الصين: الاستفادة من غاز الإيثيلين؟ 

عندما يتعلق الأمر بإعادة تدوير غاز الإيثيلين في الصين، يتخيل الكثير من الناس على الفور مصانع هدرجة واسعة النطاق أو مشاريع باهظة الثمن لإعادته إلى الانحلال الحراري. لكن الواقع على الأرض غالباً ما يكون أكثر تعقيداً وتعقيداً. المشكلة الرئيسية ليست في نقص التكنولوجيا، ولكن في جدواها الاقتصادية لمصنع معين، خاصة عندما يتعلق الأمر بمرافق الإنتاج الصغيرة أو القديمة نسبيا. كثيرًا ما أرى مهندسين يحاولون تطبيق أفكار "الكتاب". قرارات دون الأخذ في الاعتبار التركيب الفعلي للغاز، أو تقلبات الأحمال أو مجرد نقص المساحة المخصصة للمعدات.

ما هو مخفي حقا في "ذيول"؟

لنبدأ بالأساسيات، والتي غالبًا ما يتم التغاضي عنها لسبب ما. غاز الإيثيلين ليس مجرد خليط قياسي. تكوينه هو بصمة إنتاج الانحلال الحراري معين. إلى جانب الإيثيلين والبروبيلين، يمكن أن يكون هناك أي شيء بدءًا من الهيدروجين والميثان إلى الأسيتيلين، وMAPD (ميثيل الأسيتيلين والبروباديين) وحتى آثار من المواد العطرية. في أحد المشاريع التي صادفتها منذ حوالي خمس سنوات، لم تكن المشكلة الرئيسية حتى في الإيثيلين، بل في المحتوى العالي من الهيدروجين، والذي كان "مربكًا؟" مخططات الهدرجة القياسية وتتطلب خطوة فصل إضافية.

ولهذا السبب، يجب ألا تكون الخطوة الأولى دائمًا هي اختيار التكنولوجيا من الكتالوج، بل إجراء تحليل مطول ومفصل لتركيبة الغاز. ليس لمرة واحدة، ولكن مع مرور الوقت، مع مراعاة جميع أوضاع تشغيل الأفران. لقد حدث أن التثبيت المصمم للتركيب "المتوسط" لم يتمكن ببساطة من التعامل مع أحمال الذروة أو، على العكس من ذلك، أصبح غير مربح مع الحد الأدنى من الإنتاجية. وهذه هي النقطة التي تنحرف فيها النظرية عن الممارسة.

تجدر الإشارة هنا إلى نهج بعض معاهد التصميم المتخصصة في مثل هذه الحلول غير القياسية. على سبيل المثال، شركة Chengdu Yizhi Technology Co.، وهي قسم التصميم والأبحاث التابع لشركة Huaxi Technology. غالبًا ما يبدأ عملهم بمراجعة ونمذجة متعمقة، وليس ببيع الجهاز النهائي. هذه هي الطريقة الصحيحة، وإن لم تكن الأسرع.

الهدرجة: ليست حلا سحريا، بل أداة

عندما يتعلق الأمر بإعادة التدوير، فإن الفكرة الأولى هي الهدرجة التحفيزية لاستعادة الإيثيلين والبروبيلين. لقد أثبتت التكنولوجيا كفاءتها، ولكن... الكلمة الأساسية هي المحفز. اختيار المحفز هو فن. يجب أن تكون انتقائية خصيصًا للمكونات المستهدفة (على سبيل المثال، الأسيتيلين وMAPD)، ولكنها في نفس الوقت لا تؤثر على الإيثيلين ولا تسبب ارتفاع درجة الحرارة. في إحدى المنشآت، ناضلنا لفترة طويلة مع فحم الكوك السريع للمحفز. اتضح أن الجاني كان آثارًا للأوليفينات الأعلى، والتي ببساطة لم "يتم اكتشافها" في التحليل الأصلي.

فارق بسيط آخر هو إزالة الحرارة. تفاعل الهدرجة طارد للحرارة للغاية. إذا لم تضمن إزالة الحرارة بشكل فعال، فقد لا تحصل على هدرجة انتقائية، بل هدرجة كاملة لكل شيء، مع زيادة حادة في درجة الحرارة وخطر على المفاعل. وكان من الضروري تصميم أنظمة متعددة المراحل ذات تبريد متوسط، مما أدى بالطبع إلى زيادة تكلفة المشروع.

وبالطبع مصدر للهيدروجين. إنه مثالي إذا كان لديك الهيدروجين الرخيص الخاص بك من إصلاح النباتات. إذا لم يكن الأمر كذلك، عليك أن تفكر إما في شرائه أو في مخططات بديلة. وهذا يضرب الاقتصاد على الفور. في بعض الأحيان يتبين أنه من الأسهل والأرخص توجيه غاز العادم للاحتراق في الأفران، على الرغم من أن هذا يمثل بالطبع هزيمة من وجهة نظر كفاءة الموارد.

البدائل: عندما لا تكون الهدرجة مفيدة

بالنسبة للتيارات الصغيرة أو الغازات ذات التركيبة الخاصة، يمكن أن تكون الهدرجة الكلاسيكية مثل إطلاق عصافير من مدفع. ماذا إذن؟ أحد الخيارات التي أخذناها في الاعتبار بالنسبة للمصنع في مقاطعة Shandong كان فصل المكونات الفردية القيمة. على سبيل المثال، تركيز الإيثيلين عن طريق الامتزاز أو الأغشية لاستخدامه في عمليات أخرى في نفس الموقع (على سبيل المثال، في إنتاج أكسيد الإيثيلين أو الستايرين).

طريقة أخرى هي إعادة تدوير الطاقة. ولكن ليس فقط إحراقه، بل استخدامه كوقود غازي لأفران المعالجة أو لتوليد البخار. المشكلة هنا هي القيمة الحرارية غير المستقرة. لكي تعمل الغلاية أو الفرن بشكل مستقر، هناك حاجة إلى نظام خلط أو تعديل. لقد قمنا بتنفيذ مثل هذا المخطط، وكان الصداع الرئيسي مرتبطًا بالأتمتة، التي كان عليها أن تستجيب في الوقت الفعلي للتغيرات في تكوين غاز الذيل.

وكانت هناك أيضًا محاولات أكثر غرابة، مثل استخدام الغاز المخصب بالإيثيلين في إنتاج أوليفينات ألفا الخطية أو كمادة خام للبولي إيثيلين عالي الكثافة. ولكن هنا تواجه الخدمات اللوجستية ونقاء المواد الخام والمنافسة مع التدفق الرئيسي للبوليمر إيثيلين. في أغلب الأحيان، ظلت مثل هذه المشاريع على الورق.

الخبرة والمزالق: نظرة من الداخل

أود أن أشارككم حالة محددة توضح جيدًا جميع الصعوبات. كان هذا مشروعًا لتحديث مجمع الإيثيلين القديم. وتتمثل المهمة في الاستفادة من الغاز الخلفي من محطة المعالجة. تم وضع المواصفات الفنية في البداية للهدرجة. ولكن عندما قمنا (عملت بعد ذلك مع فريق من شركة Chengdu Yizhi Technology Co.) بإجراء تحليل مفصل، اتضح أن الغاز يحتوي على كمية غير لائقة من المواد الخاملة (النيتروجين والميثان). وتعني هدرجة مثل هذه التركيبة دفع صابورة ضخمة عبر المفاعل والضواغط، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة.

ونتيجة لذلك، اقترحوا مخططًا هجينًا. أولاً، فصل الغشاء للتركيز المسبق للإيثيلين والبروبيلين. ثم - وحدة مدمجة للهدرجة الانتقائية لهذا المركز. تم استخدام الغاز الهزيل المتبقي للوقود. موقع الشركةyzkjhx.ruيصف أساليب متكاملة مماثلة، وفي هذه الحالة نجح. وقد تم تحقيق التأثير الاقتصادي من خلال خفض التكاليف الرأسمالية للضغط وحجم المفاعل، وكذلك عن طريق توفير غاز الوقود.

الدرس الرئيسي المستفاد من هذا المشروع: لا يوجد حل واحد يناسب الجميع. وتتطلب كل حالة تدقيقًا تكنولوجيًا خاصًا بها، وفي كثير من الأحيان، مجموعة من الأساليب. المأزق الأكبر هو رغبة إدارة المصنع في الحصول على حل سريع ورخيص. ولكن في هذا المجال، عادة ما يعني السريع والرخيص "غير فعال". أو؟ لا يعمل على المدى الطويل؟.

مستقبل العملية واقتصادياتها

إلى أين تتجه الصناعة؟ الاتجاه هو أقصى قدر من التكامل والرقمنة. نحن نتحدث عن أنظمة تعمل على تحسين نظام إعادة التدوير في الوقت الفعلي اعتمادًا على تركيبة المواد الخام والقيمة السوقية للمنتجات. إذا كان سعر البوليمر إيثيلين مرتفعا، فسوف يسعى النظام إلى تحقيق أقصى قدر من استرداده. إذا كان إنتاج الكهرباء أكثر ربحية، فسوف يتحول إلى أولوية استخدام الطاقة.

الاتجاه الثاني هو التصغير ونموذجية المنشآت. هذا ينطبق بشكل خاص على الشركات المصنعة المتوسطة والصغيرة. فبدلاً من الهياكل الرأسمالية العملاقة، توجد حلول مدمجة يمكن نشرها وتكييفها بسرعة. بالمناسبة، تعمل شركة Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. بنشاط على مثل هذه التطورات، وذلك باستخدام خبرة معهدها الأصلي Huaxi Technology في مجال عمليات الحفز والفصل.

وفي نهاية المطاف، فإن مسألة استخدام غاز الإيثيلين لا تعتمد على التكنولوجيا، بل على الاقتصاد والبيئة. يتزايد الضغط من الجهات التنظيمية للحد من الانبعاثات وآثار الكربون. لقد أصبح حرقها أكثر تكلفة بسبب الرسوم. ولذلك، فإن الاستثمار في أنظمة إعادة التدوير المختصة لم يعد مسألة علاوة، بل مسألة بقاء الأعمال على المدى المتوسط. ولكن الاستثمارات يجب أن تكون ذكية، وأن تقوم على تحليل عميق، وليس كتيبات خيالية. وهنا يتبين أن تجربة الممارسين الذين خاضوا العشرات من هذه المشاريع لا تقدر بثمن.