Skuteczne stosowanie technologii krakingu parowego w ekologicznych piecach
Kraking parowy jest najbardziej energochłonnym procesem w przemyśle chemicznym i globalnie odpowiada za zużycie około 8 % łącznej energii pierwotnej w tym sektorze. Poprawa efektywności energetycznej przynosi natychmiastową korzyść, ponieważ w typowych zakładach petrochemicznych, w których wykorzystuje się etan lub naftę, koszty energii stanowią około 70 % kosztów produkcji netto. Finansowany przez UE projekt IMPROOF poprawił wydajność energetyczną sekcji radiacyjnej pieca do krakingu parowego o co najmniej 20 %. Dodatkową korzyścią jest zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych i tlenków azotu (NOx) na tonę wytworzonego etylenu o około 25 %.
Innowacyjna technologia ukierunkowana na redukcję emisji i zużycia energii
W projekcie IMPROOF wykorzystano wężownice wykonane z zaawansowanych technologicznie materiałów. Dodatkowo zastosowano nowe, ekonomiczne rozwiązaniem przestrzennym pieca i reaktora, co przyniosło 30 % oszczędności paliwa i redukcję emisji dwutlenku węgla (CO2) o 30 %. W ten sposób udało się poprawić sterowanie procesem i zapewnić bardziej równomierny transfer ciepła, zwiększając tym samym długości cyklu. Ponadto zastosowanie powłok o wysokiej emisyjności na zewnętrznej powierzchni elementów radiacyjnych – wężownic – dodatkowo zmniejszyło zużycie energii. „Jednym z najważniejszych sposobów zmniejszenia zużycia energii na tonę wyprodukowanego etylenu w piecach do krakingu parowego jest zmniejszenie osadzania się koksu na ścianach długiego reaktora rurowego zamontowanego w piecu”, wyjaśnia Kevin Van Geem, członek projektu. Podczas trwania projektu dowiedziono istnienia korzyści polegającej na połączeniu innowacji technologicznych opracowanych przez zespół z przewidywanym trzykrotnym wzrostem czasu transmisji. To oznacza, że wygaszanie i czyszczenie pieca będzie teraz konieczne raz na trzy miesiące, a nie raz w miesiącu. Mimo że kryzys COVID-19 wpłynął na postępy w pracach nad projektem i utrudnił pozyskiwanie danych oraz porównanie ich z wynikami zakładów, nie wstrzymał on intensywnych działań konsorcjum projektu. Prace obejmowały testowanie instalacji pilotażowych i zaawansowaną symulację procesu, ocenę techniczno-ekonomicznych, środowiskowych i operacyjnych zalet projektu, rozpowszechnianie i komercjalizację wyników oraz opracowywanie danych eksperymentalnych dotyczących spalania biogazu i bioolejów zastępczych.
Zainteresowanie przemysłu petrochemicznego i interesariuszy
„Projekt IMPROOF jest realizowany już od ponad czterech lat, a jego wpływ na branżę jest ogromny. Coraz więcej firm dostrzega, że mogą w ten sposób zmniejszyć emisję CO2”, dodaje Van Geem. Dzięki zaawansowanym technikom modelowania trójwymiarowego można zwiększyć wydajność produkcji, zmniejszyć emisję CO2 i NOx oraz zwiększyć stosunek korzyści względem kosztów. Przemysł petrochemiczny rozważa też połączenie innowacyjnych technologii, takich jak powlekanie reaktorów wysokoemisyjnymi powłokami z materiałów ogniotrwałych. Wyniki mają również znaczenie dla wielu procesów endotermicznych, takich jak między innymi reforming parowy, produkcja szkła czy elektryfikacja. Metodologia stosowana w projekcie IMPROOF budzi duże zainteresowanie ze względu na możliwości w zakresie wykorzystania jej do elektryfikacji krakingu parowego. Gdyby w procesie tym udało się zastosować uzyskiwaną ekologicznie energię elektryczną, emisja CO2 spadłaby o 30 %, a gdyby chcieć myśleć o osiągnięciu imponującego wyniku jej redukcji o 90 %, możliwe byłoby podjęcie próby wychwytywania skoncentrowanego CO2. Wyniki zostały przedstawione na warsztatach, konferencjach, a także przekazane zainteresowanym stronom, takim jak Plastics Europe, uniwersytety czy firmy. Zorganizowano także dwustronne spotkania z naukowcami i podmiotami przemysłowymi. „Zwiększyło to zainteresowanie projektem, ale także samą technologią. Projekt cieszy się olbrzymim zainteresowaniem ze strony branży petrochemicznej. Mamy liczne prośby o prowadzenie prezentacji w firmach niebędących partnerami projektu”, podsumowuje Van Geem.
Słowa kluczowe
IMPROOF, energia, emisje, kraking parowy, piec, dwutlenek węgla (CO2), etylen, olefiny, tlenki azotu (NOx), przemysł chemiczny
