На нафтохімічних підприємствах утворюється чимало потоків відходів, значна частина яких містить органічні кислоти та потребує додаткового очищення перед скиданням у внутрішню каналізаційну мережу підприємства або на очисні споруди. Водночас за умови застосування правильно підібраної технології розділення такі потоки можуть перетворитися з відходів на цінний ресурс, придатний для повторного використання у виробництві.
Один із великих нафтохімічних комплексів у Туреччині звернувся до ESMIL Group з метою розроблення сучасного мембранного рішення для вилучення та концентрування органічної кислоти. У тісній взаємодії з ліцензіаром основного технологічного процесу компанія ESMIL створила надійне довгострокове рішення, розраховане на стабільну роботу в складних експлуатаційних умовах.
Вихідні умови та технічні параметри проєкту
Перед ESMIL Group було поставлено завдання розробити рішення, що відповідало б чітко визначеним технологічним і інженерним вимогам:
- мінімальний гідравлічний коефіцієнт вилучення – 90%;
- мінімальний ступінь вилучення кислоти – 80%;
- надійна, модульна та повністю автоматизована установка;
- обладнання, спроєктоване відповідно до інженерних стандартів галузі Oil & Gas;
- придатність до експлуатації у вибухонебезпечних зонах ATEX Zone 2.
Комплексний аналіз процесу
Кожен проєкт Esmil розпочинається з детального аналізу попереднього технологічного процесу та характеристик вихідного потоку. У цьому випадку етап розроблення складався з двох ключових стадій:
1) Випробування технологічного середовища на об’єкті ESMIL у місті Гай-Вікомб (High Wycombe, Велика Британія) для підтвердження початкових проєктних припущень і перевірки сумісності мембран.
2) Розширені випробування із застосуванням промислових мембранних модулів в умовах, максимально наближених до реальних, з метою підтвердження ефективності процесу та оптимізації робочих параметрів.
Такий структурований підхід дозволяє мінімізувати проєктні ризики, отримати точні технологічні дані та оптимізувати систему відповідно до реального складу вихідного потоку.
Розширені випробування ефективності мембран
З огляду на наявність концентрованої органічної кислоти було проведено додаткові дослідження довговічності та ефективності мембран, зокрема:
- оцінку впливу кислого середовища на матеріали мембранних модулів;
- аналіз змін показників утримання кислоти та проникності (потоку пермеату) після тривалої експлуатації у концентрованому середовищі;
- визначення вимог до очищення мембран у режимі довготривалої експлуатації.
Опис технологічного процесу
Система розрахована на номінальну продуктивність 60 м³/год, при цьому ESMIL має досвід реалізації рішень у діапазоні від 5 до 150 м³/год залежно від вимог замовника.
Вихідний потік містить близько 1–2% органічних кислот. Для підвищення ефективності розділення перед подачею на перший мембранний ступінь потік охолоджується до температури нижче 20°C.
Робочий тиск залежить від концентрації кислот у потоці та може досягати 60 бар(g). Для розрахункових умов тиск становить близько 45 бар(g).
Перша стадія
На першій стадії відбувається основне розділення. Концентрований потік кислоти відбирається та повертається назад у технологічний процес підприємства.
Друга стадія
Пермеат із першої стадії, який все ще містить залишкову кількість кислоти, спрямовується на другу мембранну стадію для максимізації загального ступеня вилучення. Концентрат другої стадії повертається до живильного резервуара першої стадії, тоді як остаточно очищена вода направляється на очисні споруди підприємства.
Експлуатаційні показники системи
Встановлена система досягла цільових проєктних показників. Загальний ступінь вилучення кислоти перевищує 82%, тоді як гідравлічний коефіцієнт вилучення підтримується на рівні 85–90%.
Детальні експлуатаційні дані наведено у відповідній таблиці.
[table “127” not found /]
Висновки
Цей проєкт наочно демонструє підхід ESMIL Group до реалізації складних промислових завдань:
- глибоке розуміння попереднього технологічного процесу та характеристик вихідного потоку;
- лабораторна валідація та пілотні випробування;
- інженерне проєктування відповідно до стандартів галузі Oil & Gas;
- постачання повністю інтегрованого автоматизованого мембранного рішення.
У результаті було впроваджено надійний мембранний модуль, що відповідає вимогам ATEX і адаптований до умов експлуатації підприємства. Це дозволило перетворити потік відходів на цінний ресурс, забезпечивши водночас безпечну та стабільну роботу у складних умовах нафтохімічної галузі.
