China: ¿utilización de gas de cola de etileno? 

Si hablamos de procesar relaves de etileno, muchos inmediatamente imaginan una quema banal o un regreso al horno. Pero en realidad, especialmente en los complejos chinos modernos, todo ha ido más allá. El principal problema muchas veces ni siquiera está en la tecnología, sino en la economía del proceso: cuando el volumen de relaves es pequeño y la composición flota, es posible que las inversiones de capital en procesamiento profundo nunca rindan frutos. Y aquí es donde comienza la diversión: la búsqueda de ese mismo equilibrio.

¿Qué se esconde detrás del término “gas de cola”?

Comencemos con lo básico, que por alguna razón a menudo se pasa por alto en las revisiones generales. El gas de cola de etileno no es una sustancia estándar. Su composición es un derivado directo del esquema de pirólisis y la profundidad de purificación de la corriente principal. Por supuesto, predominan el hidrógeno y el metano, pero siempre queda esa “impureza valiosa”: etileno sin reaccionar, un poco de etano, propileno. Son estos pocos porcentajes los que determinan si el proyecto será rentable.

Anteriormente, hace unos diez años, la solución estándar era dirigir este flujo para alimentar el gas combustible de la planta. Parecería lógico: tanto el reciclaje como el ahorro. Pero con el aumento de los precios de las materias primas y el endurecimiento de las normas medioambientales, ese plan empezó a parecer un desperdicio. Quemar etileno, incluso diluido, es lo mismo que calentar un horno con billetes. Quizás un poco, pero aún así.

Aquí vale la pena hacer una digresión sobre un error común en las evaluaciones. Mucha gente piensa que si la instalación es grande, entonces hay muchos relaves y el procesamiento está justificado. No siempre. Todo se reduce a la estabilidad de la alineación. Si hoy hay un 5% de etileno y mañana un 2%, entonces ninguna membrana o instalación de adsorción funcionará de forma eficaz. Por lo tanto, el primer paso siempre debe ser un seguimiento detallado y a largo plazo del flujo. Sin esto, todos los cálculos son adivinación sobre los posos del café.

Horquillas tecnológicas: membranas, adsorción, retorno a columna

Entonces, la composición es conocida, los volúmenes son claros. Lo siguiente es elegir un camino. Clásico esseparación de membrana. La tecnología está probada, especialmente en lo que respecta a la liberación de hidrógeno. Pero el etileno tiene matices: las membranas son sensibles a las sustancias "pesadas". Los componentes requieren un cuidadoso presecado y limpieza. En uno de los proyectos en la provincia de Jiangsu se encontraron exactamente con esto: la selectividad prometida en el papel se vio destrozada por fluctuaciones reales de temperatura y presión en la entrada. Tuvimos que modificar el sistema de tratamiento de gases sobre la marcha.

La segunda forma es la adsorción sin calor de ciclo corto (SCA). Quizás sea más adecuado para extraer etileno de tales mezclas. Se pueden lograr altas tasas de recuperación, incluso en concentraciones inestables. Pero aquí también existen riesgos: el coste de los adsorbentes, su vida útil en un entorno agresivo y los costes energéticos para la regeneración. Vi una instalación donde, debido a un modo de regeneración seleccionado incorrectamente, el adsorbente "sinterizó". y perdió capacidad en seis meses en lugar de los tres años prometidos.

Una tercera opción que a menudo se considera es devolver el etileno fuera de especificación al desmetanizador. Suena simple y elegante, pero en la práctica esto crea una carga enorme en el sistema de rectificación y puede alterar su equilibrio. Esta solución sólo funciona con una producción principal muy estable y bien calculada. La mayoría de las veces, se descarta en la etapa de diseño conceptual.

La economía como factor decisivo

Todo se reduce a dinero. Incluso la tecnología más bella no tiene derecho a la vida si no se amortiza en un período de tiempo razonable. Y los plazos de recuperación en China son ahora ajustados, normalmente no más de 3 a 5 años. Por tanto, la pregunta clave es: ¿qué hacer con el producto extraído? Es difícil venderlo: los volúmenes son pequeños y la pureza no es la ideal. Esto significa que debe usarse localmente.

Los diseños más exitosos que he visto se han integrado en el esquema general de suministro de energía de la planta. Por ejemplo, el etileno aislado se envió a la producción de etilbenceno u óxido de etileno dentro del mismo complejo. Esto elimina el problema de logística y ventas. Pero esto requiere una infraestructura adecuada, “¿gratuita?” energía en instalaciones adyacentes. Esta solución no es para todos.

A veces es más rentable no realizar una extracción profunda, sino optimizar el propio proceso de pirólisis para minimizar la formación de relaves. Esta área de trabajo a menudo permanece en la sombra, pero puede proporcionar mayores beneficios económicos que una costosa instalación de reciclaje. El trabajo sobre las materias primas y las condiciones del horno es menos notorio, pero fundamental.

Experiencia y casos específicos

Recuerdo un proyecto en una de las refinerías de Shandong. Allí siguieron un camino combinado: membranas para el enriquecimiento preliminar del flujo con hidrógeno y luego PSA para la separación final de etileno. El sistema resultó ser flexible y pudo adaptarse a las fluctuaciones estacionales en la composición de las materias primas. Pero el costo, por supuesto, fue apropiado. El período de recuperación se logró en tan solo cinco años, en gran parte debido a que el hidrógeno se envió al hidrotratamiento y el etileno a nuestra propia planta de polietileno.

Pero he aquí un ejemplo que tiene menos éxito. En una pequeña planta decidieron ahorrar dinero e instalaron una instalación diseñada para una planta promedio, "estándar". composición de relaves. La realidad resultó estar lejos de ser típica. El dispositivo estuvo inactivo la mitad del tiempo y cuando funcionó, su eficiencia estuvo por debajo del 50% del diseño. Como resultado fue desmantelado, regresando al circuito de gas combustible. Lección: No escatime en la investigación previa al diseño. Un mes de seguimiento adicional podría ahorrar millones en inversiones.

Cabe mencionar aquí el papel de las empresas de ingeniería especializadas que se ocupan de este tipo de soluciones no estándar. Por ejemplo,Chengdu Yizhi Technology Co.(su sitio web eshttps://www.yzkjhx.ru), como instituto de diseño creado sobre la base de una empresa tecnológica, a menudo trabaja precisamente en la intersección de estas tareas: no sólo vender equipos, sino desarrollar un esquema para uno específico, a menudo “no ideal”. fluir. Su enfoque, a juzgar por varios proyectos conocidos, se basa en un análisis profundo de los datos originales, sin tener en cuenta las plantillas. Este es el mismo caso cuando la experiencia en diseño (Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. es un instituto de diseño establecido por Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd. en 2013.) afecta directamente al resultado.

Una mirada al futuro y consejos prácticos

¿Hacia dónde se dirige la industria? La tendencia es la máxima integración y digitalización. Las plantas de eliminación de relaves se diseñan cada vez más como “inteligentes”, capaces de ajustarse en tiempo real a los cambios en el flujo de entrada y predecir su eficiencia. Ya no es un aparato estático, sino parte del sistema general de gestión de la producción.

¿Qué consejo puedes dar a quienes recién están pensando en un proyecto de este tipo? Primero, invierta tiempo y dinero en recopilar datos. Una semana no es suficiente; Necesitamos datos para diferentes estaciones, bajo diferentes modos de funcionamiento de la instalación principal. En segundo lugar, considere no sólo la tecnología de extracción, sino también el destino final del producto. Sin una comprensión clara de dónde colocar el etileno resultante, el proyecto está condenado al fracaso. En tercer lugar, no teman las soluciones no estándar. A veces, una modificación modesta de un esquema existente es más efectiva que una gran instalación nueva.

En última instancia, la utilización del gas de cola de etileno no tiene que ver con el medio ambiente (aunque también lo tiene), sino principalmente con la eficiencia económica y el uso racional de los recursos. Esta es una tarea para la que no existe una respuesta universal, sino la búsqueda de la solución óptima para una planta específica, con sus condiciones y limitaciones únicas. Y esta búsqueda, con sus errores e intuiciones, es la parte más interesante del trabajo.