усё ўпіраецца ў пэўны склад, ціск і, галоўнае, эканоміку працэсу на пэўным заводзе. Многія праекты па ўтылізацыі правальваюцца не з-за тэхналогій, а з-за таго, што першапачаткова няправільна ацанілі гэтыя "хвосцікі".

Што хаваецца за тэрмінам ?хваставы газ??

Пачнём з асноў, якія чамусьці часта выпускаюць з-пад увагі ў агульных аглядах.Хваставы газ этылену– гэта не проста які адыходзіць струмень з калоны С2-сплітара. Яго склад - гэта кактэйль з этылену, этану, метану, вадароду, часам прапілену і ацэтылену. Працэнтныя суадносіны - ключавы фактар. На адной вытворчасці гэта можа быць паток з 60% этылену, на іншым - з 20%, разведзены азотам. І адразу становіцца зразумела, чаму ўніверсальнага рашэння няма.

Частая памылка на старце - спрабаваць прымяніць мембранны падзел або короткоцикловую адсорбцыю (КЦА) для патокаў з нізкім парцыяльны ціск мэтавых кампанентаў. Эфектыўнасць падае катастрафічна, капітальныя выдаткі не акупляюцца. Бачыў праект, дзе спрабавалі вылучыць этылен з патоку з агульным ціскам 3 бара і зместам этылену 15%. Мембраны проста не выйшлі на праектны каэфіцыент узбагачэння, устаноўка прастойвае.

Тут важна глядзець на крыніцу. Газ з усталёўкі піролізу, з усталёўкі дэгідрыравання этану ці, можа, скідныя газы з ёмістасцяў захоўвання? Ад гэтага залежыць не толькі склад, але і наяўнасць прымешак-ядаў для каталізатараў у наступных працэсах. Напрыклад, ацэтылен або СА могуць быць забойныя для сістэм гідрыравання або полімерызацыі, калі газ пойдзе на рэцыкл.

Асноўныя шляхі ўтылізацыі: не толькі тэорыя

Калі адкінуць прыгожыя прэзентацыі, на справе ў Кітаі масава прымяняюць некалькі напрамкаў. Першае - і самае відавочнае - вяртанне ў печ піролізу ў якасці паліўнага газу. Здаецца, проста і танна. Але тут ёсць нюанс: цеплатворная здольнасць такога хваставога газу моцна плавае. Калі не стабілізаваць склад паліўнай сумесі, можна атрымаць праблемы з тэмпературным рэжымам у гарэлках, лакальныя перагрэвы, падвышаны NOx. На шэрагу старых НПЗ так і робяць - проста спальваюць, але на сучасных комплексах з жорсткімі экалагічнымі нарматывамі гэта ўжо не пройдзе.

Другі шлях - вылучэнне і рэцыкл. Тут лідзіруюць тэхналогіі глыбокага астуджэння і нізкатэмпературнай дыстыляцыі. Але яны энергазатратныя. Апраўданы толькі пры вялікіх аб'ёмах і высокім утрыманні мэтавых С2+. Класічны прыклад - ўстаноўкаутылізацыі хваставога газу этыленуна комплексе Ningbo Heyuan, дзе з патоку з высокім утрыманнем этану і этылену іх вылучаюць і вяртаюць у галаву працэсу. Эканоміка сышлася з-за маштабу.

Трэці шлях, які набірае абароты, - выкарыстанне ў якасці сыравіны для сінтэзу. Напрыклад, гідрафарміляванне або прамое акісленне. Але гэта ўжо хімічная канверсія, якая патрабуе асобнага, часта капрызнага, каталітычнага працэсу. Укараняць такое рызыкоўна без дэталёвых пілотных выпрабаванняў. Ведаю выпадак на адным з заводаў у правінцыі Цзянсу, дзе спрабавалі наладзіць атрыманне прапіёнавага альдэгіду з этыленавага хваставога газу. Праект заглух на стадыі адпрацоўкі каталізатара - ён хутка дэзактываваўся з-за следавых колькасцяў серы.

Практычныя складанасці і? Падводныя камяні?

Вось аб чым рэдка пішуць у падручніках, але з чым сутыкаешся на кожнай пляцоўцы. Першае - ваганні складу. Піролізная печ - не гадзіннікавы механізм, склад сыравіны змяняецца, рэжымы карэктуюцца. І хваставы газ? плыве? разам з гэтым. Сістэма ўтылізацыі павінна быць разлічана не на асераднёныя значэнні, а на магчымы дыяпазон. Інакш у адзін? выдатны? дзень кампрэсар можа атрымаць неразліковую нагрузку, ці сепаратар перастане спраўляцца.

Другое - пытанні матэрыялазнаўства. Калі ў газе ёсць вільгаць і сляды кіслот, пры астуджэнні ніжэй за пункт расы пачынаецца карозія. Стандартная вугляродзістай сталі ў нізкатэмпературных секцыях можа не падысці. Даводзіцца закладваць нержавейку, што падаражае праект. А калі ў працэсе выкарыстоўваеццаадсорбцыяабо мембранны падзел, то прымешкі (нават у ppm) могуць незваротна атруціць адсарбент або закаркаваць мембраны.

Трэці галаўны боль - інтэграцыя новай сістэмы ўтылізацыі ў існуючую інфраструктуру завода. Часта няма вольнага месца, трэба ўрэзацца ў якія працуюць трубаправоды пад ціскам, узгадняць працяглыя прыпынкі. Часам эканамічны эфект ад утылізацыі з'ядаецца коштам гэтых мантажных і арганізацыйных прац.

Вопыт Chengdu Yizhi Technology: не панацэя, але сістэмны падыход

У кантэксце размовы аб інтэграцыі і практычнай рэалізацыі варта згадаць вопыт праектных інстытутаў. Адзін з іх -Chengdu Yizhi Technology Co.(даччыная структура Chengdu Huaxi Chemical Technology). Яны не прадаюць "чарадзейныя скрынкі", а працуюць як праектны інстытут поўнага цыклу. Іх сайтyzkjhx.ru- гэта, па сутнасці, партфоліё выкананых праектаў у нафтахіміі.

Што ў іхнім падыходзе каштоўна? Яны пачынаюць не з выбару тэхналогіі, а з дэталёвага аўдыту канкрэтнага патоку хваставога газу на канкрэтным заводзе. Бяруць спробы ў розны час сутак, пры розных рэжымах працы ўсталёўкі. Будуюць рэальную карціну, а не працуюць з пашпартнымі звесткамі. Потым ужо мадэлююць варыянты: дзесьці больш выгадна ставіць модуль папярэдняга.падзелу газаў, Каб павысіць канцэнтрацыю этылену перад рэцыклам, дзесьці - інтэграваць паток у сістэму паліўнага газу з папярэднім змешваннем і кантролем цеплатворнай здольнасці.

З іх практыкі: быў праект для завода па вытворчасці ПВХ, дзе хваставы газ з нізкім утрыманнем этылену (каля 25%) паспяхова інтэгравалі ў сістэму паліва для катлоў, але з усталёўкай сістэмы анлайн-аналізу і аўтаматычнага рэгулявання складу сумесі. Рашэнне не самае высокатэхналагічнае, але надзейнае і якое акупілася за кошт зніжэння закупак прыроднага газу. Іншы іх праект - рэдызайн сістэмы рэкуперацыі на этыленавым комплексе - дазволіў павялічыць вяртанне этылену на 2-3%, што пры вялікіх аб'ёмах дало значны эканамічны эфект.

Погляд у будучыню: трэнды і эканамічныя абмежаванні

Куды ўсё рухаецца? Трэнд - гэта, безумоўна, цыфравізацыя і прэдыктыўная аналітыка. Датчыкі анлайн-аналізу складу, звязаныя з сістэмай кіравання тэхналагічным працэсам (АСУТП), якія могуць прадказваць змены ў струмені і адаптаваць рэжым працы ўсталёўкі ўтылізацыі. Гэта ўжо не фантастыка, такія сістэмы пачынаюць укараняць.

Другі трэнд - мініяцюрызацыя і модульнасць установак. Не гіганцкія цэхі, а кампактныя, амаль кантэйнерныя, рашэнні для ўтылізацыі малых патокаў газу на сярэдніх і малых прадпрыемствах. Гэта можа стаць нішай.

Але галоўны абмежавальнік - і заўсёды ім быў - эканоміка. Цана на этылен на рынку, кошт электраэнергіі для працы крыягенных установак, тарыфы на выкіды CO2. Калі цана на прадукт нізкая, а энергія дарагая, то нават самая дасканалая тэхналогія ўтылізацыі этылену з хваставога газу будзе нерэнтабельная. Усе тэхнічныя рашэнні ўпіраюцца ў гэты просты разлік. Таму часта аптымальным рашэннем аказваецца не самае тэхналагічна выдасканаленае, а самае адаптаванае да мясцовых умоў і коштаў. Часам гэта проста пісьменна арганізаванае спальванне з рэкуперацыяй цяпла. І ў гэтым няма нічога ганебнага гэта і ёсць інжынерная практыка.