Бутадиен өндірісіндегі процесті бақылау және оңтайландыру үшін желілік концентрацияны өлшеу маңызды рөл атқарады. Бұл әдістер екінші реттік экстракция, айдау және тазарту сияқты маңызды кезеңдер кезінде өнім мен еріткіш деңгейлерін үздіксіз бақылауға мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы технологиялық қондырғыларда желілік құралдардан алынған нақты уақыт режиміндегі деректер басқару жүйелеріне тікелей беріледі, бұл динамикалық процесті модельдеуді және температура, қысым, еріткішті қосу және су балансы сияқты операциялық айнымалыларды реттеуді қолдайды. Бұл тығыз интеграция экстракцияның сенімділігін арттырады және жағымсыз «попкорн полимерлерінің» немесе басқа полимерлі ластану агенттерінің пайда болуын азайтады.
Бутадиен өндірісінің процесіне кіріспе
1,3-Бутадиен әлемдік синтетикалық каучук өнеркәсібінде, әсіресе жылдық тұтынудың миллиондаған тоннасын құрайтын бутадиен каучугы (BR) және стирол-бутадиен каучугы (SBR) өндірісінде маңызды құрылыс материалы болып табылады. Оның қолданылуы автомобиль шиналарына, өнеркәсіптік тауарларға және құрылыс полимерлеріне дейін созылады, сұраныс Азия-Тынық мұхиты сияқты аймақтарда өндіріс салаларының және көлік өндірісінің қарқынды дамуына байланысты шоғырланған.
Бутадиенді экстракциялау
*
Өндіріс процесі қолайлы шикізатты таңдаудан басталады. Дәстүрлі түрде, нафта және бутан сияқты мұнай-химиялық шикізат кеңінен қолданылады. Бұл көмірсутектер дәстүрлі процестерде жоғары өнімділік береді және қалыптасқан жеткізу тізбектерінен пайда көреді. Дегенмен, тұрақтылыққа баса назар аудару жаңартылатын көздерден алынған биоэтанол және азық-түлік емес биомасса сияқты балама шикізатқа қызығушылықты арттырды. Этанолды бутадиенге каталитикалық түрлендіру технологиялары көміртегі ізін азайту және ресурстарды әртараптандыру әлеуеті үшін танымал бола бастады, дегенмен айтарлықтай масштабтау және экономикалық кедергілер әлі де бар.
Бутадиен синтезінің негізгі өнеркәсіптік әдісі - бумен крекинг. Бұл процесс нафтаны немесе басқа жеңіл көмірсутектерді будың қатысуымен жоғары температураға (шамамен 750–900°C) ұшыратады. Термиялық жағдайлар ірі молекулаларды кішірек олефиндер мен диолефиндерге ыдыратады, ал этилен, пропилен және басқа да құнды қосалқы өнімдермен бірге бутадиен өндіріледі. Крекингтен кейін тез сөндіру қажетсіз екінші реттік реакциялардың алдын алады, содан кейін күрделі газ бөлу тізбегі жүреді. Бутадиен әдетте экстракциялық айдау арқылы алынады, ол бутадиенді ұқсас C4 көмірсутектерінен бөлу үшін DMF немесе NMP сияқты полярлы еріткіштерді пайдаланады. Энергия тиімділігін арттыру және пайдалану шығындарын азайту үшін бөлуші қабырғалы бағандарды немесе буды қайта сығымдауды пайдалануға болады.
Көп құбырлы немесе сұйық қабатты реакторларда этанолды каталитикалық түрлендіру сияқты жаңадан пайда болып жатқан «арнайы» әдістер бу крекингіне тұрақты балама болып табылады. Бұл процестер жоғары селективтілік пен тұрақтылыққа арналған көп функциялы гетерогенді катализаторларды пайдаланады. Катализатор мен реактордың конфигурациясы түрлендіру жылдамдығын оңтайландыруда және қажетсіз қосалқы өнімдерді азайтуда өте маңызды.
Бутадиен өндірісінің жалпы процесі шикізатты дайындаудан басталады, крекинг (немесе каталитикалық түрлендіру) арқылы өтеді және тазартылған бутадиен алу үшін өнімді сөндіру, газды бөлу және соңғы экстракциялық айдаумен жалғасады. Өнімнің тазалығын, өнімділігін және еңбек қауіпсіздігін барынша арттыру үшін қатаң бақылау - мысалы, бутадиен концентрациясын үздіксіз өлшеу - және озық басқару жүйелері өте маңызды. Бұрынғы жабдықтардың ластануы, еріткіштің ыдырауы және технологиялық процестердің бұзылуы инженерлік араласулар және еріткішті тазарту саласындағы жетістіктер арқылы басқарылады, бұл заманауи мұнай-химия қондырғыларында сенімді және тиімді бутадиен өндірісін қамтамасыз етеді.
Бутадиенді экстракциялау процесінің негізгі қадамдары
Термиялық крекинг және жем дайындау
Термиялық крекинг бутадиен өндірісі процесінің негізін құрайды. Әдетте нафта, бутан және этан сияқты шикізат қолданылады; әрқайсысы әртүрлі өнімділік профильдерін ұсынады. Кеңінен қолжетімді нафта кеңірек C4 фракцияларын және орташа бутадиен өнімділігін береді, ал бутан мен этан әдетте қажетті өнімдерге жоғары селективтілік береді.
Крекинг пештеріндегі жұмыс жағдайлары өте маңызды. Температураны 750° және 900°C аралығында мұқият бақылау керек, қажетсіз тотығудың алдын алу үшін инертті атмосфера сақталуы керек. Тұру уақыты маңызды: өте қысқа тұру уақыты және жылдам сөндіру бутадиен селективтілігін төмендететін және жанама өнімдердің пайда болуына әкелетін екінші реттік реакциялардың алдын алады. Мысалы, осы диапазондағы температураны көтеру өнімділікті арттыра алады, сонымен қатар энергия тұтынуды және қажетсіз жанама реакцияларды арттырады. Осылайша, оңтайлы өңдеу бутадиенді максималды алу үшін температураны, қоректендіру ағынының жылдамдығын және сөндіру жылдамдығын теңестіруі керек.
Шикізатты алдын ала өңдеу, әсіресе биоэтанол немесе 1,3-бутандиол сияқты баламалы немесе жаңартылатын шикізат үшін гидролиз немесе ашыту әдістерін қамтиды. Биомасса үшін бумен жарылу немесе сұйық ыстық сумен алдын ала өңдеу сияқты әдістер қолданылады, бұл ашытылатын субстрат жасайды және жалпы конверсия жылдамдығын жақсартады. Реактордың дизайны келесі қадамдарға әсер етеді: көп құбырлы реакторлар жылу мен масса алмасуын қолдайды, ал көп қабатты адиабаттық жүйелер процестің масштабталуын және селективтілігін жеңілдетеді.
Газды бөлу, бастапқы және қосымша өндіру
Крекинг аяқталғаннан кейін шикі газ ағыны бөлу кезеңдерінің тізбегіне өтеді. Газды бөлу ауыр көмірсутектерді кетіру үшін сөндіруден және бастапқы бөлуден басталады, содан кейін сығымдау қондырғылары көлемді азайтып, өңдеуді жеңілдету үшін қысымды арттырады. Кептіру ылғалды кетіреді, бұл еріткіштің өнімділігі мен өнім сапасына кедергі келтіруі мүмкін.
Бастапқы экстракция жоғары қысымды мұнараларда абсорбенттерді немесе селективті еріткіштерді пайдаланады. Мұнда бутадиен ерігіштігінің айырмашылығына байланысты басқа C4 қосылыстарынан бөлінеді. N-метил-2-пирролидон (NMP), диметилформамид (DMF) немесе 1,2-пропилен карбонаты (PC) сияқты жаңа тұрақты балама еріткіштер бутадиенге жақындығы, тұрақтылығы және қауіпсіздік профилі үшін таңдалады. Еріткіш бутадиенді селективті түрде ерітеді, содан кейін ол бумен немесе төмендетілген қысыммен еріткіштен алынады.
Екінші реттік экстракция қалпына келтіруді барынша арттыру үшін жүзеге асырылады, бірінші кезеңде жоғалған сулы немесе еріткіш фазасынан қалдық бутадиенді ұстап қалады. Бұл процесс қосымша еріткішпен жанасуды немесе баған операцияларын қарқынды жүргізуді қамтуы мүмкін. Бутадиенді қалпына келтіруді оңтайландыру (98%-ға дейін) және тазалықты (99,5%-ға жақындау) қамтамасыз ету үшін еріткіштің қоректену қатынасы (әдетте 1,5:1) және кері қайту қатынасы (көбінесе 4,2:1-ге жақын) сияқты параметрлер мұқият реттеледі. Теориялық баған сатылары санын көбейту минималды қосымша энергиямен бөлу тиімділігін арттырады. Баған бөлімдері арасында жылуды қалпына келтіру желілерін біріктіру жалпы процесс энергиясын пайдалануды шамамен 12%-ға төмендетуі мүмкін.
Тазарту кезеңдерін біріктіру – кептіру, ацетилен мен қаныққан майлар сияқты қосалқы өнімдерді алып тастау – еріткіштің тиімділігін және өнімнің сипаттамасын сақтау үшін өте маңызды. Бөлгіш қабырға бағаналары немесе жылу сорғылары бар аралық ребойлерлер сияқты озық технологиялық жобалар энергияға деген сұранысты (55%-ға дейін) азайтып, бутадиенді қалпына келтіру тиімділігін арттыра отырып, жалпы пайдалану шығындарын төмендететіні дәлелденді.
Экстракциялық айдау және өнімді тазарту
Экстракциялық айдау - жоғары таза бутадиенді C4 көмірсутек фракцияларынан бөліп алудың негізгі әдісі. Бұл кезеңде таңдалған еріткіш бутадиен мен оның қайнауға жақын қоспалары арасындағы ұшқыштық айырмашылығын күрт арттыру арқылы оларды тиімді бөлуді жеңілдету арқылы маңызды рөл атқарады.
Еріткішті таңдау бірнеше критерийлермен анықталады: бутадиеннің селективтілігі, химиялық және термиялық тұрақтылық, қалпына келтіру жылдамдығы, қоршаған орта және қауіпсіздік мәселелері, сондай-ақ құны. NMP және DMF бұрыннан басым болған, бірақ қазір олардың орнына 1,2-пропилен карбонаты сияқты жасыл еріткіштер келеді, олар салыстырмалы бөлу тиімділігін, уытты еместігін және нормативтік қабылдауды қамтамасыз етеді. Терең эвтектикалық еріткіштер (DES) сонымен қатар жоғары экстракция өнімділігін сақтай отырып, тұрақтылық пен толық қайта өңдеуді ұсына отырып, перспективалы болып табылады.
Еріткіштер айдау және мембраналық сүзу жүйелері арқылы қалпына келтіріліп, қайта өңделеді, бұл шайыр мен ластаушы заттарды кетіреді және еріткіштің қызмет ету мерзімін ұзартады. Шайырды кетіруге арналған мембраналық модульдерді біріктіру жұмыстың тоқтап қалу уақытын азайтады және тұйықталған циклді жұмысты қолдайды.
Өнімді тазарту одан әрі айдау және кейде гибридті экстракция-дистилляция тізбектерін қолданады. Көп сатылы фракциялау немесе каскадты айдау бағандары сияқты кеңейтілген тазарту стратегиялары бутадиен өнімінің соңғы тазалығының 99,5%-ға жетуін немесе одан асуын қамтамасыз етеді. Үздіксіз бақылау - көбінесе Лоннметрден тығыздық пен тұтқырлық өлшегіштері сияқты желілік концентрацияны өлшеу құралдарымен - ағындардағы бутадиен мөлшерін бақылауға және процесті басқаруды оңтайландыруға көмектеседі. Бұл желілік концентрацияны өлшеу құрылғылары бутадиен өндірісін оңтайландыру үшін нақты уақыт режимінде деректерді береді, бұл операторларға өнімнің тұрақты жоғары тазалығын сақтауға және қоспа деңгейін азайтуға мүмкіндік береді.
Еріткішті таңдаудың, процесті интеграциялаудың және бутадиен концентрациясын үздіксіз өлшеудің тиімді үйлесімі қатаң сапа мен тұрақтылық талаптарын қанағаттандыра алатын сенімді бутадиен өндірісін қамтамасыз етеді.
Сызықтық концентрацияны өлшеу: принциптері және маңыздылығы
Бутадиен өндірісі процесіндегі сызықтық концентрацияны өлшеу - бұл химиялық құрамдарды тікелей процесс ағынында нақты уақыт режимінде үздіксіз анықтау. Бұл тәсіл бутадиенді алу процесін толығымен басқару және оңтайландыру, әрбір маңызды кезеңде қауіпсіздікті қамтамасыз ету және тиімділікті барынша арттыру үшін өте маңызды.
Не өлшенеді?
Бутадиенді экстракциялау процесі бірнеше заттардың дәл мөлшерін анықтауды талап етеді. Негізгі нысаналарға тазалық деңгейі жиі 97%-ға жетуі немесе одан асуы тиіс бутадиеннің өзі, сондай-ақ сұйық-сұйық және қайталама экстракция кезеңдерінің ажырамас бөлігі болып табылатын фурфурал және N-метил-2-пирролидон сияқты еріткіштер жатады. Сонымен қатар, бутадиеннің желілік концентрациясын өлшеу құралдары басқа ұшпа органикалық қосылыстар мен қауіпті жанама өнімдер сияқты ластаушы заттарды анықтау және бақылау үшін қолданылады, көбінесе пропилен ағындарында немесе еріткішті қалпына келтіру бағандарынан шығатын шығарындыларда кездесетін іздерді қоса алғанда. Өнімнің де, қоспаның да концентрациясын бақылау сәйкестікті қамтамасыз ету және оңтайлы жұмысты сақтау үшін өте маңызды.
Кіріктірілген және офлайн өлшеу: операциялық әсерлер
Бутадиен концентрациясын өлшеудің желілік және оффлайн әдістері арасындағы таңдау айтарлықтай операциялық салдарға әкеледі. Спектрометрлер, сенсорлар және өлшегіштер сияқты желілік құрылғылар тікелей технологиялық ағындарға орнатылады, олар үздіксіз әрекет етуге болатын деректерді береді. Бұл нақты уақыт режиміндегі кері байланыс дереу түзету шараларын қолдануға, бутадиен концентрациясын қатаң бақылауға және еріткіш ағындары мен экстракция параметрлерін дәл реттеуге мүмкіндік береді. Салыстырмалы түрде, оффлайн өлшеу қолмен сынама алуды, зертханалық өңдеуді және кешіктірілген нәтижелерді қажет етеді. Мұндай кешігулер өнімнің спецификациядан тыс болуы, процестің тиімсіздігі және қалдықтар қаупін арттыруы мүмкін, себебі түзетулер проактивті емес, реактивті болып табылады.
Lonnmeter компаниясының тығыздық өлшегіштері немесе тұтқырлық өлшегіштері сияқты құралдарды пайдалана отырып, нақты уақыт режимінде өлшеу бутадиен концентрациясын үздіксіз бақылаудағы ең жақсы тәжірибелерді қолдайды. Бұл әдістер адам қателігі мен үлгінің ластану қаупін айтарлықтай азайтады, сондай-ақ жоғары көлемді мұнай-химия қондырғылары үшін маңызды автоматтандырылған процестерді басқаруды жеңілдетеді. Мысалы, газ концентрациясын өлшеу әдістері селективті гидрогендеуде өте маңызды болып шықты, мұнда жедел кері байланыс қосалқы өнімдерді азайту және тазалықты сақтау үшін реакцияны модуляциялауға көмектеседі.
Кіріктірілген концентрация анализаторлары деректерді бірнеше секунд ішінде жеткізеді, бұл проактивті бақылауды қамтамасыз етеді. Офлайн іріктеу уақыттың кідірістеріне ие, бұл процестің тиімсіздігіне әкелуі мүмкін.
Процесті басқарудағы принцип және рөл
Мысалы, тығыздық пен тұтқырлық деректерімен тексерілген қатаң модельдеу модельдері инженерлерге бөлу тиімділігі мен өнім сапасын оңтайландыруға мүмкіндік береді, бұл энергия мен еріткіш шығынын азайта отырып, бутадиен шығымдылығын арттырады. Кіріктірілген өлшеу сонымен қатар кеңістіктік шешілген сенсорлық желілермен және жақында сараптамалық шолулармен расталған тәсілмен ауа мен ағынды сулардың шығысын ластаушы заттардың бар-жоғын үздіксіз бақылау арқылы нормативтік сәйкестікті қолдайды.
Қорытындылай келе, көмірсутектерге арналған желілік концентрацияны өлшеу құралдары, соның ішінде бутадиен үшін арнайы жасалғандар, жоғары өнімділік, аз қалдықтар және қоршаған ортаға минималды әсер ету үшін қажетті жедел операциялық жауап беруді мүмкін етеді. Бұл тікелей, үздіксіз деректер ағыны қазір бутадиен өндірісі процесінде өте маңызды болып саналады, бұл экстракцияны оңтайландыру мен басқарудың бүкіл құрылымының негізін құрайды.
Бутадиенді экстракциялаудағы концентрацияны өлшеу құралдары мен құралдары
Бутадиенді өнеркәсіптік өндіруде енгізу
Бутадиенді экстракциялау процесінде материалдар ағыны мен түрленуін бақылау үшін құралдар стратегиялық сынама алу орындарына орналастырылады. Әдеттегі интеграция нүктелеріне экстрактор қондырғысының шығыстары, дистилляциялық бағанның кірістері мен түбі, сондай-ақ өнімді сақтау цистерналары жатады. Орналастыру жем құрамындағы немесе бөлу тиімділігіндегі сияқты процестің өзгерістерін тез анықтауды қамтамасыз етеді.
Деректерді жинау желілері нәтижелерді таратылған басқару жүйелеріне (DCS) немесе бағдарламаланатын логикалық контроллерлерге (PLC) жібереді, бұл процесс инженерлеріне негізгі өнімділік көрсеткіштері мен дабыл шектерін бақылауға мүмкіндік береді. Лоннметрдің желілік тығыздығы мен тұтқырлығы өлшегіштері осы құрылымдарға өнеркәсіптік стандартты хаттамалар (Modbus, Ethernet/IP) арқылы интеграцияланады, бұл деректерді автоматтандырылған тіркеуді және трендтерді басқаруды қолдайды.
Тексерілген және калибрленген концентрацияны өлшеу құралдары процесті бақылауда маңызды рөл атқарады. Сертификатталған анықтамалық стандарттарға немесе оффлайн гельді ену хроматографиясы сияқты корреляцияланған зертханалық әдістерге сәйкес күнделікті калибрлеу өлшеу дәлдігін растайды, процесті басқару шешімдерінің сенімділігін қамтамасыз етеді.
Бутадиен концентрациясын өлшеу әдістерін автоматтандыру платформаларымен тікелей байланыстыру айтарлықтай пайда әкеледі. Ауытқулар бірден анықталған сайын, қалдықтар мен техникалық сипаттамадан тыс өнімдердің пайда болуы азайған сайын және уақтылы түзету шараларын қолдану арқылы процестің өнімділігі оңтайландырылған сайын өндірістің тұрақтылығы жақсарады. Бұл тәсіл күнделікті операцияларды да, процесті оңтайландыруды да, жоғары тиімділік пен қауіпсіздік үшін бутадиен экстракциялық қондырғыларды орналастыруды да қолдайды.
Процесті оңтайландыру, кірістірілген концентрацияны өлшеуді пайдалану
Нақты уақыт режиміндегі желілік концентрацияны өлшеу бутадиен өндірісі процесінде процесті оңтайландырудың негізін құрайды. Бутадиен мен еріткіш деңгейлері бойынша үздіксіз деректерді жинау және беру арқылы Lonnmeter сияқты құралдар модельге негізделген оңтайландыру және озық басқару стратегиялары үшін маңызды кіріс көзін қамтамасыз етеді. Бұл деректер ағындарын модельдеу платформаларына интеграциялау ақпараттандырылған шешім қабылдауға және экстракция параметрлерін дәл реттеуге мүмкіндік береді, бұл процестің бұзылуын да, өзгергіштігін де азайтады.
Нақты уақыттағы концентрация профильдері басқару циклдеріне, әсіресе бутадиенді экстракциялау процесінде және қайталама экстракция процесінде енгізілген кезде, динамикалық модельдер еріткіштің қоректену коэффициенттерін, кері қайту жылдамдығын және баған операцияларын әлдеқайда дәлдікпен реттей алады. Мысалы, модельдеу зерттеулері бутадиен шығымдылығының еріткіш ағыны мен экстракция температурасын ауытқулар анықталғаннан кейін кері байланысты түзетуді қамтамасыз ету арқылы артатынын растайды, бұл мерзімді, партиялық іріктеу аралықтарынан кейін емес. Бұл экстракция бағандарының оңтайлы фазалық тепе-теңдікке жақын жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, бұл мақсатты өнімнің тазалығының үнемі 99%-дан асып түсуін қамтамасыз етеді – бұл қолмен немесе офлайн тәсілдермен салыстырғанда айтарлықтай жақсару.
Процесті басқарудың бұл жоғары деңгейі энергия тұтынуды тікелей азайтады. Өлшенген концентрация мен физикалық қасиеттерге сүйене отырып, әрбір айдау немесе экстракция кезеңін өзінің «тәтті нүктесінде» ұстап тұру мүмкіндігі шамадан тыс жұмыс істеудің (бу мен электр энергиясын босқа жұмсайтын) және жеткіліксіз жұмыс істеудің (бұл төмен бағалы бөлуге, қайта өңдеу циклдеріне және еріткішті артық пайдалануға әкеледі) алдын алады. Жарияланған істерде желілік концентрацияға негізделген басқару жылу сорғысын интеграциялаумен немесе аралық қыздыру стратегияларымен біріктірілген кезде энергия үнемдеу 12%-дан 30%-ға дейін жетеді. Мысалы, бутадиенді шығаратын айдау колонналарында ребойлердің әлдеқайда төмен жұмысы көрсетілді, бұл айтарлықтай шығындарды үнемдеуге және CO₂ шығарындыларын азайтуға мүмкіндік берді.
Еріткішті қалпына келтіруді оңтайландыру тағы бір маңызды артықшылық болып табылады. Көмірсутектерге арналған желілік концентрацияны өлшеу құралдары түбіндегі және үстіңгі ағындардағы еріткіш жүктемесін үздіксіз бақылауға мүмкіндік береді. Еріткіштің іздік концентрациясын анықтау арқылы операторлар қайтару және тазарту ағындарын динамикалық түрде реттей алады, қалдықтарға немесе шығарындыларға жоғалмас бұрын көбірек еріткішті қалпына келтіре алады. Бөлуші қабырға бағаналарын және мембраналық көмекші бөлуді қолданатын гибридті тәсілдер желілік газ концентрациясын өлшеу құралдарымен нақты уақыт режимінде бақыланады, бұл сыртқы қыздыру талаптарын 80%-ға дейін төмендетуге және жалпы қалпына келтіру тиімділігін арттыруға әкелді.
Өнімділікті барынша арттыру және қоспаны азайту бутадиен концентрациясын өлшеу арқылы қамтамасыз етілген тығыз кері байланысқа негізделген. Бутадиен өндірісін оңтайландыру үшін жем дайындаудан бастап соңғы өнімді оқшаулауға дейінгі әрбір кезеңге әсер етеді. Өлшенген деректер бутадиен концентрациясын үздіксіз бақылауға мүмкіндік береді, сондықтан ең селективті реакция немесе бөлу жағдайларына қолайлы болу үшін өңдеу параметрлеріне түзетулер енгізуге болады. Мысал ретінде, бутадиеннің концентрациясын өлшеу құрылғыларының деректерін пайдалана отырып, экстракциялық айдауды оңтайландыру бейімделгіш пайдалану жағдайларында бутадиеннің 98% қалпына келуіне және 99,5% тазалығына қол жеткізілген жарияланған жағдайды қолдады.
Сонымен қатар, концентрацияны желілік өлшеу пайдалану шығындары мен өнім сапасына айтарлықтай әсер етеді. Қолмен сынама алу және техникалық талаптарға сәйкес келмейтін өндірістік оқиғалардың жиілігін азайту арқылы нысандар еңбек, шикізат және қалдықтарды жоюды үнемдейді. Кері байланысты қатаң бақылау процестің бұзылуы мен тоқтап қалу оқиғаларының санын азайтады. Өнім сапасы құрамының тұрақтылығы мен қоспа деңгейінің азаюынан пайда көреді, бұл тұтынушылардың сенімін және нормативтік талаптарға сәйкестікті жақсартады. Көмірсутек концентрациясын дәл бақылау сұрыптың өзгергіштігін тікелей азайтады, бұл партиялардың қабылданбауын азайтады және нарықта қолжетімділікті арттырады.
Бутадиен өндірісі сияқты энергияны көп қажет ететін процестерде бақылаудың әрбір біртіндеп жақсаруы үлкен пайда әкеледі. Бутадиен концентрациясын өлшеудің сызықтық әдістері өнімділік, энергия және шығын арасындағы оңтайлы тепе-теңдікке қол жеткізу үшін маңызды болып қала береді. Тығыздық пен тұтқырлықты анықтауға бағытталған Лоннметр құралдары энергияны пайдалану мен қоспаларды азайта отырып, бутадиен өнімділігін, еріткішті қалпына келтіруді және өнім сапасын барынша арттырудың осы үздіксіз жетілдіру стратегиясында маңызды рөл атқарады.
Сапаны қамтамасыз ету және тұрақты даму мәселелері
Бутадиен концентрациясын үздіксіз желілік мониторинг бутадиенді алу процесінде сапаны қамтамасыз етудің негізін қалайды. ASTM D2593-23 стандартына сәйкес келетін сияқты, процесс ағынына тікелей интеграцияланған желілік газ концентрациясын өлшеу құралдары өнімнің мақсатты тазалығын және нормативтік талаптарға сәйкестігін сақтау үшін маңызды нақты уақыт режиміндегі деректерді береді. Үздіксіз өлшеуді қамтамасыз ету арқылы бұл жүйелер полимерлену дәрежесіндегі 1,3-бутадиен үшін белгіленген қатаң тазалық пен қоспа сипаттамаларының сақталуын қамтамасыз етеді.
Мысалы, үздіксіз мониторинг бутадиен мен көмірсутек қоспаларын дереу сандық анықтауды ұсынады, дәстүрлі оффлайн талдау жіберіп алуы мүмкін жылдам процестің ауытқуларын анықтайды. Бұл өнімнің спецификациядан тыс оқиғаларын және нормативтік бұзушылықтарды азайтып, жедел түзету шараларын қолдануға мүмкіндік береді. Статистикалық процесті бақылау (SPC) хаттамаларымен интеграция нақты уақыт режиміндегі өлшеуді іс жүзінде қолданылатын интеллектке айналдырады, дисперсияны азайтады және бутадиен өндірісіндегі бастапқы және қайталама экстракция процесінде партиядан партияға сәйкестікті сақтайды.
Тұрақтылық тұрғысынан алғанда, бутадиен концентрациясын өлшеу құралдары шығарындылар мен еріткіштердің шығындарын азайтуда да маңызды рөл атқарады. Бутадиен өндірісі процесінде еріткіш негізіндегі экстракция қондырғылары булану және ұшпа шығарындылар арқылы шығындарға бейім, олар ұшқыш органикалық қосылыстар ретінде жіктеледі. Желілік өлшеулер жұмыс параметрлерін дереу реттеуге мүмкіндік береді, бұл шамадан тыс экстракция немесе еріткіштің шығыны үшін терезені тарылтады. Мысалы, Lonnmeter шығаратын құрылғылармен үздіксіз тығыздықты өлшеу еріткіш концентрацияларын және процесс фазаларының шекараларын дәл анықтауға мүмкіндік береді. Жылдам, дәл тығыздық деректері еріткіштерді қайта өңдеуді нақты уақыт режимінде оңтайландыруға мүмкіндік береді, қоршаған ортаға әсерді тікелей азайтады және операцияларды ұшқыш органикалық қосылыстардың эмиссиялық стандарттарына сәйкестендіреді.
Нақты уақыт режиміндегі деректер арқылы оңтайлы процесті басқаруды қамтамасыз ету қоршаған ортаға сәйкестіктің кең мақсаттарын да қолдайды. Газ концентрациясын өлшеу әдістері кездейсоқ ұшқыш органикалық қосылыстардың бөліну қаупін азайтып қана қоймай, сонымен қатар кәсіби әсер ету шектері мен қоршаған ортаға рұқсат беру талаптарын үнемі сақтауды қамтамасыз етеді.
Процесс қауіпсіздігі қалыптан тыс жағдайларды дереу анықтау арқылы айтарлықтай күшейтіледі. Мысалы, клапанның істен шығуынан немесе еріткіштің бұзылуынан туындаған бутадиен концентрациясының кенеттен күрт көтерілуін желілік анализаторлар бірнеше секунд ішінде анықтай алады, бұл оператордың жылдам жауап беруіне мүмкіндік береді. Бұл партиялық сынама алу және зертханалық жұмыстарды орындау кезіндегі кешіктірілген хабарламамен күрт қарама-қайшы келеді. Сонымен қатар, автоматтандырылған желілік өлшеу қауіпті нүктелерде қолмен сынама алу жиілігі мен қажеттілігін азайтады, бұл жұмысшылардың бутадиенді алу процесінде улы көмірсутектерге тікелей ұшырауын азайтады.
Бутадиеннің нақты уақыт режиміндегі желілік концентрациясын өлшеу құрылғылары өндірісті оңтайландырып, өнімнің сапасын қамтамасыз етіп қана қоймай, сонымен қатар тұрақтылық мақсаттарын, процестің қауіпсіздігін және қоршаған ортаға жауапкершілікті азайтуды қолдау арқылы бутадиен концентрациясын өлшеудің ең жақсы құралдары ретінде тікелей қызмет етеді. Реттеуші органдар мен тұтынушылардың талаптары қатаңдаған сайын, бұл мүмкіндіктер бутадиен өндірісін оңтайландырудағы үздіксіз ілгерілеу үшін маңызды болып табылады.
Жиі қойылатын сұрақтар
Бутадиенді экстракциялау процесі дегеніміз не?
Бутадиенді экстракциялау процесі көмірсутек қоспаларынан, көбінесе нафтаны немесе басқа шикізатты бумен крекингтеуден алынатын бутадиенді бөліп алуға және тазартуға бағытталған. Экстракциялық айдау және еріткіш негізіндегі экстракция қолданылатын негізгі әдістер болып табылады. Бұл әдістер диметилформамид (DMF), N-метилпирролидон (NMP) сияқты еріткіштерге немесе тұрақтылық мақсаттарын қолдай отырып, жоғары бөлу тиімділігіне қол жеткізетін 1,2-пропилен карбонаты (PC) сияқты экологиялық тұрғыдан тиімдірек еріткіштерге негізделген. Термодинамикалық процесті модельдеу оңтайлы жағдайларды таңдауға, энергияны пайдалануды азайтуға және бутадиеннің тазалығы мен өнімділігін барынша арттыруға бағыт береді. Мембрана негізіндегі еріткішті қайта өңдеуді қоса алғанда, екінші реттік тазарту қадамдары ұзақ мерзімді пайдалану сенімділігін арттырады және экстракция циклінде жиналатын ластаушы заттарды кетіру арқылы еріткіштің өмірлік циклін ұзартады. Модельге негізделген процесті оңтайландыруды қолдану өнімділікті 98%-ға дейін және өнімнің тазалығын 99,5%-дан жоғары деңгейге жеткізуге мүмкіндік береді, ал стратегиялық жылу интеграциясы және еріткішті басқару арқылы энергия тұтыну азаяды.
Бутадиен өндірісі процесінде сызықтық концентрацияны өлшеу қандай пайда әкеледі?
Бутадиеннің концентрациясын желілік өлшеу бутадиен өндірісі процесін бақылауды күрт жақсартады. Процесс ағынына тікелей орнатылған сенсорлар бутадиен деңгейлері туралы үздіксіз, нақты уақыт режимінде деректер береді. Бұл процестің ауытқуларына жауап беруді жеделдетеді, материалдық шығындарды азайтады және өнімділікті жақсартады. Желілік құрылғылармен қамтамасыз етілген жедел кері байланыс циклі операторларға температура, еріткіштердің қатынасы және айдау параметрлері сияқты жағдайларды жедел реттеуге мүмкіндік береді, бұл өнім сапасын сақтайды және энергия тұтынуды азайтады. Желілік мониторинг қолмен сынама алу және қымбат зертханалық талдаулар қажеттілігін азайтады, бутадиеннің әсеріне қатысты нормативтік шектерді сақтауды қолдайды, сонымен бірге қауіпсіз жұмыс ортасын қалыптастырады. Бұл стратегия бутадиеннің тұрақсыздығы мен қауіпті табиғаты тәуекелді азайту және тазалық пен қауіпсіздіктің өнеркәсіптік стандарттарына сәйкес келу үшін дәл, жылдам басқаруды талап ететін жағдайларда өте маңызды.
Бутадиенді экстракциялауда қандай концентрацияны өлшеу құралдары қолданылады?
Бутадиенді экстракциялауға арналған кең таралған концентрацияны өлшеу құралдарына жақын инфрақызыл (NIR) анализаторлар, масс-спектрометрлер (MS) және газ хроматографтары (GC) жатады. NIR анализаторлары хемометриялық модельдерді және минималды үлгі дайындауды пайдалана отырып, күрделі көмірсутек матрицаларында жылдам, бұзбайтын өлшеулер жүргізуге мүмкіндік береді. Газ хроматографтары - көбінесе масс-спектрометриямен бірге - ұшпа органикалық қоспалардағы бутадиенді егжей-тегжейлі бөлуге және анықтауға мүмкіндік береді. Бұлар сәйкестік пен процесті оңтайландыру үшін маңызды жоғары селективтілік пен сезімталдықты қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, арнайы VOC анализаторлары үздіксіз және кедергіге төзімді концентрацияны бақылауды қамтамасыз ету үшін сүзу түтіктерімен біріктірілген ультракүлгін (УК) шамдар сияқты селективті анықтау технологиясын пайдаланады. Бұл құралдар айнымалы жағдайларда сенімді жұмыс істеуі және тұрақты, сенімді шығыстары үшін таңдалады, бұл зауыттың күнделікті жұмыс процестерін де, реттеуші талаптарды да қолдайды.
Бутадиен өндірісінде екінші реттік экстракция неліктен маңызды?
Қайталама экстракция бутадиен өндірісінде қалпына келтіруді барынша арттыру және өнімнің жоғалуын азайту үшін өте маңызды. Бастапқы экстракциядан кейін қалған ағындарда әлі де қалпына келтірілетін бутадиен мөлшері бар. Оларды қосымша еріткіш немесе айдау қадамдарымен өңдеу жалпы өнімділік пен ресурстарды пайдалануды арттырады. NRTL-RK немесе COSMO-RS сияқты әдістерді қолдана отырып, дәл болжамдық модельдеу қайталама экстракция үшін еріткіштің, температураның және кері қайту коэффициентінің оңтайлы үйлесімдерін анықтауға көмектеседі, өнеркәсіптік қолдану үшін қажетті мақсатты тазалыққа қол жеткізеді. Қайталама экстракцияны енгізу қалдықтарды азайтады және қолайлы процестің экономикасына ықпал етеді, шикізат пен еріткіштерді пайдалануды жақсарту арқылы энергия мен коммуналдық қызметтерге деген сұранысты азайта отырып, сәйкестік пен тұрақтылық мақсаттарын қолдайды.
Бутадиен процестерінің концентрациясын өлшеуде қандай қиындықтар бар?
Бутадиен процестеріндегі концентрацияны өлшеу бірнеше техникалық және пайдалану қиындықтарына тап болады. Көмірсутектердің күрделі қоспасы, бутадиеннің құбылмалылығы мен канцерогенділігімен бірге, жоғары ерекшелігі мен сезімталдығы бар құралдарды қажет етеді - көбінесе субppm деңгейлерінде. Процесс жағдайлары өзгерген сайын калибрлеу дәлдігі сақталуы керек; температура, қысым және ылғалдылықтың өзгеруі сенсор көрсеткіштері мен тұрақтылығына әсер етуі мүмкін. Өнеркәсіптік орта өлшеу құрылғыларын қатал химиялық және физикалық стресс факторларына ұшыратады, бұл сенімді дизайнды және жиі сапаны бақылау тексерулерін қажет етеді. Бу ағынындағы қатар өмір сүретін қосылыстардың, мысалы, бензол мен басқа да C4 түрлерінің кедергілерін жою сенімді сандық бағалау үшін өте маңызды. Ең жақсы тәжірибелерге тұрақты калибрлеу процедуралары, ластануға төзімді детекторларды таңдау және дәлдікті немесе өлшеу тұтастығын жоғалтпай пайдалану қатаңдықтарына төтеп бере алатын желілік өлшеу құралдарын біріктіру кіреді. Бұл шешімдер жұмысшылардың қауіпсіздігі мен процестің сәйкестігін қамтамасыз ете отырып, бутадиен концентрациясын үздіксіз бақылауға және өндірісті оңтайландыруға мүмкіндік береді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 16 желтоқсан
