中国：エチレンテールガスの利用？ 

正直に言うと、この質問を見たときに最初に頭に浮かぶのは、「エチレンテールガス?」という典型的な誤解です。 – これは、単一のレシピに従って処理できるある種の均質な物質です。実際には、すべては特定の組成、圧力、そして最も重要なことに、特定のプラントでのプロセスの経済性に依存します。多くのリサイクル プロジェクトが失敗するのは、テクノロジーのせいではなく、これらの「尾」が最初に誤って判断されたことが原因です。

「テールガス」という言葉の裏には何が隠されているのでしょうか？

一般的なレビューでは何らかの理由で見落とされがちな基本から始めましょう。エチレンテールガス– これは C2 スプリッターカラムからの単なる流出ではありません。その組成は、エチレン、エタン、メタン、水素、そして場合によってはプロピレンとアセチレンのカクテルです。パーセンテージが重要な要素です。ある製造現場では、これは 60% のエチレンを含む流れであり、別の製造現場では 20% の窒素で希釈されたエチレンです。そして、なぜ普遍的な解決策がないのかがすぐに明らかになります。

最初によくある間違いは、ターゲット成分の分圧が低い流れに対して膜分離または圧力サイクル吸着 (PCA) を使用しようとすることです。効率が壊滅的に低下し、資本コストが元に戻りません。全圧 3 bar、エチレン含有量 15% の流れからエチレンを分離しようとするプロジェクトを見ました。膜は単純に設計濃縮係数に達しておらず、設備はアイドル状態です。

ここでソースを確認することが重要です。熱分解装置からのガス、エタン脱水素装置からのガス、それとも貯蔵タンクからの廃ガスでしょうか?組成だけでなく、後続のプロセスでの触媒に使用される有毒な不純物の存在もこれに依存します。たとえば、アセチレンまたは CO は、ガスがリサイクルされる場合、水素化または重合システムにとって破壊的になる可能性があります。

理論だけではない主なリサイクル方法

美しいプレゼンテーションはさておき、実際、中国ではいくつかの分野が広く使用されています。最初の、そして最も明白なガスは、燃料ガスとして熱分解炉に戻ります。シンプルで安っぽい気がします。しかし、ここにはニュアンスがあります。そのような排ガスの発熱量は大きく変動します。混合燃料の組成を安定させないと、バーナーの温度管理、局所的な過熱、NOx の増加などの問題が発生する可能性があります。多くの古い製油所ではこれを行っており、単に燃やすだけですが、厳しい環境基準を持つ現代の複合施設では、これはもう機能しません。

2つ目は分別してリサイクルする方法です。ここでは深冷と低温蒸留の技術が最先端です。しかし、それらはエネルギーを消費します。ターゲット C2+ の大量および高含有量の場合にのみ正当化されます。典型的な例はインストールですエチレンテールガス回収寧波河源複合施設では、高エタンとエチレン含有量の流れが分離され、プロセスヘッドに戻されます。規模のおかげで経済が統合されました。

3つ目の方法は、合成の原料として利用するというもので、勢いを増しています。例えば、ヒドロホルミル化または直接酸化。しかし、これは別個の、多くの場合気まぐれな触媒プロセスを必要とする化学変換です。詳細なパイロット テストを行わずにこれを実装するのは危険です。私は江蘇省の工場の一つで、エチレン排ガスからプロピオンアルデヒドの製造を組織化しようとした事例を知っています。プロジェクトは触媒開発の段階で行き詰まり、微量の硫黄により触媒はすぐに失活した。

実際的な困難と落とし穴

これは教科書にはほとんど書かれていないことですが、どの現場でも遭遇することです。 1つ目は組成の変動です。熱分解炉は時計仕掛けの機構ではありません。原材料の組成が変化すると、モードが調整されます。そしてテールガスはフロートしますか？これと一緒に。リサイクルシステムは平均値に基づいて設計されるのではなく、可能な範囲に基づいて設計されるべきです。それ以外の場合は、1 つで「完璧」になります。日が経つとコンプレッサーに無理な負荷がかかったり、セパレーターが対応できなくなったりすることがあります。

2つ目は材料科学の問題です。ガスに水分と微量の酸が含まれている場合、露点以下に冷えると腐食が始まります。標準的な炭素鋼は低温セクションには適さない場合があります。ステンレス鋼を設置する必要があるため、プロジェクトの費用が高くなります。そしてその過程でそれが使用された場合吸着または膜分離では、不純物（たとえ ppm であっても）が吸着剤を不可逆的に汚染したり、膜を詰まらせたりする可能性があります。

3 番目の問題は、新しいリサイクル システムを既存のプラント インフラストラクチャに統合することです。多くの場合、空きスペースがないため、圧力がかかっている状態で実行中のパイプラインに割り込み、長時間の停止を調整する必要があります。場合によっては、廃棄による経済効果が、これらの設置や組織作業のコストによって消費されてしまうことがあります。

成都一志テクノロジーの経験: 万能薬ではなく、体系的なアプローチ

統合と実際の実装に関する会話の文脈では、設計機関の経験について言及する価値があります。そのうちの 1 つは、成都宜之科技有限公司(成都華西化工技術の子会社)。彼らは「魔法の箱」を販売しているのではなく、フルサイクルのデザイン研究所として運営されています。彼らのウェブサイトyzkjhx.ru– これは実際、完了した石油化学プロジェクトのポートフォリオです。

彼らのアプローチにはどのような価値があるのでしょうか?彼らは技術の選択から始まりますが、特定のプラントの特定の排ガス流の詳細な監査から始まります。サンプルは、設置のさまざまな動作モードで、1 日のさまざまな時間に採取されます。これらは実際の画像を構築するものであり、パスポート データでは機能しません。次に、オプションをモデル化します。どこかで予備モジュールをインストールするほうがより収益性が高くなります。ガス分離リサイクルする前にエチレン濃度を高めるために、どこかで、予混合と発熱量制御を備えた燃料ガスシステムへの流れを統合します。

彼らの実践から: PVC 生産プラントのプロジェクトがあり、低エチレン含有量 (約 25%) の排ガスがボイラーの燃料システムに正常に統合されましたが、オンライン分析システムと混合組成の自動制御が設置されていました。このソリューションは最もハイテクなものではありませんが、信頼性が高く、天然ガスの購入を削減することで利益をもたらします。彼らのプロジェクトのもう 1 つであるエチレン複合施設の回収システムの再設計により、エチレンの回収量を 2 ～ 3% 増加させることができ、大量のエチレンを回収することで大きな経済効果をもたらしました。

将来を見据えて: トレンドと経済的制約

すべてはどこへ行くのでしょうか？もちろん、トレンドはデジタル化と予測分析です。プロセス制御システム (PCS) にリンクされたオンライン組成分析センサー。流れの変化を予測し、回収プラントの動作に適応できます。これはもはやSFではありません。そういった制度も導入され始めています。

2 番目のトレンドは、設備の小型化とモジュール化です。巨大なワークショップではなく、中小規模の企業で少量のガス流を利用するための、コンパクトでほぼコンテナベースのソリューションです。これはニッチ市場になる可能性があります。

しかし、主な制限要因は、そしてこれまで常にそうであったのですが、経済です。市場でのエチレンの価格、極低温プラントを稼働させるための電気代、CO2 排出量の料金。製品の価格が安くエネルギーが高価であれば、排ガスからエチレンをリサイクルする最先端の技術であっても採算が合わなくなります。すべての技術的ソリューションは、この単純な計算に依存します。したがって、多くの場合、最適なソリューションは最も技術的に洗練されたものではなく、地域の状況と価格に最も適合したものになります。場合によっては、熱回収を伴う、単に組織化された燃焼が行われることもあります。そして、これには何の問題もありません。これはエンジニアリングの実践です。