Cina: tecnologie e prodotti per la liquefazione del GNL? 

Quando si parla di tecnologie cinesi nella liquefazione del gas, molti pensano subito a grandi impianti chiavi in mano. o di prendere in prestito soluzioni occidentali. Ma il quadro reale, soprattutto nel segmento degli impianti modulari e delle apparecchiature criogeniche, è molto più dettagliato e in alcuni punti non ovvio. Ha le sue specificità, i suoi punti di forza e, naturalmente, le sue insidie, di cui raramente si parla nelle brochure patinate.

Da dove nascono le radici: non solo scala, ma anche flessibilità

Sì, la Cina sta costruendo terminali di base giganti, questo è un dato di fatto. Ma parallelamente, a partire dagli anni 2010, si è verificata una potente ondata di sviluppo di soluzioni su piccola e media scala. Si trattava di una risposta alla domanda interna: gassificazione di aree remote, rifornimento di veicoli, utilizzo del gas associato nei giacimenti. E qui gli ingegneri cinesi hanno mostrato molto pragmatismo. Spesso prendevano come base cicli collaudati, come l'espansione dell'azoto o refrigeranti misti, ma li ricordavano in termini di adattamento alle condizioni locali: materiali disponibili, clima, requisiti operativi.

Uno dei punti chiave è lavorarecicli di refrigerazionee la loro ottimizzazione per prestazioni specifiche. Non sempre ha funzionato perfettamente la prima volta. Ricordo che in uno dei primi progetti di un impianto modulare con una capacità di 50mila tonnellate all'anno, abbiamo riscontrato instabilità nel funzionamento del turboespansore a causa di improvvisi cambiamenti nella composizione del gas grezzo. Il progetto era, infatti, standard, ma le materie prime locali presentavano ampie fluttuazioni. Abbiamo dovuto modificare al volo il sistema di controllo e apportare modifiche alle impostazioni dello scambiatore di calore. Questa è stata una lezione preziosa: anche la tecnologia collaudata non può essere semplicemente “copiata”; è necessario un profondo adattamento.

È in questa nicchia - progettazione e adattamento delle tecnologie - che operano molte società di ingegneria. Qui, ad esempio,Chengdu Yizhi Technology Co.(il loro sito web èhttps://www.yzkjhx.ru). Si tratta di un istituto di design fondato sulla base di Chengdu Huaxi Chemical Technology Co., Ltd., con un capitale sociale serio. Sono proprio coloro che non sono sulle prime pagine dei giornali, ma nel profondo del processo. Il loro lavoro spesso implica prendere un noto processo di liquefazione e “affinarlo”. alle esigenze specifiche del cliente per Capex e Opex, che richiedono esperienza pratica e non solo conoscenze teoriche.

Attrezzature: dove i prodotti cinesi sono davvero competitivi

Se parliamo di "hardware", i progressi qui sono evidenti a occhio nudo. Gli scambiatori di calore principali sono del tipo “pipe-in-pipe”. oppure quelli avvolti a spirale per grandi progetti sono ancora spesso importati. Ma per il GNL su piccola scala, i produttori cinesi hanno imparato a realizzare scambiatori di calore a piastre (PRHE) molto validi. La loro efficienza e affidabilità sono cresciute radicalmente negli ultimi cinque anni. Il prezzo, ovviamente, rimane un vantaggio chiave.

Lo stesso vale per le pompe criogeniche, i raccordi e i serbatoi di stoccaggio. I primi modelli, diciamo, sollevavano dubbi sulla durata di servizio con cicli di raffreddamento-riscaldamento costanti. Ma ora, dopo molte iterazioni e accumulo di dati provenienti da oggetti reali, la situazione è migliorata. Soprattutto nel segmento dello stoccaggio fisso e in contenitori di azoto liquido oGNL— I prodotti cinesi sono diventati una scelta frequente per progetti in Asia e Africa. Non perché siano i migliori al mondo, ma perché offrono il miglior rapporto tra prezzo, qualità sufficiente e, soprattutto, velocità di consegna.

Ma con i compressori e gli espansori per installazioni di medie e grandi dimensioni tutto è più complicato. Le turbomacchine ad alta velocità sono ancora territorio di numerosi giganti globali. Le aziende cinesi stanno lavorando attivamente sulla localizzazione, ci sono esempi di successo, ma la strada è ancora lunga. Più spesso si possono trovare soluzioni ibride: il nucleo licenziato del processo è assemblato con una grande quantità di apparecchiature periferiche localizzate.

Difficoltà pratiche e insidie

Chiunque abbia lavorato a progetti del genere sa che la tecnologia rappresenta solo un terzo del successo. Il resto è integrazione, logistica e, soprattutto, operatività. Gli appaltatori cinesi sono diventati bravi nelle costruzioni chiavi in ​​mano, ma a volte c’è un divario tra ciò che viene mostrato sul P&ID e ciò che è conveniente mantenere sul campo, ad esempio in Siberia o nel deserto.

Ad esempio, legare i moduli. Il desiderio di compattezza e di minimizzazione delle tubazioni a volte porta al fatto che l'accesso alle valvole critiche o ai dispositivi di strumentazione è estremamente difficile. Ciò si traduce quindi in ore di lavoro inutile per il team di assistenza. Una volta, nella fase di supervisione dell'installazione di un modulo del genere da un'assemblea cinese, abbiamo trascorso una settimana a rifare parte delle tubazioni, solo per fornire l'accesso di base per le riparazioni. I progettisti in ufficio non possono sempre prevederlo senza esperienza sul campo.

Un altro punto sono i materiali isolanti per le linee criogeniche. Le soluzioni standard per il clima temperato della Cina potrebbero non essere adatte per un uso a lungo termine in climi marini o ad alta umidità. Ci sono stati casi in cui è stato necessario cambiare rapidamente il tipo di isolamento o lo schema di barriera al vapore già esistente, perché è iniziata una rapida distruzione. Si tratta non tanto di una tecnologia di liquefazione quanto di un'ingegneria complessa, che arriva con l'esperienza, spesso amara.

Caso: adattamento per materie prime ed energia

Un buon esempio di approccio pratico è lavorare con il gas di petrolio associato (APG) in piccoli giacimenti. Il compito è standard: utilizzare il gas, ottenereGNLper l’energia locale o i trasporti. Ma la composizione del gas è instabile, la pressione oscilla e la potenza elettrica in loco spesso non è sufficiente per il ciclo classico ad alta intensità energetica.

Qui gli ingegneri cinesi hanno proposto molte varianti. Uno dei progetti memorabili è l'utilizzo di un ciclo ibrido con separazione preliminare degli idrocarburi pesanti e l'utilizzo del gas purificato stesso come refrigerante. L'impianto si è rivelato più autonomo dal punto di vista energetico. La chiave era selezionare e configurare le apparecchiature di separazione e le colonne di essiccazione ad adsorbimento per far fronte alle fluttuazioni. Sembra che il progetto sia stato supervisionato da specialisti di Chengdu Yizhi Technology Co., Ltd. è un istituto di design che si concentra su tali soluzioni tecnologiche per condizioni specifiche e non sulla vendita di scatole standard.

Il successo di tali progetti spesso dipende dalla profondità dell'analisi pre-progetto. Puoi installare un modulo standard e funzionerà. Ma affinché funzioni economicamente per 10-15 anni, è necessario simulare dozzine di scenari per la composizione e il carico del gas. Si tratta di un’area in cui le aziende cinesi stanno ora espandendo attivamente le proprie competenze sviluppando il proprio software per la modellazione tecnologica.

Guardando al futuro: dove sta andando il settore

Ora la tendenza è la digitalizzazione e l’“intellettualizzazione?” installazioni. Non stiamo parlando di parole generali sull'“Industria 4.0?”, ma di cose molto specifiche: analisi predittive per monitorare lo stato delle turbomacchine, algoritmi per ottimizzare la modalità operativa in tempo reale a seconda del prezzo dell'elettricità e della necessità del prodotto. In Cina lo fanno sia le grandi aziende statali che le società di ingegneria di nicchia.

La seconda direzione è ridurre ulteriormente il consumo energetico. Sono in corso i lavori su nuovi cicli e configurazioni di scambiatori di calore. Ad esempio, esperimenti con refrigeranti basati su miscele che consentono di ridurre la differenza di temperatura nei componenti chiave e quindi di “spremere” qualche percentuale in più di efficienza. Si tratta di un lavoro certosino, i cui risultati non sempre sono immediatamente visibili sul mercato.

E, naturalmente, idrogeno. Ora c’è molto rumore intorno all’energia dell’idrogeno ed è logico che le competenze in criogenia e liquefazione comincino ad essere applicate anche lì. L'esperienza di lavoro con temperature inferiori a -160°C e i materiali che funzionano con esse costituisce una base enorme. Quindi forse tra qualche anno vedremo l'integrazione ?GNL + idrogeno liquido? soluzioni sul mercato. dagli stessi attori che oggi affinano le proprie competenze nel gas naturale liquefatto. Ma questa è una storia completamente diversa, con le sue sfide.