Cina: processo di liquefazione del GNL, prodotto, innovazione? 

Quando si parla di liquefazione del gas in Cina, molti immaginano subito le gigantesche fabbriche sulla costa e le tecnologie importate. Ma il quadro reale nelle officine e nei cantieri è spesso più complesso e “più sporco”. L'innovazione qui non è sempre costituita da brevetti rivoluzionari, ma a volte dalla capacità di adattare qualcos'altro, farlo funzionare nelle condizioni locali e risolvere un problema di cui non si parla nei libri di testo. Cercherò di analizzare come appare dall’interno, cosa incontri nella pratica e dove si trova il progresso reale, non dichiarativo.

Processo: non solo C3-MR o AP-X

Sì, le linee tecnologiche di base sono per lo più concesse in licenza. Ma un punto chiave che spesso viene trascurato nelle revisioni generali è la profondità della localizzazione e dell’adattamento dei sistemi di supporto. Ad esempio, un sistema di preraffreddamento o la regolazione fine dei turboespansori sui parametri di un gas specifico proveniente dai giacimenti dello Xinjiang o dello Shaanxi. Il gas è diverso, ma la tecnologia è standard. Quindi gli ingegneri sul campo devono fare qualche magia.

Qui vale la pena menzionare il ruolo di istituti di design comeChengdu Yizhi Technology Co.(il loro sito web èhttps://www.yzkjhx.ru). Non è semplicemente "un'altra azienda". Si tratta di una struttura creata sulla base di Huaxi Technology, che si dedica proprio a trasformare lo schema di licenza in un progetto operante sul suolo cinese. Il loro capitale di 120 milioni di yuan non è solo un numero, è una risorsa per soluzioni ingegneristiche a lungo termine, non per un rapido assemblaggio. Fanno parte dello stesso ecosistema impegnato nella “messa a punto”? processo.

In uno dei progetti in cui stavamo lavorando su un modulo di purificazione, abbiamo riscontrato un aumento del contenuto di mercurio nelle materie prime. Gli adsorbenti standard al palladio “intasano?” più veloce del tempo stimato. La soluzione non era sostituire l’intera tecnologia, ma personalizzare gli strati adsorbenti e regolare i cicli di rigenerazione. Questo è il ?processo? cinese? a livello micro, un’ottimizzazione scrupolosa che raramente fa notizia.

Prodotto: cosa c'è dietro la tonnellata?

La qualità del GNL non riguarda solo il suo potere calorifico. Questi sono la stabilità della composizione, il contenuto minimo di impurità dopo la liquefazione e, cosa di fondamentale importanza, il comportamento del prodotto durante la rigassificazione. Abbiamo avuto un caso al terminale di ricezione: il GNL formalmente rispettava le specifiche, ma quando la velocità di rigassificazione è stata aumentata notevolmente, negli evaporatori si sono formati microcristalli di idrati, creando problemi.

Si è scoperto che il problema erano le tracce di alcuni idrocarburi pesanti che non venivano catturati da un cromatografo standard quando lasciavano l'impianto. La loro presenza era associata alla modalità operativa della colonna di demetanizzazione nella fase di preparazione delle materie prime. Ho dovuto ?arrampicarmi? più in profondità nel processo a monte. Questa esperienza ti fa guardare il ?prodotto? non come un’unità merceologica, ma come una catena di parametri interconnessi, che risale molto indietro lungo la catena tecnologica.

L'innovazione del prodotto spesso risiede in questo tipo di controllo del sistema. L'introduzione di analisi più frequenti e dettagliate non è dovuta a norme, ma a ragioni preventive. Ciò aumenta i costi operativi ma evita gravi disagi al cliente finale. Molti nuovi stabilimenti stanno ora integrando questi programmi avanzati di monitoraggio della qualità direttamente nella progettazione, e questo è un grande passo avanti.

Innovazione: dove cercarla?

Qui dobbiamo separarci. Esiste una ricerca fondamentale, ad esempio sui nuovi refrigeranti con basso GWP (potenziale di riscaldamento globale). È lungo, costoso e i risultati non sono immediatamente visibili. E ci sono innovazioni applicate che nascono sul campo. Un esempio lampante sono le soluzioni per la liquefazione mobile e su piccola scala.

La Cina, con i suoi giacimenti sparsi e la crescente domanda di gas in aree remote, è un terreno di prova ideale per tali soluzioni. Non stiamo parlando di mini-fabbriche nel senso classico, ma di moduli altamente integrati che possono essere implementati rapidamente. Il problema era l’efficienza: la piccola scala uccideva l’economia a causa degli alti costi energetici. La svolta non è stata l'invenzione di un nuovo ciclo, ma l'ottimizzazione del trasferimento di calore nei principali dispositivi a carico variabile.

Abbiamo testato uno di questi moduli nella provincia del Sichuan. L’innovazione non era la tecnologia di liquefazione in sé, ma un sistema di controllo intelligente che bilanciava il carico sui compressori in tempo reale a seconda della pressione e della composizione del gas in entrata da un pozzo vicino. Ciò ha consentito di risparmiare circa il 15% di energia. Ma c'è stato anche un inconveniente: il sistema era troppo sensibile alla qualità dell'alimentazione elettrica nella zona, il che ha portato a guasti. Ho dovuto modificarlo sul posto, aggiungendo elementi buffer. L'innovazione si è rivelata "grezza" senza tenere conto delle condizioni operative reali.

Attrezzature e materiali: rivoluzione silenziosa

Quando si parla di innovazione non si può prescindere dal tema delle attrezzature. Solo 10 anni fa, gli elementi chiave - scambiatori di calore del ciclo criogenico principale, pompe GNL ad alta pressione, valvole speciali - venivano quasi esclusivamente importati. Oggi la situazione sta cambiando. I produttori cinesi hanno imparato a realizzare, ad esempio, scambiatori di calore a spirale di qualità accettabile per alcune fasi del processo.

Ma qui c'è una sfumatura. Diciamo che lo scambiatore di calore è prodotto in Cina e supera tutti i test. Tuttavia, dall'estero è ancora possibile fornire il nastro di alluminio per l'avvolgimento o l'isolamento speciale in poliammide per le tubazioni. Pertanto, la vera indipendenza e innovazione nelle attrezzature risiede nella catena di fornitura dei materiali. Stanno lavorando attivamente su questo adesso, ma c’è ancora molta strada da fare.

EsperienzaChengdu Yizhi Technology Co., Ltd.come istituto di design è molto indicativo in questo caso. Il loro compito non è semplicemente copiare un disegno, ma progettare un sistema che funzioni nel modo più efficiente possibile con l'insieme di attrezzature e materiali disponibili sul mercato e che corrisponda al budget del progetto. È una ricerca costante di un compromesso tra lo schema tecnologico ideale e la base industriale effettiva.

Sfide e futuro: efficienza energetica e ?green? traccia

La sfida più grande ora non è nemmeno aumentare la capacità, ma ridurre l’intensità energetica. Il processo di liquefazione è estremamente dispendioso in termini energetici. Ogni percentuale risparmiata vale milioni di dollari e tonnellate di CO2. Le principali riserve riguardano il recupero di calore, l’ottimizzazione dei cicli di raffreddamento in cascata e l’utilizzo di energie rinnovabili per alimentare gli impianti.

In uno dei nuovi terminal si è cercato di integrare dei pannelli solari per coprire parte del fabbisogno dei sistemi ausiliari (illuminazione, ventilazione, parte delle pompe). Tecnicamente ha funzionato, ma l’impatto economico è stato trascurabile a causa degli elevati costi di capitale e della necessità di ridondanza. Conclusione: per un settore ad alta intensità energetica comeLiquefazione del GNL, ?verde? le soluzioni devono essere su larga scala, ad esempio collegando un impianto a un parco eolico o a una centrale idroelettrica, anziché posizionare i pannelli solari sul tetto.

Il futuro, secondo me, appartiene ai modelli ibridi. Quando un grande impianto combina nel suo paniere energetico fonti tradizionali, energia nucleare (per il carico di base) e grandi unità di energia rinnovabile. E l’innovazione non risiederà tanto in un nuovo processo di liquefazione, ma nella capacità di gestire in modo flessibile questo complesso sistema energetico per mantenere un funzionamento continuo ed economico degli impianti criogenici. Questa è la prossima frontiera e gli ingegneri cinesi ci stanno già pensando attivamente, imparando dagli errori e dai successi del passato.