книги / Основные новые разработки в технологии метанола

с тем, что исходный газ, поступающий в цикл, содержит инертные примеси и (или) имеет состав, отклоняющийся от стехиометрического. Продувочный газ, который чаще всего используется как топливо, желательно утилизировать более эффективно, выделяя из него ценные компоненты и возвращая их в производство, либо направлять продувочный газ на получение другого продукта.

В производствах аммиака и метанола стоят задачи снижения энергозатрат, что связано с наличием в технологиях стадии получения синтез-газа, которая основана на эндотермических процессах конверсии природного газа водяным паром и диоксидом углерода (риформинг), а также стадий компрессии исходного и циркуляционного газов. Как эти задачи решаются в отдельных производствах, было рассмотрено ранее [17]. Здесь будет показано,

компанией Haldor Topsoe, который наиболее приемлем в случае, когда основным и более крупным является производство аммиака, а производство метанола служит дополнением к основному (рис. 21). Идея этой технологии заключается в том, что стадия получения син- тез-газа для обоих производств общая и в зависимости от конкретного случая может быть основана либо на двухступенчатом риформинге, либо на автотермическом риформинге, либо на комбинированном риформинге. На синтез метанола направляется синтез-газ, содержащий водород, азот и оксиды углерода, после сжатия в двух ступенях компрессора до давления 5–10 МПа.

Синтез метанола осуществляется в двух последовательных реакторах без рецикла.

Газ поступает в реакторы синтеза метанола, после которых он охлаждается и направляется в сепараторы для выделения метаноласырца. После сепараторов газ, содержащий водород, азот и оксиды углерода, подается в высокотемпературный метанатор, предназначенный для очистки его от монооксида и диоксида углерода.

61

В последнее время в России [18] проявляется особый интерес к комплексным технологиям производства аммиака и метанола из природного газа, которые, как уже указывалось ранее, позволяют получать более востребованный на рынке в данный момент времени продукт и делают производство более гибким. Такое производство мощностью 1382 т/сутки аммиака и 668 т/сутки метанола было реализовано в 2016 г. на предприятии АО «Аммоний», г. Менделеевск. В 2019 г. запущено производство мощностью 1350 т/сутки аммиака и 415 т/сутки метанола на предприятии ОАО «Щекиноазот». В основу обоих производств положены разработки компании Haldor Topsoe.

64

6. КОМПЛЕКС АММИАК-КАРБАМИД-МЕЛАМИН КАК ЭФФЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ МЕТАНОЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

В2016 г. было принято решение о строительстве на базе ПАО «Метафракс» нового крупного предприятия – комплекса Аммиак- карбамид-меламин (АКМ). Предпосылками этого решения было существование у ПАО «Метафракс» крупнейшего химического комплекса по производству и переработке крупнотоннажного продукта – метанола, а также производств формальдегида, карбамидоформальдегидного концентрата и смол на его основе.

Предполагалось, что в качестве сырья для производства аммиака и карбамида будут использованы водород, выделяемый из продувочного газа цикла синтеза метанола, углекислый газ, выделяемый из дымовых газов парового рифрминга, и азот, производство которого было налажено при модернизации агрегата синтеза метанола при пуске в 2017 г. крупной установки разделения воздуха.

Модернизация производства метанола на предприятии ПАО «Метафракс» с доведением мощности агрегата до 1,2 млн т позволила обеспечить необходимые для комплекса АКМ сырьевые ресурсы и возможности дальнейшего развития предприятия.

Идеология комплекса АКМ была разработана техническим руководством предприятия.

Воснове технологии комплекса лежит агрегат по производству аммиака мощностью 894 т/сутки, созданный на основе разработок компании Casale SA (Швейцария) [19]. Его особенность – отказ от природного газа как источника получения водорода. В качестве источника водорода предполагается использовать продувочный газ существующего производства метанола. В настоящее время продувочный газ направляетсяна сжиганиев печириформингаустановки метанола.

Утилизация водорода из продувочного газа – это ресурсосберегающее и экологически эффективное решение. При этом исключение традиционного процесса риформинга природного газа заметно

65

снижает капитальные затраты на создание намечаемого производства аммиака. Азотом производство аммиака должна обеспечивать уже работающая воздухоразделительная установка.

Аммиак идет на производство карбамида. Установка производства карбамида основана на технологии стриппинга NH3 по лицензии компании Casale SA и имеет производительность 1550 т/сутки. Особенностью нового производства карбамида является то, что в качестве источника второго сырьевого компонента – диоксида углерода – предполагается использовать дымовой газ печей риформинга производства метанола. Диоксид углерода, который раньше сбрасывался в атмосферу через дымовые трубы, станет источником сырья для строящегося производства.

Для получения товарного карбамида используется способ приллирования по технологии, разработанной в Научно-иссле- довательском и проектном институте карбамида. Такой выбор был сделан по комплексу причин (меньшие капитальные затраты в сравнении с грануляцией, меньшая занимаемая площадь, низкие энергозатраты и эксплуатационные затраты). Процесс получения товарного продукта способом приллирования протекает без образования некондиции, твердых и жидких отходов, а также с пониженными газовыми выбросами. Поскольку весь карбамид, производимый на комплексе, используется в дальнейшей переработке, значение имела и химическая чистота продукта. Было намечено, что произведенный на комплексе АКМ карбамид будет направлен на действующие производства карбамидоформальдегидного концентрата и на вновь построенные производства меламина.

ПАО «Метафракс» определил исполнителей строительства нового завода по производству аммиака, карбамида и меламина. Установку стоимостью свыше 950 млн евро построят швейцарская компания Casale SA (поставка оборудования), ООО «Управляющая компания “Уралэнергострой”» (Свердловская область) (строительство установок), ОАО «НИИК» (г. Дзержинск, Нижегородская область) (строительство вспомогательной инфраструктуры).

Технология аммиака комплекса АКМ была разработана компа-

нией Casale SA.

66

В заключение следует подчеркнуть наиболее важные аспекты значимости установки АКМ для производства метанола и для всего предприятия ПАО «Метафракс» в целом.

Во-первых, пуск завода АКМ подводит итог многолетней работе по модернизации производства метанола и повышает экономические показатели этого производства за счет увеличения экономичности воздухоразделительной установки (полное и экономически выгодное использование азота и кислорода). Экономические и экологические показатели также возрастают за счет утилизации диоксида углерода дымовых газов и использования водорода продувочных газов.

Во-вторых, собственное производство карбамида позволит обеспечить более дешевым сырьем три действующих на предприятии производства карбамидоформальдегидного концентрата.

В-третьих, появляется перспектива строительства новых производств, в частности связанных с меламиноформальдегидными смолами.

67

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Караханов Е.А. Синтез-газ как альтернатива нефти. Часть II. Метанол и синтезы на его основе // Соросовский образовательный журнал. – 1997. – № 12. – С. 65–69.

2.Газохимия России. Часть 1. Метанол: пока только планы [Электронный ресурс] / Д.А. Акишин [и др.]; VAYGON Consulting. – 2019. – Март. – 53 с. – URL: https://vygon.consulting/upload/ iblock/f22/vygon_consulting_russian_methanol_industry_development.p df (дата обращения: 15.02.2021).

3.Шаповалова А. Краткий обзор Российского рынка метанола по итогам 2019 года [Электронный ресурс]. – URL: https://www.refinitiv.ru/blog/market-insights/kratkij-obzor-rossijskogo- rynka-metanola-po-itogam-2019/ (дата обращения: 07.04.2021).

4.Пащенко В.Н., Бражкин К.А. Производство метанола на реконструируемом агрегате М-750 с доведением его мощности до1,2 млн т. ПАО«Метафракс» / ПАО«Метафракс». – Губаха, 2019. – 176 с.

5.Агрегаты синтеза метанола на производствах СНГ (Часть I) [Электронный ресурс] / Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков. – URL: https://www.newchemistry.ru/printletter.php?n_id=3418 (дата обращения: 15.02.2021).

6.William L.E., Wurzel T., Filippi E. MEGAMMONIA – the Mega-Ammonia Process for the New Century // Ammonia Technical Manual. AIChE Ammonia Safety Symposium. – 2004. – С. 24–32.

7.Обзор современных катализаторов синтеза метанола [Электронный ресурс] / Академия Конъюнктуры Промышленных Рын-

ков. – URL: https://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=883 (дата обращения: 15.02.2021).

8.Столяревский А.Я. Технология получения синтез-газа для водородной энергетики // Альтернативная энергетика и экология. – 2005. – № 2 (22). – С. 26–32.

9.Загашвили Ю.В., Кузьмин А.М. Влияние состава водородсодержащего газа на выход метанола // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесур-

сов. – 2020. – Т. 331, № 10. – С. 187–195.

68

10.Розовский А.Я., Лин Г.И. Теоретические основы процесса синтеза метанола. – М.: Химия, 1990. – 272 с.

11.Чоркендорф И., Наймонтсведрайт Х. Современный катализ

икинетика. – Долгопрудный: Интеллект, 2010. – 504 с.

12.Технология производства метанола [Электронный ресурс] / Davy Process Technology. – URL: https://dokumen.tips/documents/ methanol-brochure-russian-mattheyruwwwmattheyrujmproddocumentsdp tlmethanolbrochure-russiapdf.htm (дата обращения: 07.04.2021).

13.Робертс П.М., Тарарышкин М.В. Крупнотоннажные метанольные агрегаты – альтернативный путь монетизации природного газа [Электронный ресурс] // Creon Methanol Conference. Moscow, May, 2006. – URL: https://docplayer.ru/26484374-One-synergy-krupno- tonnazhnye-metanolnye-agregaty-alternativnyy-put-monetizacii-prirodno- go-gaza.html (дата обращения: 17.02.2021).

14.Новая эксклюзивная технология Лурги получения пропилена из природного газа через метанол (технология MTP®) [Электронный ресурс]: общая презентация / Lurgi A.G. – 2012. – 27 с. – URL: http://www.creon conferences.com/upload/iblock/8fa/Kasumov_ Lurgi.pdf (дата обращения: 15.02.2021).

15.Haid J., Koss U. Lurgi's Mega-Methanol technology opens the door for a new era in down-stream applications // Studies in Surface Science and Catalysis. – 2001. – Vol. 136. – P. 399–404.

16.Мещеряков Г.В., Кишкинская М.А., Комиссаров Ю.А. Комплексная переработка промышленного природного газа в химической промышленности // Вестник АГТУ. Сер. Управление, вычислительная техника и информатика. – 2013. – № 2.– С. 25–38.

17.Островский С.В., Черепанова М.В. Основные новые разработки в технологии аммиака: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. у-та, 2018. – 63 с.

18.Аминев С.Х. Вектор движения российской газохимии [Элек-

тронный ресурс] // Neftegaz.RU. – 2018. – № 2. – URL: https://maga- zine.neftegaz.ru/articles/rynok/513985-vektor-dvizheniya-rossiyskoy-gazokhimii/ (дата обращения: 17.02.2021).

19.Таларико П., Хорьков А. Передовые технологии фирмы «Казале» для новых агрегатов по производству удобрений и метанола [Электронный ресурс] // Газохимия. – 2009. – Май–июнь. –

С. 40–50. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/peredovye-tehnologii- firmy-kazale-dlya-novyh-agregatov-po-proizvodst-vu-udobreniy-i-meta- nola/viewer (дата обращения: 15.02.2021).

69