Kina: användning av etylengas? 

För att vara ärlig, när du ser den här frågan, är det första som kommer att tänka på en typisk missuppfattning: att "etylengas?" – det här är någon sorts homogen substans som kan arbetas med enligt ett enda recept. I praktiken beror allt på den specifika sammansättningen, trycket och, viktigast av allt, ekonomin i processen vid en viss anläggning. Många återvinningsprojekt misslyckas inte på grund av teknik, utan på grund av att dessa "svansar" initialt missbedömdes.

Vad döljer sig bakom begreppet "bakgas"?

Låt oss börja med grunderna, som av någon anledning ofta förbises i allmänna recensioner.Eten avgas– det här är inte bara ett utflöde från C2-delarkolonnen. Dess sammansättning är en cocktail av eten, etan, metan, väte och ibland propen och acetylen. Procenten är nyckelfaktorn. På en produktionsplats kan detta vara en ström med 60% eten, vid en annan - med 20%, utspädd med kväve. Och det blir genast klart varför det inte finns någon universallösning.

Ett vanligt misstag i början är att försöka använda membranseparation eller tryckcykeladsorption (PCA) för flöden med låga partialtryck av målkomponenterna. Effektiviteten sjunker katastrofalt, kapitalkostnaderna betalar sig inte. Jag såg ett projekt där man försökte separera eten från en ström med ett totaltryck på 3 bar och en etenhalt på 15%. Membranen nådde helt enkelt inte designberikningsfaktorn, och installationen är inaktiv.

Det är viktigt att titta på källan här. Gas från en pyrolysenhet, från en etandehydreringsenhet eller kanske avgaser från lagringstankar? Inte bara sammansättningen utan även närvaron av giftiga föroreningar för katalysatorer i efterföljande processer beror på detta. Till exempel kan acetylen eller CO vara destruktivt för hydrering eller polymerisationssystem om gasen återvinns.

De viktigaste sätten att återvinna: inte bara teori

Vackra presentationer bortsett från, faktiskt, flera områden används ofta i Kina. Den första - och mest uppenbara - återgången till pyrolysugnen som bränslegas. Det verkar enkelt och billigt. Men det finns en nyans här: värmevärdet för sådan restgas fluktuerar kraftigt. Om du inte stabiliserar sammansättningen av bränsleblandningen kan du få problem med temperaturregimen i brännarna, lokal överhettning och ökad NOx. På ett antal gamla raffinaderier gör de detta - de bränner dem helt enkelt, men på moderna komplex med strikta miljökrav kommer detta inte längre att fungera.

Det andra sättet är separation och återvinning. Teknikerna för djupkylning och lågtemperaturdestillation är ledande här. Men de är energikrävande. Berättigad endast för stora volymer och högt innehåll av mål C2+. Ett klassiskt exempel är installationåtervinning av etenavgasvid Ningbo Heyuan-komplexet, där strömmar med hög etan- och etenhalt separeras och återförs till processhuvudet. Ekonomin konvergerade på grund av skalan.

Det tredje sättet, som tar fart, är användning som råmaterial för syntes. Till exempel hydroformylering eller direkt oxidation. Men detta är en kemisk omvandling som kräver en separat, ofta nyckfull, katalytisk process. Att implementera detta är riskabelt utan detaljerade pilottester. Jag känner till ett fall vid en av fabrikerna i Jiangsu-provinsen, där de försökte organisera produktionen av propionaldehyd från etylengas. Projektet stannade vid katalysatorutvecklingsstadiet - det avaktiverades snabbt på grund av spårmängder av svavel.

Praktiska svårigheter och fallgropar

Det är det som sällan skrivs om i läroböcker, utan vad man möter på varje sida. Den första är sammansättningsfluktuationer. En pyrolysugn är inte en urverksmekanism; sammansättningen av råvarorna ändras, lägena justeras. Och bakgasen?flyter? tillsammans med detta. Återvinningssystemet bör inte utformas för medelvärden, utan för ett möjligt intervall. Annars i ett ?perfekt? dag kan kompressorn få en orimlig belastning, eller så klarar separatorn inte längre.

Det andra är frågor om materialvetenskap. Om gasen innehåller fukt och spår av syror börjar korrosion när den svalnar under daggpunkten. Standard kolstål kanske inte är lämpligt i lågtemperatursektioner. Du måste installera rostfritt stål, vilket gör projektet dyrare. Och om den används i processenadsorptioneller membranseparation, föroreningar (även i ppm) kan irreversibelt förgifta adsorbenten eller täppa igen membranen.

Den tredje huvudvärken är integrationen av det nya återvinningssystemet i den befintliga anläggningens infrastruktur. Ofta finns det inget ledigt utrymme, du måste skära i löpande rörledningar under tryck och koordinera långa stopp. Ibland äts den ekonomiska effekten av bortskaffandet upp av kostnaderna för dessa installations- och organisationsarbeten.

Erfarenhet av Chengdu Yizhi Technology: inte ett universalmedel, utan ett systematiskt tillvägagångssätt

I samband med ett samtal om integration och praktiskt genomförande är det värt att nämna designinstitutens erfarenheter. En av dem ärChengdu Yizhi Technology Co.(ett dotterbolag till Chengdu Huaxi Chemical Technology). De säljer inte "magiska lådor", utan fungerar som ett fullcykeldesigninstitut. Deras hemsidayzkjhx.ru– det här är i själva verket en portfölj av genomförda petrokemiska projekt.

Vad är värdefullt med deras tillvägagångssätt? De börjar inte med ett teknikval, utan med en detaljerad granskning av en specifik restgasström vid en specifik anläggning. Prover tas vid olika tider på dygnet, under olika driftslägen för installationen. De bygger en verklig bild och arbetar inte med passdata. Sedan modellerar de alternativen: någonstans är det mer lönsamt att installera en preliminär modulgasseparering, för att öka etenkoncentrationen före återvinning, någonstans - integrera flödet i bränslegassystemet med förblandning och kontroll av värmevärde.

Från deras praktik: det fanns ett projekt för en PVC-produktionsanläggning, där restgas med låg etenhalt (cirka 25%) framgångsrikt integrerades i bränslesystemet för pannor, men med installationen av ett onlineanalyssystem och automatisk kontroll av blandningens sammansättning. Lösningen är inte den mest högteknologiska, men den är pålitlig och lönar sig genom att minska naturgasinköpen. Ett annat av deras projekt, omdesignen av återvinningssystemet vid etenkomplexet, gjorde det möjligt att öka avkastningen av eten med 2-3 %, vilket med stora volymer gav en betydande ekonomisk effekt.

Att se mot framtiden: Trender och ekonomiska begränsningar

Vart är allt på väg? Trenden är förstås digitalisering och predictive analytics. Online kompositionsanalyssensorer kopplade till ett processkontrollsystem (PCS) som kan förutsäga förändringar i flödet och anpassa återvinningsanläggningens drift. Detta är inte längre science fiction; sådana system börjar implementeras.

Den andra trenden är miniatyrisering och modularisering av installationer. Inte jätteverkstäder utan kompakta, närmast containerbaserade lösningar för utnyttjande av små gasflöden i medelstora och små företag. Det här kan bli en nisch.

Men den främsta begränsningen – och har alltid varit – är ekonomin. Priset på eten på marknaden, kostnaden för el för att driva kryogena anläggningar, tariffer för CO2-utsläpp. Om priset på produkten är lågt och energin är dyr, kommer även den mest avancerade tekniken för återvinning av eten från restgas att vara olönsam. Alla tekniska lösningar är beroende av denna enkla beräkning. Därför är ofta den optimala lösningen inte den mest tekniskt sofistikerade, utan den mest anpassade till lokala förhållanden och priser. Ibland är det bara välorganiserad förbränning med värmeåtervinning. Och det är inget fel med detta - det här är ingenjörspraktik.