Как регенерируют этиленгликоль?

Мировой оборот жидкостей, содержащих этиленгликоль, исчисляется десятками миллионов тонн. Возможность восстанавливать свойства антифризов, абсорбентов влаги или теплоносителей становится все более привлекательной для поставщиков и эксплуатантов химвеществ.

Утилизация отработанных технических жидкостей с этиленгликолем связана с эксплуатацией спецтехники для откачки и транспортировки; требует обученного персонала, работающего в средствах индивидуальной защиты. Такая деятельность чревата серьезными рисками для окружающей среды и людей – этиленгликоль считают умеренно токсичной жидкостью.

Распространение технологий восстановления эксплуатационных свойств жидкостей, содержащих этиленгликоль, позволяет снизить риски ущерба, сократить объемы образующихся отходов. Восстановление еще называют рекуперацией, регенерацией, а также просто очисткой. При определенных различиях этих терминов мы будем их использовать здесь как в целом взаимозаменяемые понятия.

Повторное применение восстановленного этиленгликоля в химвеществах открывает возможности для оптимизации цепочек поставок. Регенерация отработанного продукта позволяет:

• сократить затраты на закупку нового сырья;

• снизить расходы на утилизацию отходов;

• оптимизировать сопутствующие производственные процессы.

Современные технологии восстановления позволяют возвращать этиленгликоль в производственный цикл с минимальными потерями в качестве. Это создает основу для развития отдельного направления в бизнесах, связанных с техническим обслуживанием тех систем, где используются жидкости с гликолями, а также для производителей этих жидкостей – они могут расширить ассортимент в бюджетных нишах за счет б/у продуктов с восстановленными свойствами.

Что нужно удалить?

В нашей стране основной объем моноэтиленгликоля (МЭГ) идет на изготовление автомобильных антифризов. При этом рыночная доля антифризов, содержащих восстановленный МЭГ, не известна.

Главная задача при рекуперации МЭГ для антифризов – фильтровка и удаление всех лишних примесей, образовавшиеся за время первичного применения. После этого в подготовленную этиленгликолевую основу добавляют присадки и красители –

теоретически антифриз можно использовать снова.

Во время восстановления из гликолевой основы антифриза удаляют ряд элементов.

• Масло, которое может попасть в жидкость из-за нарушения герметичности системы охлаждения. Даже небольшое количество масла в антифризе нейтрализует присадки, которые предотвращают коррозию.

• Частицы металлов. Использованная смесь может содержать частицы свинца, алюминия и железа, которые поглощаются теплоносителем из присадок во время работы. Частицы работают как абразив, разрушая элементы системы, сделанные из мягких металлов.

• Кислоты. В случаях длительного и сверхнормативного использования, МЭГ распадается на кислоты – гликолевую и муравьиную. Они опасны тем, что вызывают коррозию металлических элементов.

• Хлорка может попасть в жидкость, если в нее добавили неочищенную воду бытового назначения. Действие хлора аналогично эффекту от кислот.

Технологии очистки

Самыми распространенными способами очистки жидкостей с МЭГ считают:

Выпаривание с последующим сбором конденсата пара для отделения этиленгликоля и ненужных примесей.

Фильтрация. Жидкость проходит через несколько фильтров, чтобы отделить металлические частицы. Фильтрации недостаточно, чтобы избавиться от кислот и хлора.

Ионный обмен. Антифриз прогоняют через мембрану с ионами. Это уменьшает содержание кислот и хлора, однако частицы металлов и масло таким способом полностью удалить невозможно.

Обратный осмос. Мембрана забирает соли кислот и твердые частицы из жидкости, прогоняемой под высоким давлением. Однако масла при обратном осмосе убрать затруднительно.

Эти способы очистки применимы для этиленгликолесодержащих автомобильных антифризов, антиобледенителей для обработки самолетов, разнообразных теплоносителей и охлаждающих жидкостей промышленного назначения.

Альтернативой восстановлению антифриза после завершения эксплуатации является применение комплексов особых присадок в середине срока использования антифриза. Их добавление в систему охлаждения позволяет восстановить снижающиеся защитные свойства антиобледенительной жидкости.

Регенерация МЭГ газовиками

Этиленгликоли не только помогают поддерживать нужную температуру, предотвращая сложные системы от перегрева или переохлаждения, но и благодаря свойствам впитывать воду выступают абсорбентами влаги из природного газа перед его транспортировкой по трубам. В этом случае этиленгликоли (кроме МЭГ для осушки газа применяют также диэтиленгликоль и триэтиленгликоль) ухудшают свои рабочие свойства за счет солей из впитанной пластовой воды и продуктов реакций других веществ, контактирующих с этиленгликолем.

Как правило, места добычи и подготовки газа к транспортировке расположены далеко от городской инфраструктуры и промышленных площадок, поэтому около крупных скважин оборудуют установки восстановления свойств осушающих растворов с этиленгликолем.

Полагаем, что эксплуатантам доступны различные варианты подобных установок. Опишем основные этапы одного из технических решений, сведения о котором датированы 2020 годом и изложены в патенте, принадлежащем «Газпрому».

Вкратце регенерация этиленгликолевого раствора согласно технологии «Газпрома» включает несколько шагов:

1. Насыщенный солями и другими примесями «уставший» МЭГ дегазируют. Затем в жидкость добавляют реагент, чтобы нерастворимые соли ушли в осадок. После этого раствор поступает на регенерацию методом ректификации.

2. Полученный регенерированный МЭГ отправляют на вакуумную дистилляцию. Кристаллизованную соль вместе с остатками МЭГ, который не испарился, отправляют на центрифугу, а потом на утилизацию.

3. Пары очищенного МЭГ конденсируют и смешивают с регенерированным МЭГ от ректификации или отправляют на хранение.

Такой метод позволяет повторно использовать этиленгликоль в растворах для осушки природного газа, чтобы предотвращать поломки из-за гидратообразования в системах сбора, подготовки и транспортировки газа.

Восстановление подойдет не всем

Чтобы получить продукт, пригодный для последующего применения, необходимо для каждой партии б/у этиленгликоля проводить лабораторные исследования и подбирать наилучшую технологию рекуперации. Для небольших объемов жидкостей, например, слитых из систем охлаждения легковых авто, сложно подобрать единое решение, – антифриз разных марок, который эксплуатировался в различных условиях, сложно привести к единому знаменателю в плане качества очистки – такой продукт будет заметно уступать обычному антифризу по основным характеристикам.

Восстанавливать гликолесодержащие жидкости коммерчески выгодно в том случае, если работать с большими объемами схожих по характеристикам химвеществ. Это позволяет избежать индивидуальных лабораторных замеров для каждой партии, чтобы подобрать способ очистки. Вместо этого возможно использовать единое техническое решение, сочетающее несколько способов очистки для наилучшего результата.

Представляется, что такая бизнес-модель может быть успешно реализована в ряде случаев.

• Централизованный сбор противообледенительной жидкости в аэропортах. Как правило, в крупных аэропортах есть спецтехника для сбора деайсеров и действуют мини-заводы для восстановления свойств этиленгликолевых жидкостей.

• Большие станции технического обслуживания авто, работающие с большими корпоративными парками машин, которые регулярно проходят ТО и используют если не одну марку антифриза, то несколько взаимозаменяемых.

• Подрядные организации, обслуживающие инфраструктурные объекты, где используют этиленгликолевые теплоносители и промышленные охлаждающие жидкости.

В этих случаях возможно обеспечить единую технологию восстановления нужных свойств жидкости, чтобы приблизить ее к первичному продукту, а также получать прибыль за счет продаж качественного регенерированного продукта или экономить на закупках новых растворов.