Моделирование и технико-экономический анализ сверхкритических флюидных методов переработки промышленного водного отхода ПАО "Казаньоргсинтез" применительно к модельному стоку

В программном пакете Aspen Hysys (версия 12) с помощью Aspen Process Economic Analyzer проведено технико-экономическое сопоставление возможностей двух различных вариантов очистки фенолсодержащих водных отходов ПАО "Казаньоргсинтез" при использовании экстракционного процесса и в результате проведения процесса окисления органических компонентов водного стока. Выполнено моделирование и масштабирование этих процессов для стока, подаваемого с массовым расходом в 1000 кг/ч. Дана оценка эксплуатационных затрат на реализацию каждого из исследуемых вариантов.

1. Хайрутдинов В.Ф., Гумеров Ф.М., Хабриев И.Ш. и др. Утилизация древесных железнодорожных шпал с использованием сверхкритического флюидного экстракционного процесса. Экология и промышленность России. 2020. Т. 24. № 9. С. 4—10.

2. Gros Q., Duval J., West C., Lesellier E. On-line supercritical fluid extraction-supercritical fluid chromatography (SFE-SFC) at a glance. A coupling story. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2021. Vol. 144. 116433.

3. Аетов А.У., Усманов Р.А., Мазанов С.В., Гумеров Ф.М. Переработка молибденсодержащего водного стока в сверхкритических условиях. Цветные металлы. 2020. №7. С. 68—73.

4. Мазанов С.В., Фан К.М., Аетов А.У. и др. Окисление органических соединений в сверхкритических флюидных условиях в рамках задачи утилизации промышленных водных стоков ПАО "Нижнекамскнефтехим" И ПАО "Казаньоргсинтез". Экология и промышленность России. 2023. Т. 27. № 4. С. 10—16.

5. Zhang F., Li Yu., Liang Zh., Wu T. Energy conversion and utilization in supercritical water oxidation systems. A review. Biomass and Bioenergy. 2022. Vol. 156. 106322. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2021.106322.

6. Leila M., Ratiba D., Al-Marzouqi Ali-H. Experimental and mathematical modelling data of green process of essential oil extraction: Supercritical CO2 extraction. Materials Today. Proceedings. 2022. Vol. 49. Part 4, P. 1023—1029.

7. Cocero M.J., Sanz M.T., Fernández‐Polanco F. Study of alternatives for the design of a mobile unit for wastewater treatment by supercritical water oxidation. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2001. Vol. 76. P. 257—264.

8. Zhang F., Chen J., Su Ch., Ma Ch. Energy Consumption and Economic Analyses of a Supercritical Water Oxidation System with Oxygen Recovery. Processes. 2018. Vol. 6. No 11. 224.

9. Donatini F., Gigliucci G., Riccardi J., Schiavetti M., Gabbrielli R. Supercritical water oxidation of coal in power plants with low CO2 emissions. Energy. 2009. Vol. 34. P. 2144—2150.

10. Xiao Z., Qing W., Leming C. Modeling for supercritical water oxidation process of sludge using Aspen plus. Computers Appl. Chem. 2017. Vol. 34. 973.

11. Rodrigues V.H., De Melo M.M.R., Silva C.M. Simulation and techno-economic optimization of the supercritical CO2 extraction of Eucalyptus globulus bark at industrial scale. Journal of Supercritical Fluids. 2019. Vol. 145. P. 169—180.

12. Qian L., Wang Sh., Wan Sh., Zhao Sh., Zhang B. Supercritical water gasification and partial oxidation of municipal sewage sludge. An experimental and thermodynamic study. International Journal of hydrogen energy. 2021. Vol. 46. P. 89—99.

13. Cocero M.J., Alonso E., Torío R., Vallelado D., Sanz T., Fdz-Polanco F. Supercritical Water Oxidation for Poly(ethylene terephthalate) Industry Effluents. Ind. Eng. Chem. Res. 2000. Vol. 39. No 12. P. 4652—4657.

14. Гумеров Ф.М., Зарипов З.И., Мазанов С.В. и др. Некоторые характеристики термодинамических систем и их влияние на эффективность извлечения ценных компонентов промышленного водного стока ПАО "Казань-оргсинтез" методом сверхкритической флюидной экстракции. СКФ-ТП. 2022. Т. 17. № 4. С. 3—13.

15. Mazanov S.V., Phan Q.M., Aetov A.U. et all. Heterogeneous Catalytic and Non-Catalytic Supercritical Water Oxidation of Organic Pollutants in Industrial Wastewaters Effect of Operational Parameters. Journal Symmetry. 2023. Vol. 15 (2). 340.