الصين: الاستفادة من غاز الإيثيلين؟ 

لأكون صادقًا، عندما ترى هذا السؤال، فإن أول ما يتبادر إلى ذهنك هو مفهوم خاطئ نموذجي: أن "غاز الإيثيلين الخلفي؟" – وهي مادة متجانسة يمكن العمل بها وفق وصفة واحدة. في الممارسة العملية، كل شيء يعتمد على التركيبة المحددة والضغط، والأهم من ذلك، اقتصاديات العملية في مصنع معين. العديد من مشاريع إعادة التدوير تفشل ليس بسبب التكنولوجيا، ولكن لأن هذه "الذيول" أسيء تقديرها في البداية.

ما الذي يخفيه مصطلح "غاز الذيل"؟

لنبدأ بالأساسيات، والتي غالبًا ما يتم التغاضي عنها لسبب ما في المراجعات العامة.غاز الإثيلين الخلفي- هذا ليس مجرد تدفق من عمود التقسيم C2. تركيبته عبارة عن مزيج من الإيثيلين والإيثان والميثان والهيدروجين وأحيانًا البروبيلين والأسيتيلين. النسبة المئوية هي العامل الرئيسي. في أحد مواقع الإنتاج، قد يكون هذا تيارًا يحتوي على 60% من الإيثيلين، وفي موقع آخر - بنسبة 20%، مخففة بالنيتروجين. ويتضح على الفور سبب عدم وجود حل عالمي.

من الأخطاء الشائعة في البداية محاولة استخدام الفصل الغشائي أو امتصاص دورة الضغط (PCA) للتدفقات ذات الضغوط الجزئية المنخفضة للمكونات المستهدفة. تنخفض الكفاءة بشكل كارثي، وتكاليف رأس المال لا تؤتي ثمارها. لقد رأيت مشروعًا حيث حاولوا فصل الإيثيلين عن تيار بضغط إجمالي يبلغ 3 بار ومحتوى إيثيلين بنسبة 15%. الأغشية ببساطة لم تصل إلى عامل إثراء التصميم، والتثبيت خامل.

من المهم أن ننظر إلى المصدر هنا. الغاز من وحدة الانحلال الحراري، من وحدة نزع الهيدروجين من الإيثان، أو ربما الغازات العادمة من صهاريج التخزين؟ ليس فقط التركيب، ولكن أيضا وجود الشوائب السامة للعوامل الحفازة في العمليات اللاحقة يعتمد على ذلك. على سبيل المثال، يمكن أن يكون الأسيتيلين أو ثاني أكسيد الكربون مدمرًا لأنظمة الهدرجة أو البلمرة إذا تم إعادة تدوير الغاز.

الطرق الرئيسية لإعادة التدوير: ليس فقط النظرية

وبغض النظر عن العروض التقديمية الجميلة، في الواقع، يتم استخدام العديد من المجالات على نطاق واسع في الصين. العودة الأولى - والأكثر وضوحًا - إلى فرن الانحلال الحراري كوقود غازي. يبدو الأمر بسيطًا ورخيصًا. ولكن هناك فارق بسيط هنا: تتقلب القيمة الحرارية لهذا الغاز الخلفي بشكل كبير. إذا لم تقم بتثبيت تكوين خليط الوقود، فيمكنك الحصول على مشاكل في نظام درجة الحرارة في الشعلات، وارتفاع درجة الحرارة المحلية، وزيادة أكاسيد النيتروجين. في عدد من المصافي القديمة يفعلون ذلك - إنهم يحرقونها ببساطة، ولكن في المجمعات الحديثة ذات المعايير البيئية الصارمة لن ينجح هذا الأمر بعد الآن.

الطريقة الثانية هي الفصل وإعادة التدوير. تقنيات التبريد العميق والتقطير في درجات الحرارة المنخفضة هي الرائدة هنا. لكنها تستهلك الطاقة. مبرر فقط للكميات الكبيرة والمحتوى العالي للهدف C2+. والمثال الكلاسيكي هو التثبيتاستعادة غاز الإيثيلينفي مجمع Ningbo Heyuan، حيث يتم فصل تيارات المحتوى العالي من الإيثان والإيثيلين وإعادتها إلى رأس العملية. لقد تقاربت الاقتصادات بسبب الحجم.

أما الطريقة الثالثة، والتي تكتسب زخما، فهي استخدامها كمادة خام للتوليف. على سبيل المثال، الهيدروفورميل أو الأكسدة المباشرة. ولكن هذا تحويل كيميائي يتطلب عملية تحفيزية منفصلة، ​​ومتقلبة في كثير من الأحيان. إن تنفيذ ذلك أمر محفوف بالمخاطر دون إجراء اختبار تجريبي مفصل. أعرف حالة في أحد المصانع في مقاطعة جيانغسو، حيث حاولوا تنظيم إنتاج البروبيونالدهيد من غاز الإيثيلين. توقف المشروع في مرحلة تطوير المحفز - وسرعان ما تم إلغاء تنشيطه بسبب وجود كميات ضئيلة من الكبريت.

الصعوبات والمزالق العملية

وهذا ما نادرًا ما يُكتب عنه في الكتب المدرسية، ولكنه ما تصادفه في كل موقع. الأول هو تقلبات التكوين. فرن الانحلال الحراري ليس آلية الساعة؛ يتغير تكوين المواد الخام، ويتم تعديل الأوضاع. والغاز الذيل؟ يطفو؟ جنبا إلى جنب مع هذا. لا ينبغي تصميم نظام إعادة التدوير لقيم متوسطة، بل لنطاق محتمل. وإلا في واحدة؟الكمال؟ اليوم، قد يتلقى الضاغط حمولة غير معقولة، أو قد لا يتمكن الفاصل من التعامل.

والثاني هو قضايا علم المواد. إذا كان الغاز يحتوي على رطوبة وآثار من الأحماض، فإن التآكل يبدأ عندما يبرد إلى ما دون نقطة الندى. قد لا يكون الفولاذ الكربوني القياسي مناسبًا في الأقسام ذات درجات الحرارة المنخفضة. يجب عليك تركيب الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يجعل المشروع أكثر تكلفة. وإذا تم استخدامه في هذه العمليةالامتزازأو فصل الغشاء، يمكن للشوائب (حتى جزء في المليون) أن تسمم المادة المازة أو تسد الأغشية بشكل لا رجعة فيه.

المشكلة الثالثة هي دمج نظام إعادة التدوير الجديد في البنية التحتية الحالية للمصنع. في كثير من الأحيان لا توجد مساحة خالية، تحتاج إلى قطع خطوط الأنابيب الجارية تحت الضغط، وتنسيق التوقفات الطويلة. في بعض الأحيان يتم استهلاك التأثير الاقتصادي للتخلص من تكلفة أعمال التركيب والتنظيم هذه.

تجربة تقنية Chengdu Yizhi: ليست علاجًا سحريًا، ولكنها نهج منهجي

وفي سياق الحديث عن التكامل والتنفيذ العملي، تجدر الإشارة إلى تجربة معاهد التصميم. واحد منهم هوتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة(شركة تابعة لشركة Chengdu Huaxi Chemical Technology). إنهم لا يبيعون "الصناديق السحرية"، لكنهم يعملون كمعهد تصميم دورة كاملة. موقعهم على الانترنتyzkjhx.ru- هذه في الواقع مجموعة من مشاريع البتروكيماويات المكتملة.

ما هي القيمة في نهجهم؟ إنهم لا يبدأون باختيار التكنولوجيا، ولكن بمراجعة تفصيلية لتيار غاز محدد في مصنع معين. يتم أخذ العينات في أوقات مختلفة من اليوم، في ظل أوضاع تشغيل مختلفة للتركيب. إنهم يبنون صورة حقيقية، ولا يعملون مع بيانات جواز السفر. ثم يقومون بتصميم الخيارات: في مكان ما يكون تثبيت وحدة أولية أكثر ربحيةفصل الغاز، لزيادة تركيز الإيثيلين قبل إعادة التدوير، في مكان ما - دمج التدفق في نظام غاز الوقود مع الخلط المسبق والتحكم في القيمة الحرارية.

من ممارساتهم: كان هناك مشروع لمصنع إنتاج PVC، حيث تم دمج غاز العادم الذي يحتوي على محتوى منخفض من الإيثيلين (حوالي 25٪) بنجاح في نظام الوقود للغلايات، ولكن مع تركيب نظام تحليل عبر الإنترنت والتحكم التلقائي في تكوين الخليط. الحل ليس الأكثر تقنية، ولكنه موثوق ويؤتي ثماره عن طريق تقليل مشتريات الغاز الطبيعي. ومن بين مشاريعهم الأخرى، وهو إعادة تصميم نظام الاسترداد في مجمع الإيثيلين، جعل من الممكن زيادة عائد الإيثيلين بنسبة 2-3٪، وهو ما يوفر تأثيرًا اقتصاديًا كبيرًا بكميات كبيرة.

التطلع إلى المستقبل: الاتجاهات والقيود الاقتصادية

أين يتجه كل شيء؟ الاتجاه السائد بالطبع هو الرقمنة والتحليلات التنبؤية. أجهزة استشعار لتحليل التركيب عبر الإنترنت مرتبطة بنظام التحكم في العمليات (PCS) الذي يمكنه التنبؤ بالتغيرات في التدفق وتكييف تشغيل محطة الاسترداد. لم يعد هذا خيالا علميا. وقد بدأ تنفيذ هذه الأنظمة.

الاتجاه الثاني هو التصغير ونموذجية المنشآت. ليست ورش عمل عملاقة، ولكنها حلول مدمجة تعتمد على الحاويات تقريبًا للاستفادة من تدفقات الغاز الصغيرة في المؤسسات المتوسطة والصغيرة. يمكن أن يصبح هذا مكانًا مناسبًا.

ولكن العائق الرئيسي ــ وكان كذلك دائما ــ هو الاقتصاد. سعر الإيثيلين في السوق، وتكلفة الكهرباء لتشغيل محطات التبريد، وتعريفات انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. إذا كان سعر المنتج منخفضًا والطاقة باهظة الثمن، فحتى التكنولوجيا الأكثر تقدمًا لإعادة تدوير الإيثيلين من الغاز الخلفي ستكون غير مربحة. تعتمد جميع الحلول التقنية على هذه الحسابات البسيطة. ولذلك، فإن الحل الأمثل في كثير من الأحيان ليس هو الأكثر تطورا من الناحية التكنولوجية، ولكنه الأكثر تكيفا مع الظروف والأسعار المحلية. في بعض الأحيان يكون الأمر مجرد احتراق منظم جيدًا مع استعادة الحرارة. ولا حرج في هذا - فهذه ممارسة هندسية.