Пластикалық пиролиз майын жаңа пластмассалар өндіру үшін пайдалану қоршаған ортаны қорғауға бағытталған көзқарастан да көп нәрсе; бұл жетілген химиялық инженерия тәжірибесі. Қазіргі уақытта саланың техникалық бағыты негізгі пиролизден озық тазарту интеграциясына ауысты. Тазарту процестері арқылы сапаны жақсартқаннан кейін, пластикалық пиролиз майы мұнай-химиялық бу крекерлеріне арналған қатаң шикізат стандарттарына сәйкес келетін білікті шикізатқа айналады. Нәтижесінде алынған дөңгелек полимерлер мен қайта өңделген пластмассалар химиялық тұрғыдан қазба негізіндегі баламаларға ұқсас, азық-түлікке арналған қаптамалар мен медициналық бұйымдарды қоса алғанда, жоғары стандартты қолданбаларға толықтай жарамды. Төменде осы процестің негізгі техникалық процедуралары келтірілген.
Негізгі қадамдар және техникалық жол
1-қадам: Тазарту/алдын ала өңдеу: Нафта алыңыз
Пиролиз майын өндіру пластикалық пиролиз машинасы бұл тек алғашқы қадам ғана; нақты қиындық оны мұнай-химия зауыттарына арналған білікті шикізатқа айналдыруда жатыр. Дөңгелек пластмассаларды өндіру, тазарту және алдын ала өңдеу үшін қоспаларды кетіру, пиролиз майының сапасын шикі мұнайдан алынатын дәстүрлі нафтаға жақындату көзделеді. Негізгі технологияларға айдау, адсорбциялық дехлорлау және гидроөңдеу жатады.
Айдау
Атмосфералық және вакуумдық айдау қондырғылары негізгі алдын ала өңдеу кезеңі ретінде қызмет етеді. Шикі пиролиз майын қайнау температурасы диапазондарына негіздеп фракциялау арқылы күрделі қоспа нақты кейінгі өңдеу үшін оңтайландырылған әртүрлі кесінділерге бөлінеді:
- жеңіл нафта фракциялары жоғары сапалы бу крекерінің шикізаты ретінде тазарту қондырғыларына жіберіледі;
- Ауыр балауызды түбі әдетте термиялық ыдырау үшін пиролиз реакторына қайта өңделеді немесе өнеркәсіптік отынға бағытталады
Адсорбциялық деклорлау
Каталитордың улануын және жабдықтың коррозиясын болдырмау үшін гидротазалау алдында адсорбциялық хлорсыздандыру кезеңі енгізіледі. Модификацияланған алюминий оксиді және металл оксиді композиттері сияқты арнайы адсорбенттер органикалық хлоридтерді тиімді түрде ұстайды. Бұл хлор мөлшерін жүздеген ppm-ден бір таңбалы ppm деңгейіне дейін төмендетеді, бұл зауыттың стандартты қоректендіру шегіне сәйкес келеді.
Гидротазалау
Бұл кезең пиролиз майының сапасын жақсарту үшін өте маңызды. Арнайы катализаторлары бар сутегі атмосферасында пиролиз майындағы жоғары реактивті олефиндер тұрақты алкандарға қаныққан. Сонымен қатар, органикалық гетероатомдар химиялық түрлендіру арқылы жойылады: күкірт күкіртті сутегіге (H2S), ал азот аммиакқа (NH3) айналады. Гидротазалаудан кейін тазартылған пиролиз майы дәстүрлі мұнай-химиялық нафтаға ұқсас химиялық қасиеттерге ие, бұл жаңа пластик өндірісі үшін бу крекерлеріндегі қазба шикізаттарымен бірлесіп өңдеуге мүмкіндік береді.
2-қадам: Бумен крекинг: мономер түзіңіз
Тазартылған пиролиз майы негізінен қазіргі заманғы мұнай-химия өнеркәсібінің жүрегі болып табылатын бу крекинг қондырғыларына жеткізіледі. 800°C-тан 850°C-қа дейінгі жоғары температурада және бумен араласқанда, бу крекингі нафта, этан және сұйытылған газды қоса алғанда, шикізатты этилен, пропилен, бутадиен және бензол сияқты негізгі химиялық мономерлерге ыдыратады. Бу крекингінің өнімдері - этилен және пропилен - полиэтилен (ПЭ) және полипропилен (ПП) өндірісіне арналған тікелей мономерлер болып табылады, олар жаңа пластикалық түйіршіктерге қайта полимерлеуге дайын. Пиролиз майын бу крекерлерінде өңдеудің екі негізгі жолы бар:
Бірге тамақтандыру режимі
Тазартылған пиролиз майы крекинг пештеріне құйылмас бұрын кәдімгі нафтамен 5%-дан 20%-ға дейінгі қатынаста араластырылады. Қазіргі уақытта бұл ең жетілген және тез орналастырылатын бағыт, қолданыстағы мұнай-химия қондырғыларына кең көлемді өзгерістер енгізуді қажет етпейді. LyondellBasell, SABIC және TotalEnergies сияқты ірі химиялық алыптар бұл модельді еуропалық бу крекинг алаңдарында индустрияландырды.
Арнайы берілім режимі
Пиролиз майы тәуелсіз қоректендіру ағыны ретінде өңделеді, оның крекинг жұмыс параметрлері оның ерекше құрамына оңтайландырылған. Бұл тәсіл этилен мен пропиленнің өнімділігін арттырады, бірақ пиролиз майының тазалығының жоғарылауын және мұнай-химия зауыттарында ішінара процесті жаңартуды талап етеді.
3-қадам: Мономерді бөлу және тазарту: Полимерлік класты мономерді алу
Бумен жарылғаннан кейін, нәтижесінде жарылған газ күрделі қоспа болып табылады, ол терең тазартусыз полимерлеу үшін тікелей қолдануға болмайдыОның құрамында инертті газдармен қатар нысаналы олефин мономерлері (негізінен этилен және пропилен), қажетсіз жеңіл көмірсутектер (мысалы, этан, пропан, бутан), іздік ластаушы заттар (мысалы, күкіртсутегі хлориді, күкіртсутегі, су буы және аздаған ауыр заттар) бар.
Мономерлерді бөлу және тазарту этиленді, пропиленді және басқа да негізгі мономерлерді күрделі крекинг газынан бөлуге және тазартуға бағытталған. Мақсат - төменгі ағынды каталитикалық полимерлеу үшін қатаң тазалық стандарттарына сәйкес келеді, бұл әдетте талап етеді 99.9%-дан астам аса жоғары тазалық (полимерлі дәрежелі).
Бүкіл бөлу және тазарту процесі негізінен криогенді айдау, адсорбциялық тазарту және фракциялық айдау арқылы жүзеге асырылады, бұл ретте компоненттерді қайнау температуралары мен физикалық-химиялық қасиеттерінің айырмашылығына қарай бөлу принципі қолданылады. Бұл әртүрлі компоненттерді қайнау температуралары мен физикалық-химиялық қасиеттерінің нақты айырмашылығына қарай бөлудің негізгі инженерлік принципіне сәйкес келеді.
4-қадам: Каталитикалық полимерлеу: Жаңа пластмассалар өндіру
Полимерлеу реакторларының ішінде бу крекингінен алынған этилен және пропилен сияқты мономерлер ұзын тізбекті макромолекулаларға полимерленеді. Бұл реакция Циглер-Натта немесе металлоцен катализаторларына негізделген. Бұл химиялық процесс арқылы қайта өңделген пластмассалар таза пластмассалармен бірдей молекулалық құрылымға ие. Сондықтан олар толығымен... қатаң жоғары деңгейлі қолданбаларға жарамдыазық-түлік қаптамасы мен медициналық бұйымдарды қоса алғанда. Бұл технология дәстүрлі механикалық қайта өңдеудің кемшіліктерін тиімді түрде жояды: қалдық қоспалар мен материалдық қасиеттердің нашарлауы.
Негізгі салалық стандарт: Массалық балансты есепке алу
Қазіргі өнеркәсіптік өтпелі кезеңде тек пиролиз майына негізделген толыққанды шикізат өндірісі әлі экономикалық тұрғыдан тиімді емес. Көптеген мұнай-химия зауыттары қабылдайды бірге тамақтандыру араластыру арқылы пиролиз майы дәстүрлі түрде нафтаӨндіріс жүйесіне енгеннен кейін молекулаларды физикалық түрде бақылау мүмкін болмағандықтан, өнеркәсіп кеңінен қолданады массалық тепе-теңдік принципі.
Бұл логика жасыл электр энергиясын желілік интеграциялаумен салыстыруға болады. Соңғы пайдаланушылар әрбір қуат бірлігінің шығу тегін бақылай алмайтыны сияқты, өндірісте араластырылғаннан кейін пиролиз майының жеке молекулаларын бақылау мүмкін емес. Үшінші тарап сертификаттарымен қолдау көрсетіледі... ISCC PLUS, өндірушілер дайын пластмассалардың тиісті үлесін сертификаттай алады қайта өңделген материалдар пиролиз майының кіріс көлеміне сәйкес. Бұл механизм химиялық пластикті қайта өңдеудің кең көлемді өнеркәсіптік енгізілуін айтарлықтай жеделдетті.
қорытынды
Пластикалық пиролиз майынан тазартылған шикізатқа, содан кейін мономерлерге және соңғы жаңа пластмассаларға дейін, химиялық қайта өңдеудің толық процесі қалдық пластмассалардың тұйықталған циклдік регенерациясына қол жеткізеді. Бұл қалдық пластмассаның ластануын шешіп қана қоймай, сонымен қатар қазба ресурстарына тәуелділікті азайтады, жаһандық көміртекті бейтараптық мақсаты аясында мұнай-химия өнеркәсібінің жасыл дамуының негізгі қозғаушы күшіне айналады.
