Представлен опыт усовершенствования технологии получения товарного диоксида углерода на примере реального промышленного производства. Актуальность работы обусловлена возрастающими требованиями к повышению эффективности использования углеродсодержащих потоков, а также необходимостью увеличения выхода товарной продукции при сохранении стабильности технологического процесса и соблюдении действующих производственных ограничений. Кроме того, вопросы рационального использования диоксида углерода приобретают особую значимость в условиях глобального снижения выбросов парниковых газов и развития технологий улавливания и переработки СО₂. Основной целью работы является увеличение выхода товарного диоксида углерода за счёт совершенствования абсорбционного процесса. Для достижения поставленной цели предложены два направления интенсификации абсорбционного процесса: увеличение концентрации моноэтаноламина в растворе абсорбента и применение промотора абсорбции, способствующего повышению эффективности массообмена и увеличению степени извлечения диоксида углерода из газовой смеси. Исследование влияния повышения концентрации моноэтаноламина в растворе абсорбента и применения пиперазина в качестве промотора абсорбции проводилось методом математического моделирования в программном комплексе Aspen HYSYS v14.0 с использованием специализированного термодинамического пакета Acid Gas, предназначенного для расчёта процессов абсорбционной очистки газовых потоков от кислых компонентов. Моделирование позволило воспроизвести параметры действующей установки, оценить влияние предлагаемых изменений на работу технологической схемы и определить оптимальные концентрации для растворов абсорбента. Полученные результаты демонстрируют перспективность применения промотора абсорбции для повышения эффективности технологии получения товарного диоксида углерода без существенного изменения существующего оборудования и с минимальными капитальными затратами. Предложенные решения могут быть использованы для модернизации действующих установок очистки газовых потоков на предприятиях химической промышленности.
ДИОКСИД УГЛЕРОДА, МОНОЭТАНОЛАМИН (МЭА), ПИПЕРАЗИН, ОПТИМИЗАЦИЯ, АБСОРБЕР, УЛАВЛИВАНИЕ, АБСОРБЦИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
1. Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата: [сайт]. – URL: Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата от 9 мая 1992 г. (pravo.gov.ru) (дата обращения: 31.08.2023). – Текст: электронный.
2. Конвенции и соглашения: [сайт]. – URL: https://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/kyoto.shtml (дата обращения: 31.08.2023). – Текст: электронный.
3. Организация Объединенных Наций. Меры по борьбе с изменением климата: [сайт]. – URL: https://www.un.org/ru/climatechange/paris-agreement (дата обращения: 31.08.2023). – Текст: электронный.
4. Указ Президента Российской Федерации от 04.11.2020 г. № 666. О сокращении выбросов парниковых газов: [сайт]. – URL: http://www.kremlin.ru/acts/bank/45990 (дата обращения: 31.08.2023). – Текст: электронный.
5. У России появился план по снижению выбросов парниковых газов до 2050 года: [сайт]. – URL: https://ac.gov.ru/news/page/u-rossii-poavilsa-plan-posnizeniu-vybrosov-parnikovyh-gazov-do-2050-goda-26549 (дата обращения: 31.08.2023). – Текст: электронный.
6. Выбросы углекислого газа CO₂ в мире: [сайт]. – URL: Выбросы углекислого газа CO₂ в мире (Зона без углерода). (tadviser.ru) (дата обращения: 31.08.2023). – Текст: электронный.
7. Выбросы CO₂ от сжигания топлива: [сайт]. – URL: https://energystats.enerdata.net/co2/emissions-co2-datafrom-fuel-combustion.html (дата обращения: 31.08.2023). – Текст: электронный.
8. Декарбонизация нефтегазовой отрасли: международный опыт и приоритеты России [Электронный ресурс] / под ред. Т. Митровой, И. Гайда // Центр энергетики Московской школы управления СКОЛКОВО. – 2021. – Режим доступа: Декарбонизация нефтегазовой отрасли: международный опыт и приоритеты России (skolkovo.ru), свободный. – Загл. с экрана.
9. Баццанелла А., Крэмер Д. Результаты финансируемой меры Федерального министерства образования и научных исследований Германии. Технологии устойчивого развития и защиты климата – химические процессы и использование CO₂ [Электронный ресурс] // Общество химической техники и биотехнологии DECHEMA. – 2017. – Seltersdruck & Verlag Lehn GmbH + Co. KG. – Режим доступа: https://dechema.de/en/energyandclimate/_/CO2_Buch_engl.pdf, свободный. – Загл. с экрана.
10. Агентство по охране окружающей среды США. Технологии улавливания и хранения углекислого газа [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.epa.gov/carbon-capture-and-sequestration (дата обращения: 04.03.2026). – Текст: электронный.
11. Чжоу С. Д., Гупта Р. П., Рабиндран А. В. Р. Высокоэффективные составы растворителей для улавливания CO₂ и системы и процессы улавливания CO₂ с их использованием: патент WO2025029534A1; опубл. 06.02.2025.
12. Аспен Технолоджи. Аспен ХАЙСИС — программное обеспечение для моделирования технологических процессов в энергетической и химической промышленности [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.aspentech.com/en/products/engineering/aspenhysys (дата обращения: 04.03.2026). – Текст: электронный.
13. Мир химической инженерии. Моделирование технологических процессов в химической инженерии [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://chemicalengineeringworld.com/process-simulationin-chemical-engineering/ (дата обращения: 04.03.2026). – Текст: электронный.
14. Международное энергетическое агентство. Улавливание, использование и хранение углекислого газа [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.iea.org/reports/carbon-capture-utilisation-andstorage (дата обращения: 04.03.2026).
15. Министерство энергетики США. Исследования и разработки в области улавливания углекислого газа [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.energy.gov/fecm/carbon-capture-research (дата обращения: 04.03.2026). – Текст: электронный.
16. Глобальный институт CCS. Технологии улавливания CO₂ после сжигания топлива [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.globalccsinstitute.com/resources/publicationsreports-research/ (дата обращения: 04.03.2026). – Текст: электронный.
