중국: 에틸렌 가스 활용, 기술? 

사람들이 중국에서 에틸렌 함유 가스의 활용에 대해 이야기할 때 많은 사람들은 즉시 새로운 석유화학 단지에 있는 거대한 열분해 공장을 상상합니다. 그러나 실제로 직면하는 현실은 종종 더 복잡합니다. 주요 과제는 소스와 구성의 다양성만큼 규모가 크지 않습니다. 이는 에틸렌 농도가 높은 열분해 공장의 가스일 뿐만 아니라 접촉 분해의 측면 흐름, 에틸렌이 에탄-프로필렌 분획, 메탄 및 수소로 희석될 수 있는 다양한 공정의 폐가스입니다. 그리고 여기서 재미가 시작되고 때로는 골치 아픈 일이 발생합니다. 이러한 "칵테일"에서 가치를 추출하는 방법은 무엇입니까? 경제적으로 정당하다.

이론에서 "현장 조건"까지: 종종 간과되는 것

교과서에서는 선택, 굽기, 변환 등 모든 것이 조화롭게 보입니다. 실제로 현대화된 여러 정유소 중 한 곳에 도착하면 가장 먼저 직면하게 되는 것은 수익성 문제입니다. 기술이 있을 수 있지만 그 구현은 에너지 효율성 문제와 제품의 최종 비용에 따라 달라집니다. 예를 들어, 희석된 흐름에서 순수한 에틸렌을 분리하기 위한 전통적인 저온 분류는 에너지 집약적인 공정입니다. 가스의 양이 그다지 크지 않고 이를 수집하기 위한 인프라가 분산되어 있으면 프로젝트가 결코 성과를 거두지 못할 수도 있습니다.

따라서 이러한 스트림에서 아세틸렌과 MAPD(메틸 아세틸렌 및 프로파디엔)의 선택적 수소화 기술이 활발히 개발되고 있습니다. 임무는 에틸렌을 얻는 것뿐만 아니라 예를 들어 폴리에틸렌의 추가 합성에 적합한 필요한 순도를 얻는 것입니다. 다음과 같은 중국 엔지니어링 회사청두 Yizhi 기술 유한 회사, 그들은 여기에서 적극적으로 일하고 있으며 특정 원료 구성에 대한 촉매와 계획을 적용하고 있습니다. 웹사이트에서yzkjhx.ru화학기술을 바탕으로 탄생한 디자인 연구소로 자리매김하고 있음을 알 수 있습니다. 이는 중요한 뉘앙스입니다. 장비 판매뿐만 아니라 "비표준"솔루션을 선택할 수 있는 것은 프로젝트 접근 방식입니다. 가스.

일반적인 실수는 모든 유형의 가스에 동일한 공정 흐름도를 적용하려고 하는 것입니다. 나는 불활성 함량이 높은 가스에 대한 표준 흡수 컬럼을 설치하려는 프로젝트를 본 적이 있습니다. 그 결과 낮은 복구율과 지속적인 튜닝 문제가 발생합니다. 계획을 수정하고 예비 분리막이나 흡착 정제를 추가해야 했습니다. 이렇게 하면 비용이 증가하지만 이것이 없으면 시간 낭비입니다.

기술적 퍼즐: 흡수에서 막까지

그렇다면 테이블 위에는 어떤 옵션이 있습니까? 에틸렌 방출에 대해 이야기하면 깊은 냉각 외에도 제올라이트 또는 MOF(금속-유기 골격)를 사용하는 등의 흡착 방법이 있습니다. 후자는 중국에서 활발히 연구되고 있는 유망분야이다. 그러나 산업 규모에서 모든 것은 황화수소나 물과 같은 불순물이 존재할 때 흡착제의 안정성에 달려 있습니다. 실험실의 성공과 실제 설치 작업은 매우 다릅니다.

또 다른 방법은 선택하는 것이 아니라 직접 사용하는 것입니다. 가솔린 분획 또는 이량체로의 에틸렌의 촉매적 올리고머화. 이 기술은 원칙적으로 새로운 것은 아니지만 에틸렌 측 흐름의 활용에 대한 사용은 흥미로운 작업입니다. 문제는 촉매에 있습니다. 촉매는 독성에 강해야 하며 흐름이 측류이고 그 부피가 일정하지 않기 때문에 다양한 부하에서 작동해야 합니다. 쓰촨성의 일부 화학 기업에서 이러한 솔루션을 사용하려는 시도에 대해 들었습니다. 결과는 모호했습니다. 표적 분획의 수율이 변동하고 때로는 선택성이 떨어졌습니다. 그러나 시도의 사실은 유연한 솔루션을 찾는 것을 말합니다.

막 분리는 최근 유행하는 주제입니다. 주 설치 전에 에틸렌으로 흐름을 예비 농축하기 위해 때로는 매우 잘 작동합니다. 하지만 핵심 단어는 '때때로'입니다. 멤브레인은 압력, 온도 및 불순물에 민감합니다. 가스가 미리 준비되지 않으면 멤브레인이 빠르게 파손됩니다. 따라서 체인의 한 단계인 경우가 많습니다. 저는 막 분리와 단주기 무열 흡착(SCA)을 결합한 프로젝트를 보았습니다. 이는 에틸렌 농도가 중간 정도인 흐름에 대해 작고 매우 효과적인 것으로 나타났습니다.

실제 사례와 함정

식물의 이름을 밝히지 않고 구체적인 사례에 대해 말씀 드리겠습니다. 임무는 에틸렌이 질소 및 메탄과 혼합되는 공장의 폐가스를 활용하는 것이었습니다. 에틸렌 농도는 약 15%이다. 판매용으로 할당하는 옵션은 즉시 고려되지 않았습니다. 비용이 많이 들었습니다. 우리는 그것을 자체 화로로 보내 열을 발생시키는 옵션을 고려했지만 가스의 칼로리 함량은 다소 낮았습니다.

결국, 산화에틸렌을 생산하기 위해 처리된 제올라이트가 포함된 반응기에서 촉매 산화를 수행하는 계획을 세우셨나요? 아니요, 그러한 흐름에는 너무 복잡할 것입니다. 우리는 불순물의 선택적 촉매 연소 경로를 따라 에틸렌의 농도를 높이고 이를 더 높은 품질의 연료 가스로 기존 네트워크에 공급하기로 결정했습니다. 그것은 간단해 보일 것이다. 그러나 시동 단계에서 다른 시설의 미량의 유기염소 화합물이 주기적으로 가스에 나타나는 것으로 나타났습니다. 촉매가 예상보다 빨리 비활성화되기 시작했습니다. 우리는 입구에 추가 탄소 필터를 긴급하게 설치해야 했고 이로 인해 유압 장치와 흡착제 교체 일정이 변경되었습니다. 시시한 것? 아니요, 이는 타당성 조사에서 항상 언급되지 않는 전형적인 "함정"입니다.

그런 상황에서 다양한 시나리오를 지켜본 디자인 연구소의 경험이 소중하다. 회사청두 Yizhi 기술 유한 회사, Huaxi Technology가 설립한 등록 자본금 1억 2천만 위안의 디자인 연구소로서 일반적으로 문제에 체계적으로 접근합니다. 즉, "플랜트를 납품하자"는 것뿐만 아니라 먼저 원자재에 대한 상세한 분석을 수행하고 기업의 전체 물류 흐름을 살펴보고 구성 변경에 따른 가능한 위험을 평가합니다. 이것이 바로 계약업체와 기술 파트너를 구별하는 바로 "설계"입니다.

결정적인 요인으로서의 경제성

결국 에틸렌 재활용 기술의 선택은 결국 돈으로 귀결됩니다. 자본 지출(CAPEX)뿐만 아니라 운영 비용(OPEX)에서도 마찬가지입니다. 동일한 흡착을 위해서는 흡착제 재생 비용, 압력 유지를 위한 막 비용, 전력 공급을 위한 심층 냉각 비용이 필요합니다. 따라서 이제 그들은 “에틸렌을 얼마나 절약할 것인가”뿐만 아니라 “전체 사이클을 통해 어떤 부가가치를 얻을 것인가”를 고려하는 경우가 많습니다.

흥미로운 추세는 부산물 가스 회수 플랜트를 일반적인 "순환형" 계획에 통합하는 것입니다. 기업 경제학. 즉, 에틸렌 스트림은 폐기물로 간주되지 않고 동일 현장의 다른 공정의 원료로 간주됩니다. 예를 들어, 에틸벤젠 합성이나 옥시에틸화의 경우 적절한 생산 시설이 있는 경우. 이는 물류 비용을 절감하고 전반적인 마진을 증가시킵니다. 그러나 이를 위해서는 공장 전체에 걸친 유능한 계획이 필요하며, 그러한 계획을 설계하는 것은 바로 강력한 엔지니어링 회사의 임무입니다.

또한 에너지 자원 및 폴리머의 현재 가격으로 인해 가장 경제적 인 옵션은 열 회수를 통해 발전소에서 연소용 가스를 보내는 것입니다. 그리고 이것은 패배가 아니라 균형 잡힌 비즈니스 결정입니다. 재활용 기술은 경제적 여건에 적합해야 합니다. 합리적인 기간 내에 비용을 지불하지 못하는 최첨단 솔루션을 쫓는 것은 실수입니다.

미래를 바라보다: 유연성과 디지털

다 어디로 가는 걸까요? 제 생각에 핵심 단어는 유연성과 적응성입니다. 부산물 가스의 흐름은 일정하지 않으며 그 구성도 변할 수 있습니다. 향후 설치는 더욱 모듈화될 가능성이 높으며, 유입되는 원자재의 품질에 따라 매개변수나 프로세스 체인까지 신속하게 재구성할 수 있습니다. 아마도 멤브레인과 흡착을 결합한 하이브리드 방식이 더욱 널리 퍼질 것입니다.

디지털화도 중요한 역할을 합니다. 이러한 공장에 APC(고급 공정 제어) 시스템을 구현하면 변화에 적응하면서 실시간으로 운영을 최적화할 수 있습니다. 이것은 더 이상 환상이 아니라 실제 프로젝트입니다. 온도, 압력 및 유속을 조정하는 제어 알고리즘과 관련된 입구의 가스 구성에 대한 온라인 분석용 센서 - 이는 작동 효율성과 안정성을 심각하게 향상시킵니다.

물론, 더욱 선택적이고 안정적이며 저렴한 촉매에 대한 연구가 계속되고 있습니다. 특히 희석된 에틸렌을 가치 있는 제품으로 직접 전환하는 공정의 경우 더욱 그렇습니다. 여기에는 과학 연구소와 응용 공학 센터가 모두 발전할 여지가 있습니다. 가장 중요한 것은 이들 사이의 연결이 강력하여 실험실 개발이 파일럿 산업 테스트로 빠르게 진행된다는 것입니다. 이 점에서는 다음과 유사한 구조를 갖는다.청두 Yizhi 기술 유한 회사는 대규모 기술 회사(Huaxi Technology)의 프로젝트 부분인 것으로 논리적으로 보입니다. 이론적 개발을 통해 실제 구현 경로를 빠르게 찾을 수 있습니다.

일반적으로 중국의 에틸렌 함유 가스 활용 주제는 아직 끝나지 않았습니다. 이는 단순히 "폐기물 제거"에 관한 것이 아니라 끊임없이 변화하는 경제 및 환경 프레임워크 내에서 모든 입방미터의 가스에서 최대 가치를 추출하는 것입니다. 그리고 여기서 승리하는 것은 가장 복잡한 기술이 아니라 가장 지능적이고 공장 현장의 실제 생활에 적응하는 기술입니다.