Анализ технологического процесса производства газопродуктов с целью разработки безотходныхтехнологий
Уринов Аброрбек Ахрорович,
С обретением Республики Узбекистан суверенитета, была поставлена задача по достижению топливно-энергетической независимости. Из импортера жидких энергоносителей, Узбекистан за последние два десятилетия стал крупным экспортером природного газа, полиэтилена и нефтепродуктов. Тем самым, став одним из влиятельных партнёров на нефтегазовом рынке мира. Рост потенциала нефтегазового сектора стал одним из ключевых приоритетов стратегии экономического и социального роста Узбекистана. Растущий потенциал нефтегазового комплекса страны, способен не только обеспечить возрастающие потребности внутреннего рынка, но и значительно увеличить экспорт.
В стране выпускается солидный перечень наименований нефтепродуктов, продукция переработки газа, появилось такое абсолютно новое направление, как газохимия.
Качество сырья, то есть в данном случае высокое содержание в нем ценных компонентов, определило возможности освоения новых производств.
Одним из негативных аспектов в данном процессе является образование конечного продукта — “желтого масла”, которое образуется при щелочной промывке газа. «Жёлтое масло» периодически удаляется из нижней части колонны щелочной промывки в специальные контейнеры и вывозится за пределы установки на утилизацию.
В настоящее время вопрос утилизации «желтого масла» является актуальным, т. к. он приносит значительный вред окружающей среде и требует дальнейших исследований.
С целью изучения процесса переработки газопродуктов, был проведен анализ технологического процесса производства этилена на примере производства Шуртанского газохимического комплекса.
В технологическом процессе производства этилена одним из основных оборудований является пирогазовый компрессор.
Для повышения эффективности процесса компримирования и возможности сжатия на следующих ступенях горячий поток пирогаза после каждой ступени сжатия охлаждается оборотной водой и проходит отделение от жидкой фазы в межступенчатых сепараторах. Конденсированные углеводороды и водный конденсат собираются и возвращаются в нижнюю секцию закалочной колонны.
С целью уменьшения засорения компрессора пирогаза продуктами полимеризации и увеличения межремонтного периода производится подача промывочного масла на каждую ступень компримирования.
Ведение процесса очистки пирогаза в колонне щелочной очистки осуществляется регулированием следующих параметров работы колонны:
скорость циркуляции раствора едкой щелочи;
объём подпитки свежего раствора щелочи;
объём подпитки воды разбавления;
рабочая температура в колонне;
удаление образовавшегося «желтого масла».
Для обеспечения соответствующей нагрузкой колонну и эффективного контакта пирогаза с раствором едкой щелочи необходима достаточная циркуляция, которая не зависит от потока пирогаза. Объём подпитки свежего раствора едкой щелочи определяет и поддерживает концентрацию в циркулирующих контурах раствора по секциям колонны.
Приготовление раствора едкой щелочи, не отвечающей требованиям, приведет к уносу кислых газов с пирогазом. В этом случае усиление кратности циркуляции не компенсирует низкую концентрацию раствора едкой щелочи. Увеличение добавления едкой щелочи больше нормы приведет к чрезмерной загрузке системы переработки отработанной щелочи.
Высокая концентрация раствора едкой щелочи приведет к забивке закристаллизовавшейся щелочью приборов и трубопроводов, образование полимера с большой молекулярной массой, что вызовет необходимость дополнительного технического обслуживания соответствующих узлов и оборудования. Объём подпитки свежего раствора едкой щелочи при неизменном технологическом режиме в предшествующих установках остаётся постоянным и корректируется только на основании лабораторных анализов при проведении изменений в технологическом режиме.
Температура подаваемого пирогаза в щелочную колонну является одним из основных параметров регулирования режима работы данного узла. Для исключения процесса конденсации углеводородов в щелочном растворе, пирогаз, предварительно перед подачей, нагревают в теплообменнике до температуры не выше 43С. Превышение температуры выше указанного значения нежелательно, так как может вызвать осаждение растворённых солей и вызвать осложнения в работе щелочной колонны.
Изучение технологического процесса очистки пирогаза показало, что система щелочной очистки сталкивается с рядом проблем, характерных для всех без исключения установок. К ним относятся: засорение «желтым маслом» и солями (Fe2S3), пенообразование, вследствие высокого коэффициента поверхностного натяжения, формирование стойких эмульсий.
Одной из наиболее типичных проблем в процессе щелочной очистки пирогаза является проблема образования полимера -«жёлтого масла».
Узел дегазации и слива «желтого масла» предназначен для дегазации «желтого масла», поступающего из кубовой части колонны щелочной очистки пирогаза, загрузки его в контейнеры для дальнейшей утилизации за пределами установки.
Загрязнение системы «жёлтым маслом» приводит к:
загрязнению внутренних устройств колонны с последствиями снижения эффективности по очистке пирогаза от кислых газов;
повышению потребления свежей щёлочи;
повышению расхода отработанной щёлочи, приводящей к увеличению стоимости обработки стоков;
загрязнению полимером отработанной щёлочи;
загрязнению Установки Окисления и Нейтрализации Отработанной Щелочи.
На сегодняшний день вопрос утилизации «желтого масла» без нанесения ущерба экологии, является актуальным. Следует отметить, что в каждом конкретном случае при выборе варианта обезвреживания газовых отходов для предприятий необходим дифференцированный подход с учетом как экологических, так и экономических показателей. Включение в целевые экологические программы проблем утилизации отходов, и в частности, утилизации «жёлтого масла» должно стать приоритетной задачей.В связи с этим, к числу первоочередных задач следует отнести организацию и обеспечение научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок таких установок, создание эффективных средств и методов переработки и обезвреживания отходов как на региональном уровне, так и на уровне предприятий.
Для решения данного вопроса нами проведены исследования, в результате которых установлено, что при переработке «желтого масла» возможно извлечение ряда химических компонентов, которые могут быть использованы в ряде отраслей таких, как строительство, сельское хозяйство, кожевенно-обувное производство. Использование компонентов «жёлтого масла» в данных отраслях производства позволит не только решить вопрос связанный с загрязнением окружающей среды, но и позволит сэкономить используемое ими дорогостоящее сырьё.
Литература:
- Технический Регламент производства этилена TR 17642168–03:2010.
- Энциклопедия газовой промышленности. Изд-во «ТВАНТ», М.,1994.
