Ключевые слова: адсорбционная установка подготовки углеводородного газа, вторичное сырье, отработанный силикагель, эффективная технология утилизации отработанного силикагеля.
Федеральный закон № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» определяет правовые основы обращения с отходами производства и потребления для снижения вредного воздействия отходов производства и потребления на экосистему, а также вовлечения таких отходов в дополнительный оборот в качестве вторичного сырья [1].
Рациональное использование выделенных ценных компонентов при эффективной вторичной переработке отходов – один из путей, который может способствовать достижению в настоящее время стратегической цели развития минерально-сырьевой базы, которая заключается в создании условий для устойчивого обеспечения минеральным сырьем социально-экономического развития и поддержания необходимого уровня экономической и энергетической безопасности Российской Федерации [2].
Повышение степени переработки и потребления минерального сырья внутри страны, создание необходимой инфраструктуры для разработки и внедрения новых технологий находится в числе основных задач новой стратегии развития минерально-сырьевой базы до 2050 года [3].
Снижение экологической опасности отходов в газовой промышленности в первую очередь связано с использованием новейших научно-технических достижений в целях реализации малоотходных и безотходных технологий и эффективного рециклинга отходов для уменьшения их количества в газовой промышленности, в том числе на адсорбционных установках подготовки углеводородного газа.
В настоящее время при подготовке углеводородного газа, где применяются адсорбционные процессы, одной из проблем является использование отработанного силикагеля, который образуется при многоцикловой работе адсорберов при осушке и отбензинивании газа. Как правило, выгрузка отработанного силикагеля из адсорбера для замены на новый проводится через каждые 2400–3000 циклов «адсорбция–регенерация–охлаждение» (в зависимости от физико-химических свойств силикагеля) при подготовке углеводородного газа к транспорту, где утилизация большей части отработанного силикагеля осуществляется на полигоны захоронения отходов. Этот метод утилизации признан малоэффективным и вредным для экологии, но продолжает использоваться в газовой промышленности до сих пор.
Предлагаемое решение
Газотранспортная система сейчас нуждается в передовых технологиях утилизации отработанного силикагеля в качестве вторичных материальных ресурсов, что может улучшить экономические и технологические показатели производства, а также укрепить экологическую безопасность.
Когда речь идет о повышении эксплуатационной эффективности и экологической безопасности в газовой отрасли, выбор технологии является важным фактором. Наступил этап внедрения решений, совершенствующих отечественные проекты, ориентированные на эффективные технологии, направленные на сокращение отгрузки отработанного силикагеля на полигоны захоронения отходов.
Реализация эффективной технологии утилизации отработанного силикагеля связана с необходимостью повышения технологического уровня адсорбционной установки подготовки углеводородного газа к транспорту, позволяющей выработать дополнительную продукцию – стабильный конденсат, ПБФ, топливный газ, а также подготовленную техническую воду и метанол. Для эффективной работы адсорбционной установки подготовки углеводородного газа по прекращению отгрузки отходов отработанного силикагеля и безвозвратной потери, в большей степени жидких углеводородов в его составе при размещении на полигонах захоронения твердых отходов, предлагается дополнительная очистка – дезактивация отработанного силикагеля перед его выгрузкой (рисунок 1).
Полученный в блоке конверсии метанола высокооктановый бензин предлагается использовать в качестве десорбера, дезактиватора отработанного силикагеля, который при температуре 70–100 °С десорбирует максимальное количество углеводородов перед выгрузкой силикагеля, а пропуск азота с температурой 300–350 °С позволит максимально удалить десорбент с примесью десорбированных жидких и газообразных углеводородов [4].
Эффективная утилизация отработанного силикагеля на адсорбционной установке подготовки углеводородного газа даст возможность прекратить отгрузку отработанного силикагеля на полигоны захоронения отходов. Снабжение установки дополнительными технологическими линиями подачи высокооктанового бензина из резервуарного парка бензина в адсорберы позволяет провести жидкофазную десорбцию углеводородов поглощенных силикагелем с целью получения дополнительной продукции – стабильного конденсата, ПБФ и топливного газа. А для полного удаления жидкого десорбента с примесью десорбированных углеводородов из отработанного силикагеля предлагается применить дополнительные линии подачи и отвода азота, используя блок получения и хранения азота, что также позволит выработать дополнительно стабильный конденсат, топливный газ, а также подготовленную техническую воду и метанол [4].
Заключение
При стремлении к более устойчивым и экологически чистым решениям в рамках новой стратегии развития минерально-сырьевой базы, предлагаемая эффективная технология утилизации отработанного силикагеля на адсорбционной установке подготовки углеводородного газа позволит обеспечить ресурсосбережение и экологичность установки, а также увеличит выход продукции за счет очистки отработанного силикагеля. А в целом разработка эффективных технологий, направленных на снижение потерь вторичных материальных ресурсов и повышение экологической безопасности, является в настоящее время приоритетом научно-технологического развития для обеспечения технологического суверенитета с использованием наилучших отечественных разработок.
Литература
1. Федеральный закон от 24.06.1998 № 89-ФЗ (ред. от 08.08.2024) «Об отходах производства и потребления» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2024).
2. Сыроватка В.А., Голубева И.А., Ясьян Ю.П. Сокращение эмиссии низконапорного газа сепарации на установке подготовки природного газа к транспорту // научный информационный сборник Нефтегазохимия, 2022. № 1–2. – С. 19–22.
3. Стратегия развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2050 года, Распоряжение Правительства РФ № 1838-р от 11 июля 2024 г.
4. Патент РФ № 2814922 С1, МПК B01D 53/00 B01D 53/14. Технологическая установка подготовки углеводородного газа / Муравлева М.В., Ясьян Ю.П., Сыроватка В.А. / Опубл.: 06.03.2024. Бюл. № 7.
